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

    Mingjie LiuXu HouDan Wang
    2373-2375页
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    基于微生物的稀土材料制备

    崔惠敬王帆马超张洪杰...
    2376-2392页
    查看更多>>摘要：稀土元素(REEs)作为现代高科技产业发展的关键原材料,在多个前沿领域具有广泛应用.然而,由于稀土元素分布相对分散,其提取往往伴随着环境退化.此外,稀土元素的相似化学性质导致了分离过程中的高能耗和过度污染排放.为了实现稀土的绿色发展和高效资源利用,通过合成生物学技术构建了工程稀土微生物.此外,我们建立了工程稀土微生物合成平台,实现了原位合成高附加值的稀土生物材料,推动了临床转化研究和应用的进展.本文综述了稀土微生物的合理设计、高价值稀土生物材料的合成及其应用.最后,简要讨论了该领域的未来研究和发展前景.

    rare earthbiomanufacturing platformengineered microorganismsbiomaterialhigh-value application

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    生物启发和生物工程核酸药物载体

    左嘉敏卢治国郭京赵睿琛...
    2393-2413页
    查看更多>>摘要：核酸药物具有直接作用于致病基因的优势,在治疗各种疾病方面具有巨大潜力.然而,由于核酸药物需要克服多重生理障碍才能到达靶点,因此在实际应用中面临诸多困难和挑战.为了提高核酸药物的稳定性和递送效率,研究人员开始利用生物工程化和生物启发材料所具有的内源性递送生物大分子的能力来递送核酸药物.本文重点介绍核酸药物递送过程中需要克服的生物障碍,以及生物工程和生物启发材料在核酸药物递送中的优势和应用.通过利用这些先进的生物材料,研究人员有望提高核酸药物的疗效,为疾病治疗提供新的解决方案.

    bioinspired materialsbioengineered materialsdrug deliverynucleic acid drugsbiological barriers

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    基于微流控的仿生细胞封装

    王经琳黄丹青方壹乐任昊桢...
    2414-2426页
    查看更多>>摘要：将细胞封装在生物材料中用于器官修复或疾病治疗是一个新兴领域.目前,微流控技术被用于精确控制封装细胞的数量、大小和支架结构.微流控技术提供了设计生物仿生形态的能力,增强封装细胞的活性和功能,从而提高疾病治疗的效果.本文报道了微流控技术在仿生细胞封装方面的最新进展.我们首先简要概述了各种天然衍生的促进细胞功能的仿生结构,如受到细胞、植物、动物和自然反应启发的结构;之后讨论了基于微技术的最新细胞封装方法,并详细描述了相关过程;最后提出了仿生细胞封装在疾病治疗和临床应用中面临的挑战和未来方向.

    cell encapsulationmicrofluidicbiomimeticorgan repairclinical application

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    受自体材料启发的药物递送系统

    冯慧珩程伊安柳扶摇顾臻...
    2427-2446页
    查看更多>>摘要：随着个性化医疗理念的深入研究,基于自体来源材料的药物递送系统受到越来越多的关注并快速发展.自体来源材料具有保留其体内天然生理学特性和优良的生物相容性等特点,这为其在材料功能化和药物递送方面开辟了广泛的研究空间,也为疾病治疗提供了坚实的基础.借助这些优势,受自体来源材料启发的药物递送系统有望在疾病治疗方面实现减毒增效.本文对基于人源蛋白、细胞材料及细胞外基质支架的药物递送系统的最新研究进行了全面回顾,重点关注了这类药物递送系统的载药策略和应用场景,深入分析了它们在疾病治疗中的优势和限制.此外,本文还探讨了受自体来源材料启发的药物递送系统在临床转化过程中面临的潜在机遇和挑战.

    drug deliveryautologous materialbioinspiredex-tracellular matrix scaffolds

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    限域空间反应合成氧化铁纳米颗粒

    赵一帆吴临远李艳毛宇...
    2447-2461页
    查看更多>>摘要：氧化铁纳米颗粒(IONPs)在生物医学领域具有广阔的应用前景.以共沉淀法、热分解法、溶胶-凝胶法与水热法为代表的传统方法,在控制IONPs合成反应过程的物质交换存在一定局限性,或影响产物纯度及功能性.在限域空间内进行的合成反应,有望为IONPs合成过程精准控制以及产物性能提升提供有效的解决方案.限域空间合成方法与细胞利用纳米反应器精确控制系列化学反应的生物合成过程类似.本文聚焦于IONPs的限域空间合成,综述了目前实验室构建限域空间反应器制备IONPs的策略,旨在加深对纳米反应器在合成IONPs过程中所发挥作用的理解并推进其应用,进而推动开发具有更优异生物相容性和诊疗效应的IONPs.

    iron oxide nanoparticlesconfined-space synthesisprecise controlnanoreactors

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    生物材料介观结构组装及工程化的最新进展、挑战和前景

    焦芸可雷淼唱荣航屈雪...
    2462-2468页
    查看更多>>摘要：尽管天然生物组织的组分性能有限,但其跨越多尺度的复杂有序结构赋予了其出色的功能,这一点在介观尺度尤为显著.介观结构在调控材料的物理性质和生物活性方面发挥着至关重要的作用.本文深入探讨了对组织再生修复材料进行介观结构控制的挑战,并提出了一种新型的场调控动态自组装技术.该技术以电化学沉积技术为基础,通过调控电化学参数或与其他物理场进行耦合,能够更精准地控制生物大分子组装体的介观结构,从而实现材料的高性能化.此外,本文还讨论了该技术在工程化应用上的优势.最后强调了跨学科和跨部门合作的重要性,这对于推动生物材料制造技术的产业化和商业化至关重要.总之,该技术在组织再生领域展现出了广阔的发展前景.
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    微型"智能战士"治疗癌症:刺激响应型微纳机器人在化疗药物递送中的应用

    马然侯仰龙王術人
    2469-2476页
    查看更多>>摘要：近年来,纳米技术的进步为刺激响应型微纳机器人的发展奠定了基础,它们在癌症治疗中扮演着"智能战士"的角色.本文首先总结了各种刺激响应的机制,包括磁场、光、超声、pH和过氧化氢等介导的刺激响应,这些机制被用于触发肿瘤微环境中微纳机器人的运动和药物释放.随后,本文系统地归纳了用于化疗药物递送的微纳机器人的发展历程与最新进展.值得注意的是,虽然这些"智能战士"在精准化疗药物递送方面具有潜在的应用价值,但要充分发挥它们的作用,还需要持续的探索,以应对实现其在复杂体内微环境中的运动所面临的挑战.
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    超亲水纳孔分离膜的制备及其分子分离性能和稳定性研究

    赵璐张丰高守建靳健...
    2477-2485页
    查看更多>>摘要：膜分离技术在有机分子污水的处理中具有广泛应用,其面临的难题之一是制备具有超亲水性质的纳孔膜以抵御有机污染物的污染,实现高效、稳定的分子分离.在本文中,我们通过全膜交联的方法在保持水凝胶纳孔膜超亲水性质的前提下大幅提升了其机械强度,制备了高强度超亲水纳孔膜.该膜实现了有机分子的高效分离,水通量达到220 Lm-2h-1bar-1,考马斯亮蓝(CBB)截留率达到～99.9％,分子/盐(CBB/Na2SO4)选择性达到747.在以腐殖酸为污染物的分子分离中,该膜表现出优异的抗污染性能,通量恢复率接近100％.该膜还具有出色的抗压性能,在高达8 bar的跨膜压力下保持了稳定的分子分离性能.本工作为制备超亲水纳孔膜实现有机分子废水的高效分离提供了一种新的思路.

    superhydrophilic membranenanoporous mem-branemolecular separationhydrogelantifouling

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    特异性清除衰老细胞的双药纳米递送系统用于治疗肾衰竭

    金世奇李文黄千笑曾旋...
    2486-2495页
    查看更多>>摘要：清除衰老细胞是延缓衰老或治疗衰老相关疾病的一种有前途的方法.目前,达沙替尼和槲皮素的组合是研究最为广泛的衰老细胞裂解剂.然而,这两种药物的药代动力学和组织分布不同,迫切需要一种靶向递送策略使其能够同步到达组织或器官.本文设计了一种双药纳米递送系统(L-DQ),以达沙替尼和槲皮素纳米粒子(DQ)为核心,通过将纳米粒子与靶向蛋白相结合,使其具有靶向特定器官的能力.将DQ与溶菌酶结合得到能够靶向肾脏并清除肾脏衰老细胞的L-DQ.L-DQ能够特异性清除衰老细胞而不损害非衰老细胞,有效降低了受损肾脏的衰老细胞比例,促进了肾功能的恢复.这种双药纳米递送系统有助于靶向递送衰老细胞裂解剂至特定器官,为防治衰老相关疾病提供了一种潜在的策略.

    senescent cellssenolyticsprecise targetingdual-drug codelivery nanosystem

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