场驱动医疗微机器人:材料制备工艺不断优化的应用前景

背景:微机器人具有体积小、灵活、靶向性强等特点,可以在狭窄的环境下通过单体或集群的方式完成复杂的工作。随着材料、制备工艺以及驱动方式的不断优化,其在生物医学领域内显示出越来越重要的应用价值。目的:分析场驱动微机器人在生物医学领域的应用并展望其应用前景。方法:以“微机器人,纳米机器人,驱动,生物医学,医疗”为中文关键词,以“microrobots,micro-robots,nanorobots,micromachine,microswimmer,medical”为英文关键词,分别检索万方以及Pub Med数据库,检索时间范围重点为2010年1月至2024年1月,同时纳入少数远期文献。通过阅读文题、摘要初步筛选,排除重复性研究、低质量期刊以及与内容不相关的文献,阅读全文后最终纳入66篇文献进行综述。结果与结论:场驱动医疗微机器人涵盖了磁、光、热、超声及多种混合因素驱动机器人。场驱动机器人已被应用于肠道诊断、药物靶向治疗及干细胞治疗等多个领域。尽管医用微机器人在临床医学中已有少数应用,但大多数还处于理论和实验阶段。医用微机器人的未来面临诸多挑战,如实现大规模制备、进一步提升精确控制、解决回收或体内降解问题,以及所用材料是否会对人体产生不良反应等,此外微机器人还需与相应的微创医学手术相配合。

一种开源的多功能动物行为学实验系统

目的提供一种基于开源共享协议的多功能动物行为学实验系统,可用于条件恐惧,主动回避等多种行为学观察、训练及测试。方法本系统由实验箱体、摄像头、刺激电路及控制软件构成,可实现无人值守条件下多种实验动物行为学的记录及定量分析。结果本系统在两所高校分别搭建后,测试了包括条件恐惧,主动回避等常用动物行为学实验并对实验结果进行了统计分析。实验数据显示,基于Sprague Dawley大鼠的条件恐惧行为、主动回避行为均能在该系统中稳定训练完成。结论成功研发了一套开源的多功能动物行为学实验系统。由于该系统整体设计从硬件到软件完全开源,并具有易使用、可扩展等特点,有利于本系统的广泛推广,降低实验准入门槛,惠利于所有动物实验工作者。

“双创”视域下的《医用材料制备与评价》课程教学设计与实践

在我国“大众创业、万众创新”战略驱动发展的新时代背景下,将“双创”教育融入专业课程已成为各大高校课程改革的重要发展方向。《医用材料制备与评价》是功能材料专业的一门核心专业课程,可以成为该专业“双创”教育培养的重要载体。本文针对《医用材料制备与评价》课程的特点和传统教学设计的不足,提出构建多元化课程导学资源库、多维立体互动式教学、聚焦研究热点、依托BIC种子基金项目等四位一体的课程教学设计方案,以期培养学生的问题意识以及“双创”、协作、实践等方面的综合能力,力争为国家输送契合市场需求的复合型高级工程人才。

基于Kano理论的专业学位研究生个性化培养

运用服务营销领域的客户满意度评价法Kano理论模型,结合全日制地方高校专业学位研究生教育现状及特点,对个性化培养方案进行分析与探索。确定基于Kano理论的新型工程类专业学位研究生教育质量保证和评价机制,探索实现学生、企业双满意的个性化培养方案,为专业学位研究生培养模式创新提供借鉴。

神经递质的可视化荧光检测技术研究进展

神经递质是神经系统中至关重要的组成部分,神经递质释放的时间和空间变化是神经网络中信息处理的核心,可视化监测神经递质的生物传感器是探究各类生理和病理活动的重要工具。文中综述了近年来具有较高时间和空间分辨率的监测神经递质时空分布变化技术的研究进展,介绍了对谷氨酸、多巴胺、γ-氨基丁酸和乙酰胆碱这4类重要的神经递质的检测方法,并归纳总结了各类检测方法的基本原理和优缺点,为设计具有高时空分辨率的神经递质传感器提供一个较为系统的参考。

一种靶向蛋白质超声微泡的制备及表征

以氟碳气体为超声造影剂,通过接枝纳米磁性颗粒-RGD多肽,构建靶向蛋白质超声微泡,制备一种可同时用于超声造影和磁共振成像(MRI)的双模态造影增强剂。通过显微镜对磁性蛋白超声微泡形貌进行观察,利用红外光谱、分光光度法分析纳米磁性颗粒接枝牛血清蛋白的接枝率,并通过细胞实验评价磁性蛋白微泡的生物相容性。

羟基磷灰石纳米纤维增强甲基丙烯酸酐改性明胶复合水凝胶的制备及性能

采用溶剂热法制备了具有超高长径比的羟基磷灰石(HAP)纳米纤维,并将其与甲基丙烯酸酐改性明胶(GelMA)结合,利用紫外光交联制备了HAP纳米纤维/GelMA复合水凝胶。通过SEM、XRD、力学测试、溶胀测试、降解测试、细胞培养等对HAP纳米纤维/GelMA复合水凝胶进行结构表征和性能测试。SEM断面观察表明,HAP纳米纤维/GelMA水凝胶呈三维孔隙贯通的多孔结构。力学实验表明,HAP纳米纤维能有效增强水凝胶的弹性模量,且随着HAP纳米纤维添加量的增加,力学性能增强效果越明显。溶胀实验表明,当HAP纳米纤维质量分数为5.2wt%~14.2wt%时,HAP纳米纤维复合水凝胶的溶胀率变化不明显,当质量分数为18.2wt%时,溶胀率降低。降解实验表明,HAP纳米纤维的加入能有效保持水凝胶结构形态,使其更加稳定可控。细胞包裹培养实验表明,HAP纳米纤维/GelMA复合水凝胶能为细胞提供良好的三维生长环境,表现出优良的生物相容性。本实验制备的HAP纳米纤维/GelMA复合水凝胶在组织工程领域有着良好的应用前景。

水热法制备方糖状CaCO3@HA颗粒药物控释载体

利用水热法制备出新型方糖状介孔羟基磷灰石(CaCO3@HA)颗粒并评价了其生物学性能,结果表明:该方糖状介孔CaCO3@HA内核是方解石型CaCO3,外壳为HA,其相成分比例可以通过水热时间进行调控。水热反应1 h制备的样品比表面积(SBET)高达117.046 m^2·g^-1,介孔孔径约为3.83 nm,对阿霉素盐酸盐(DOX)的装载能力高达95%。这种材料还具有良好的pH响应特性,可以控制释放DOX抑制肿瘤细胞的增殖。该方糖状介孔CaCO3@HA颗粒是一种良好的药物控释载体,具有广泛的应用前景。