中国科学(技术科学)2024,Vol.54Issue(8) :1519-1532.DOI:10.1360/SST-2023-0311

应对老龄化所致慢病的智能生物材料

Intelligent biomaterials for chronic diseases caused by aging

袁月辉 黎谨 周亚鸣 朱雪菲 邵小东 方伦 刘一杨 金娟 王乐禹 李永生 吴水林 蔡平强 胡本慧 顾宁
中国科学(技术科学)2024,Vol.54Issue(8) :1519-1532.DOI:10.1360/SST-2023-0311

应对老龄化所致慢病的智能生物材料

Intelligent biomaterials for chronic diseases caused by aging

袁月辉 1黎谨 1周亚鸣 2朱雪菲 3邵小东 3方伦 4刘一杨 1金娟 1王乐禹 5李永生 6吴水林 7蔡平强 4胡本慧 1顾宁4
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作者信息

  • 1. 南京医科大学生物医学工程与信息学院,南京 211166
  • 2. 南京大学医学院附属鼓楼医院,南京 210008
  • 3. 南京医科大学第四临床医学院,南京 210029
  • 4. 南京大学医学院,南京 210093
  • 5. 广州医科大学基础医学院,广州 511436
  • 6. 华东理工大学材料科学与工程学院,上海 200237
  • 7. 北京大学材料科学与工程学院,北京 100871
  • 折叠

摘要

人口老龄化进程的不断加速直接导致骨质疏松和心血管疾病等慢性病高发,对以组织修复材料为核心的临床治疗方法提出了巨大挑战.本综述通过回顾生物材料的发展历程,总结归纳了各阶段生物材料的优劣势,同时详细论述了老龄化病损组织修复所面临的组织功能和微环境稳态难以维持的难题,最后基于此探讨如何结合人工智能、材料生物学、影像组学等新兴技术,研发能感知生理病理微环境,适时响应和主动调控生物学效应,并全周期适配病损组织修复进程的新一代"自适应"智能生物材料.

Abstract

The increasing population aging directly correlates with the heightened prevalence of chronic ailments,including osteoporosis and cardiovascular diseases.This poses considerable challenges to clinical treatments focused on tissue repair materials.In this review,an overview of the developmental trajectory of biomaterials is provided,along with a discussion on the merits and demerits associated with their different developmental stages.Furthermore,intricacies involved in maintaining tissue function and microenvironment homeostasis during the aged and damaged tissue repair are analyzed.Lastly,building upon these insights,the utilization of emerging technologies,such as artificial intelligence,material biology,and imaging omics,for developing novel"adaptive"intelligent biomaterials capable of perceiving physiological and pathological microenvironments is explored.These materials would promptly respond and actively regulate biological effects during the entire tissue repair process at lesion sites.

关键词

老龄化疾病/材料生物学/智能生物材料/组织修复

Key words

aging disease/materiobiology/intelligent biomaterials/tissue repair

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基金项目

国家自然科学基金创新研究群体项目(61821002)

国家自然科学基金(51832001)

国家自然科学基金(81971701)

江苏省前沿引领技术基础研究重大项目(BK20222002)

国家重点研发计划项目(2019YFA0210104)

出版年

2024
中国科学(技术科学)
中国科学院

中国科学(技术科学)

CSTPCD北大核心
影响因子:0.752
ISSN:1674-7259
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