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合成生物学
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合成生物学/Journal Synthetic Biology JournalCSCDCSTPCD北大核心
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    血管化类器官的构建方法及生物材料

    李石开曾东鳌杜方舟张京钟...
    851-866页
    查看更多>>摘要：类器官血管化是完善类器官结构、功能及支持其体外长期存活的关键问题.近年来,随着类器官培养及生物工程技术的发展,类器官血管化有了长足的进步.本文综述了血管化类器官领域的最新进展,总结了目前用于血管化的构建策略与方法,包括干细胞共分化、多细胞共培养、微血管片段,移植后体内再血管化等生物技术,以及微制造、静电纺丝、三维生物打印、微流控技术等工程技术手段在血管化类器官方面的应用.血管化类器官的构建通常会辅以生物材料来负载血管化相关因子或提供不同类型细胞生长的微环境,本文对构建血管化类器官中应用的天然及合成生物材料也做了相应讨论.虽然类器官血管化目前还存在一定的局限性,但随着对血管化关键机制的解析及生物工程技术的进步,多种构建方法及生物材料的联合应用,将极大促进结构及功能完善的血管化类器官构建,并实质性地推动类器官技术在基础及临床医学领域的应用.

    干细胞类器官血管化生物工程学方法生物材料

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    骨骼肌芯片及其在生物医学领域的研究进展

    王达庆陶婷婷张旭李洪敬...
    867-882页
    查看更多>>摘要：骨骼肌作为人体最丰富的组织之一,是人体运动功能的主要承担者,并且在能量代谢、免疫调节和衰老过程中发挥重要作用.骨骼肌所处的微环境结构复杂,包括多种细胞类型、独特的三维结构以及力学特征.因此,建立高仿生的骨骼肌模型具有一定的挑战性.器官芯片可以精确地模拟人体组织的关键结构和功能特性,从而为骨骼肌模型的建立提供了一种新的途径.本文综述了目前骨骼肌芯片的构建及其在疾病建模、药物评价与再生医学等生物医学研究中的应用.依据人体骨骼肌组织微环境的特点,重点介绍了构建骨骼肌芯片的关键要素,包括动态培养环境、机械刺激、电刺激、血管化与神经化,以及其他工程策略包括各向异性支架的制备与两端锚定的策略等.目前的骨骼肌芯片在细胞来源及功能等方面仍存在一定的局限性.未来通过与基因编辑、生物传感等技术相结合,骨骼肌芯片有望在生物医学研究领域发挥更重要的作用.

    骨骼肌器官芯片疾病模型药物评价再生医学

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    整合设计策略下的工程化类器官与类器官芯片技术

    胡可儿王汉奇黄儒麒张灿阳...
    883-897页
    查看更多>>摘要：类器官和类器官芯片技术是一种由干细胞或特定类型的细胞在体外培养而成的模拟真实器官功能和微环境的三维组织结构,帮助研究者更准确地研究生物过程、疾病机制,为体外疾病模型的建立、药物筛选和个性化医疗提供了新的可能性.然而,当前类器官模型的构建还存在无法全面、准确模拟体内生物过程的诸多问题.为应对这一挑战,本文将讨论利用基于工程化原理的整合设计策略,指导类器官与类器官芯片技术的进一步优化,并通过将器官发育和疾病发展中的生物要素与跨学科工程方法建立合理的系统性联系,实现类器官在时间维度和空间维度上高度模拟体内器官自组织过程、结构与形态构建、生物功能获取的目标.进一步,利用整合高维数据集的数字孪生类器官系统,实现对类器官与类器官芯片的大数据管理、分析、追踪,将有助于更准确地进行疾病分析、指导预测、提出提前干预方案,推动精准医疗向"治未病"时代的进步.

    工程化类器官类器官芯片整合设计策略跨学科数字化类器官

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    类器官:技术创新与伦理争议

    陈倩文赵思琪彭耀进
    898-907页
    查看更多>>摘要：类器官技术,通过利用干细胞在体外培养构建的三维(3D)微型器官模型,模拟人体器官的结构及功能,已在疾病建模、药物筛选等生物医药领域得到广泛应用.然而,该前沿领域的快速发展亦引发一系列伦理问题,这些问题的解决对于促进领域的规范化与合法化发展至关重要.本文首先解析类器官技术的发展历程,并探讨其特征与应用价值.当前,类器官技术正逐步向构建更复杂的器官系统、实现更高仿真度及与其他技术的深度融合方向发展.考虑到人源类器官的特殊性、复杂性及敏感性,重点深入探讨了伴随技术进展而出现的伦理挑战,包括捐赠者的知情同意、隐私保护、技术的可及性,以及在模拟敏感器官(如大脑和胚胎)时所涉及的道德地位问题.国际组织与主要发达国家已在类器官研究的伦理治理方面采取了多项措施,通过发布伦理指南或标准,从多个维度应对类器官领域的伦理问题.相比之下,我国在这一领域尚未出台相关的立法政策.最后,本文提出了从评估量表的设计原则、评估标准的制定、量化方法、实施与监管、持续评估与反馈等要素构建"道德评估量表"框架,并建议加强跨学科合作,完善知情同意流程,以及建立国际统一的伦理准则.此外,支持伦理研究和公共讨论也是确保类器官技术负责任发展的关键措施.通过深入探讨类器官技术带来的伦理挑战及其应对之策,旨在促进科技创新与伦理关切之间的平衡,推动类器官领域的负责任创新,以更好地服务于人类健康和福祉.

    类器官伦理争议知情同意治理负责任创新

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    征稿简则

    封3页
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