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中国科学：材料科学（英文）
中国科学：材料科学（英文）
中国科学：材料科学（英文）/EISCI
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    Editorial:special topic on biomedical materials

    Xuesi Chen
    3761-3762页
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    定制超分子抗菌肽:从自组装纳米结构到活性

    王赛赛吴坚田原周绍兵...
    3763-3779页
    查看更多>>摘要：耐药菌的产生已成为全球重大公共卫生问题,并促使人们探索抗生素的替代疗法.利用超分子多肽自组装形成抗菌纳米材料,在治疗耐药菌感染中显示出巨大潜力.本综述重点介绍了近年来通过定制超分子抗菌肽以构筑具有不同自组装纳米结构的抗菌材料,从自组装过程中的驱动力,如疏水作用、氢键、静电作用和π-π堆积等,到所形成的具有不同形貌和尺寸的纳米颗粒、纳米管、纳米纤维和水凝胶等纳米结构及其抗菌活性.最后讨论了超分子自组装抗菌肽所面临的挑战,并展望了未来的发展前景.

    peptide self-assemblynanoarchitecturesanti-microbial activityantimicrobial peptidesmultidrug-resistant bacteria

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    纳米材料搭载药物治疗多发性骨髓瘤的研究进展

    刘召云沈红利刘惠丁凯...
    3780-3795页
    查看更多>>摘要：多发性骨髓瘤(MM)是一种不可治愈的克隆性浆细胞恶性肿瘤,具有易复发、易耐药的特点.蛋白酶体抑制剂的出现显著提高了MM的治疗效果;然而,其副作用和耐药性问题仍有待解决.纳米材料由于其良好生物降解性和生物相容性,已成为一个很有前途的治疗领域.纳米颗粒(NPs)搭载MM治疗药物,可减少副作用,提高治疗疗效,缓解耐药性,为MM的治疗提供了新的方向.本文以MM治疗药物的发展为线索,综述了过去20年NPs搭载MM治疗药物的研究进展和突破.

    plasma cell diseasenanotechnologyhematologyproteasome inhibitors

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    非阳离子聚合物辅助的核酸药物载体

    苏苗陈俊彬朱跃强陈超然...
    3796-3810页
    查看更多>>摘要：核酸药物作为疾病治疗过程中一类新的生物治疗方式,以核酸为靶标,通过对蛋白翻译过程的调控,实现疾病治疗,在生物医学应用和治疗领域呈现出巨大的前景.由于核酸类药物具有负电荷、高分子量和亲水性等特性,因此需要载体来克服多种生物屏障,以促进其在细胞内的递送.基于阳离子材料的载体通过与核酸的静电相互作用,提供了前所未有的机会来应对这些挑战.然而,阳离子材料的生物安全性和细胞毒性反应一直是早期临床研究的主要难题.鉴于对阳离子材料的使用进行了控制或规避,非阳离子聚合物载体成为了核酸递送的杰出选择.在本综述中,我们重点介绍了各种非阳离子聚合物载体的设计原则,包括共轭、化学键、物理交联、疏水相互作用以及与核酸的配位键等,以深入探讨除静电相互作用外的其他递送机制.此外,我们还探讨了如何通过靶向递送、细胞内摄取和内体逃逸等策略来提高非阳离子聚合物载体的核酸递送效率和治疗效果.

    nucleic-acid-based therapeuticsnucleic acids deliv-erynon-cationic polymer carriers

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    牙齿硬组织修复材料的研究进展及临床转化挑战

    胡博文逄艳云杨晓雪轩昆...
    3811-3832页
    查看更多>>摘要：牙齿硬组织,主要是牙釉质和牙本质,具有切割、咀嚼、说话和维持面部美观等基本功能,主要由排列良好的羟基磷灰石纳米晶体与蛋白质基质交错组成.这些组织表现出非凡的机械和美学行为,然而,一旦受损,它的自我修复能力是极其有限的,常伴有牙本质过敏.目前,虽然利用合成材料和再矿化技术进行牙体修复取得了临床进展,但这些方法仍然存在局限性,影响了其在临床中的广泛应用.因此,了解牙齿硬组织的形成机制,开发出能够模拟天然牙齿并满足临床需要的高性能再生技术是至关重要的.本文就牙釉质再生和牙本质脱敏的研究现状、研究进展以及临床转化面临的挑战进行综述.我们强调科学研究应以临床需求为出发点,这些研究通过转化最终服务于临床形成一种互相促进的良性循环.本文旨在为牙齿硬组织的预防和治疗提供新的视角,促进修复材料和技术的创新,为患者提供更好的临床转化产品和服务.

    pits and fissuresenameldentin hypersensitivityclinical translation

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    基于单宁酸的金属-多酚网络介导细胞治疗的多功能平台

    罗会龙谢娟苏雪纯王盼盼...
    3833-3848页
    查看更多>>摘要：利用生物材料进行表面改性对于构建能够控制细胞行为、调节生物过程并与特定生物分子相互作用的生物活性界面至关重要.单宁酸(tannic acid,TA),作为一种能够与离子络合的天然多酚化合物,其可以与金属离子自组装而形成一种配位网络,即金属-多酚网络(metal-phenolic networks,MPN),因而备受关注.这些金属-多酚网络不仅能形成稳定的动态结构,还可根据特定治疗需求进行工程化设计.由于其独特的理化性质,包括优良的粘附性、pH响应性、可控尺寸和刚度、易于制备以及良好的生物相容性,合成的基于单宁酸的金属-多酚结构已被广泛应用于修饰各种生物界面.这对于各种生物应用,特别是在细胞治疗中,具有极大的优势.本文探讨了基于单宁酸的金属-多酚网络在治疗性细胞(包括细菌、酵母和哺乳动物细胞)背景下的合成、性质与应用,重点阐述了其在生物相容性、可降解性、调节细胞环境能力及临床转化等方面的优势,强调了基于单宁酸的金属-多酚网络在推动细胞疗法方面的潜力.

    tannic acidpolyphenolsmetal-phenolic networksinterface engineeringcell therapy

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    胞内一氧化碳释放揭示其选择性抗菌作用

    马腾飞郑少秋程健张国颖...
    3849-3860页
    查看更多>>摘要：一氧化碳(CO)是一种具有扩散性和生物膜渗透性的气体递质.然而,细胞外和细胞内的共同递送是否会产生相似或不同的生物功能的问题仍然没有解决.本研究中,我们利用非金属共释放胶束作为局部CO递送的平台,系统地设计了不同尺寸、单体序列和壳层的胶束纳米颗粒.在上述胶束中,只有被金黄色葡萄球菌(S.aureus)摄取并能够在细胞内共释放的胶束表现出有效的杀菌特性.我们进一步证明,选择性杀菌作用与细胞内CO释放后羟基自由基的产生密切相关.此外,细胞内CO释放被证明可以有效治疗S.aureus引起的皮肤脓肿,且不需要额外的抗生素,显示出协同抗菌和抗炎作用.本研究证实了CO释放的空间位置对其抗菌性能具有重要影响,深化了对气体递质生理功能的理解和认识.

    carbon monoxideintracellular releaseantibacterialanti-inflammationcutaneous abscesses

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    用于感染性伤口治疗的抗菌-传感一体化绿色共析凝胶

    孟令壮孙辉张鸿博张玉玥...
    3861-3871页
    查看更多>>摘要：水凝胶是一种高度水合的材料,其结构类似于细胞外基质,具有可调节的机械性能,并可作为功能化的通用平台,用于伤口敷料以防止感染和液体流失.然而,其固有的水分蒸发问题在实际应用中影响了其存储稳定性和使用寿命.深共析溶剂(DESs)是一种环保型溶剂,具有低蒸汽压、导电性好、可降解、不燃和价格适中的特点.采用DES作为溶剂的共析凝胶不仅保留了水凝胶系统的机械强度和功能性,还克服了传统水凝胶中水分蒸发的限制,为更个性化和有效的伤口管理策略提供了有前途的方向和材料框架.本研究成功合成了一种新型三元深共析溶剂,由甘油、氯化锌和氯化胆碱组成,并引入聚合反应性双键,制备了一种环保抗菌的绿色共析凝胶.这种凝胶具有高机械强度、广泛的粘附能力、持久的杀菌活性、优异的传感性能和良好的生物相容性等独特特性.本文对其作为伤口敷料的应用进行了探索,研究结果表明,这种共析凝胶具有加速伤口愈合和防止细菌在伤口部位定植的能力.这些发现为下一代智能伤口敷料的开发提供了坚实的理论基础和有前景的材料平台.

    deep eutectic solventeutectogelwound dressingconductivityantibacterial

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    一种用于细菌外膜囊泡分离和局部肿瘤免疫治疗的智能DNA水凝胶

    张睿常乐乐王竞黄梦雪...
    3872-3884页
    查看更多>>摘要：细菌外膜囊泡(OMVs)在肿瘤免疫治疗中显示出巨大潜力.从复杂培养基中分离出高纯度和高生物活性的OMVs是应用于治疗的前提,但具有挑战性.本文报告了一种智能DNA水凝胶,用于从细菌培养基中高效分离OMVs,并进一步用于局部肿瘤免疫治疗.通过滚环扩增产生的两条超长DNA链交联构建DNA水凝胶.一条链含有多价GN6适配体,用于特异性捕获OMVs;另一条链含有多价PD-1适配体,用于阻断T淋巴细胞表面的PD-1免疫检查点.DNA水凝胶中包封的OMVs具有免疫刺激活性.在小鼠黑色素瘤模型中,含有OMVs的DNA水凝胶显示出显著的肿瘤抑制率(～95％).该智能DNA水凝胶为高效分离细菌来源的OMVs提供了平台化方案,助力肿瘤免疫治疗.

    DNA nanotechnologyDNA hydrogelbacterial outer membrane vesiclescancer immunotherapy

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    多功能内源性小分子衍生聚合物复合纳米粒子治疗急性败血症

    高佳辉李慧欣岳芃含谢大洋...
    3885-3897页
    查看更多>>摘要：脓毒症的病情复杂,单一治疗方式效果有限,因此需要开发多功能且能快速作用的治疗药物.我们开发了一种可降解为内源性小分子、易于合成且无抗生素的多功能纳米颗粒(TL纳米颗粒)用于脓毒症的治疗.该纳米颗粒由聚硫辛酸和聚赖氨酸之间的静电相互作用形成,具有抗菌活性、吸附游离核酸和清除活性氧、活性氮物种等各种功能,为对抗脓毒症提供了更加全面的措施.本文使用CLP模型确认了TL纳米颗粒的体内治疗效果,结果表明治疗后多器官的ROS水平降低,M1促炎巨噬细胞水平降低,M2抗炎巨噬细胞水平升高.这些发现证明了TL纳米颗粒在脓毒症治疗中的有效性,其可降解特性、简单的制备过程以及迅速的治疗响应使其在临床应用中具有可观的前景.

    sepsis therapyantibacterialantioxidantcfDNA adsorption

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