刺激响应水凝胶又称智能水凝胶，因其可调物理、化学和生物相容性成为广泛生物医学应用平台。其适应性来自对特定物理化学或生物刺激发生可逆溶胀-脱溶胀和体积相变，以及多样合成策略可精确调控材料性质。近期进展开发新型水凝胶设计，改善溶胀-脱溶胀行为、刺激敏感性和生物相容性，扩展复杂生物环境应用。尽管进展，精确控制水凝胶尺寸和相对缓慢响应动力学...
生物相容性聚合物已成为医学3D打印中的关键材料，可用于制备支架、组织构建体、药物递送系统和生物传感器，并应用于人体内外。本综述系统概述当前可3D打印生物相容性聚合物及其复合材料的现状，重点讨论其加工方法、材料性能和生物医学用途。研究范围涵盖天然与合成生物相容性聚合物、聚合物-纳米复合体系以及无需光引发剂的生物墨水。作者批判性梳理相关...
数字光处理（DLP）技术是生物医学工程领域一种高精度制造方法，可利用光聚合材料逐层投影固化，制备复杂三维结构。形状记忆聚合物、水凝胶和纳米复合材料等智能材料因机械强度高、生物相容性好且可响应环境刺激，被用于个性化医疗。DLP 与这些材料结合，可在骨与软组织工程、药物递送和生物传感器制造等方向制备功能化结构。然而，材料种类有限、生产可...
仿生水凝胶可在三维环境中支持生化、细胞生物学及类组织研究。智能水凝胶也常用于组织工程，以及作为皮内或皮外再生医学中的药物载体，并已被用于生物传感器开发、三维细胞培养和类器官生长优化。然而，数十年来出现了多种水凝胶类型、辅助组分和交联方法，使相关研究日益多样且复杂。本文提供评价性综述，将潜在应用与相应的水凝胶调控相匹配。值得注意的是，...
碳纳米管（CNTs）被视为多种应用中的新兴材料。然而，由于粉末状 CNTs 易团聚并存在潜在毒性，其生物医学应用范围受到限制。为克服这些问题，研究者发展了将 CNTs 组装成宏观结构的技术，包括一维纤维、二维薄膜和三维气凝胶。其中，碳纳米管纤维（CNTF）是由 CNTs 构成的一维聚集体，可用于缓解单个 CNTs 的潜在毒性问题。此...
纳米技术的快速发展推动了功能纳米材料的持续进步。电纺纳米纤维具有孔隙率高、比表面积大、负载能力强、易于表面修饰且成本低廉等突出优点，在生物医学领域，尤其是生物传感器中展现出巨大应用潜力。本文系统综述了静电纺丝的基本工作原理，介绍了用于生物医学的电纺纳米纤维典型结构及常用生物材料，并总结了该技术在生物传感器、组织工程和药物递送等生物医...
本文是《功能表面与生物材料》研究专题的编辑前言，旨在总结该领域在生物技术与医学应用中的研究进展。研究专题收录20篇经同行评审的文章，涵盖组织工程（尤其骨组织工程）、材料表面改性、细胞-材料相互作用、药物递送系统、生物传感器及生物医学通用问题。文章讨论了二价钙、镁、铜离子协同促进成骨与血管生成，钛基牙科/骨科植入体骨整合，仿生肝小叶模...
过去十年，多糖在医疗技术领域受到广泛关注，已被应用于组织工程、药物递送系统、口罩和生物传感等多个方向。本综述概述了多糖用于生物医学的背景，并介绍了几类重要多糖，包括纤维素及其衍生物、几丁质与壳聚糖、透明质酸、藻酸盐和果胶。这些多糖可加工为水凝胶、纳米颗粒、膜和多孔介质等不同形态。由于多糖具有良好生物相容性、低免疫原性、低毒性、可吸附...
工程细胞、组织和器官有望改变损伤与疾病的治疗方式，但其商业化受限于制造过程复杂、成本高以及过程变异对产品质量的影响。若缺乏实时、集成的检测手段，制造过程中的微小变化如何影响最终产品往往难以判断。实时、非破坏性传感器技术对于获得过程洞察、确保商业放大或扩展过程中产品一致性至关重要。将测量技术引入制造流程，既要求细胞与组织开发者理解如何...
纳米纤维因其独特性质和潜在应用，已成为生物医学、医疗、环境和生物传感领域的创新方向。静电纺丝和离心纺丝是制备纳米纤维的主要策略，可得到高孔隙率、高比表面积、孔结构适宜且化学组成多样的纤维。这些优异特性为纳米医学开辟了新的路径，有助于开发用于生物医学、医疗及其他广泛应用的纤维基制剂。本综述系统概述纳米纤维及其多种应用，包括药物递送、生...
MXene是一类新型二维纳米材料，具有比表面积大、导电性优异、生物相容性好、可生物降解、亲水性强和抗菌活性等特点。近年来，MXene纳米材料在生物成像、肿瘤诊断、生物传感器和组织工程等生物医学领域迅速受到关注。本综述系统总结了MXene纳米材料在组织工程与再生医学中的最新应用。首先简要介绍了MXene的合成方法与表面修饰工程；随后重...
组织工程是借助合成复合材料促进多种组织生长的研究领域。随着纳米技术与生物工程的融合，组织工程在促进组织与器官生长、基因递送及生物传感器检测等方面展现出应用价值。本文系统综述了基于聚合物的纳米复合材料的合成、分类及其在组织工程与再生医学中的应用，重点讨论导电水凝胶与生物支架的构建策略。文章归纳了纳米材料功能化方法，包括直接墨水书写、静...
聚丙烯酸（PAA）是一种无毒、生物相容且可生物降解的高分子材料，近年来受到广泛关注。通过对其羧基进行化学修饰，可获得具有更优化学性能的 PAA 纳米衍生物；由 PAA 衍生物制备的纳米颗粒因稳定性和生物相容性良好，可用于药物递送。PAA 及其纳米共轭物还可作为刺激响应平台，适用于药物递送和抗菌应用，使其成为传统及新型药物载体的理想候...
水凝胶是一类具有可调物理化学性质的三维水凝胶平台，可通过材料工程调控其刚度、孔径、黏弹性、微结构、可降解性、配体呈现和刺激响应性，从而影响细胞信号级联与细胞命运。本文首先简要介绍水凝胶的物理化学性质与制备策略，随后系统阐述不同水凝胶性质对细胞行为和细胞信号事件的影响，包括整合素聚集、黏着斑复合体积累与激活、细胞骨架重排、蛋白核质穿梭...
纳米复合（NC）水凝胶是具有多种性质与功能的有前景生物材料，可用于药物递送、生物传感器开发、成像、组织工程和免疫调节等。本文综述了利用动态键合成 NC 水凝胶的策略与化学，包括动态共价键（如席夫碱键、硼酸酯键、二硫键和 Diels-Alder 反应）以及非共价键（如氢键、金属-配体配位、疏水作用、主客体作用和静电作用）。动态键可逆断...
尽管纳米医学在过去十年取得显著进展，但基于纳米技术的治疗体系向临床应用转化仍然缓慢，主要原因之一是缺乏能够模拟人体内环境并预测纳米材料性能与生物毒性的稳健临床前组织培养平台。器官芯片（OoC）是新型微流控工具，可在微尺度模拟复杂人体器官功能。这些集成微流控网络与三维组织工程模型相结合，显示出减少临床前与临床试验结果差异的潜力。然而，...
生物传感器是组织工程应用中用于疾病诊断的选择性、灵敏且快速的工具。与标准酶联免疫吸附测定（ELISA）相比，生物传感器通过结合生物、化学和物理技术，可实时、原位监测微生理信号。本综述总结了面向不同生物与生物医学应用的多种生物传感器技术的最新重要进展，尤其关注组织工程应用。文章讨论了用于组织工程的多种制备技术，如计算机数控（CNC）、...
水凝胶是具有吸收大量水能力的三维聚合物网络，具有柔韧性、多功能性、刺激响应性和柔软结构等优势。可根据来源、制备方法、离子电荷、响应类型、交联方式和物理性质进行分类。水凝胶已应用于农业、食品工业、生物传感器、生物医学等领域。由于水凝胶与活体组织相似、生物相容性好且可生物降解，生物医学应用研究尤为活跃。本文主要综述用于生物医学应用的商业...
高岭石黏土纳米管（HNTs）是一种天然丰富、生物相容性良好的铝硅酸盐材料，其管腔结构可包载约10%–20%的药物，因而对控释给药、组织工程和再生医学等临床应用具有吸引力。本文综述了HNTs作为临床可行方法的应用，重点讨论其在预防、诊断和治疗制剂开发中的潜力，并特别关注这些纳米管的生物安全性。HNTs可用于药物、生物药物、伤口愈合、骨...
对压电材料细胞响应的研究源于许多组织成分在离体条件下表现出压电行为。聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物（PVDF-TrFE）是有前景的压电和铁电材料，可用于能量收集与生物传感器器件。通过退火及添加颗粒或纤维填料可显著调控其结构与结晶性质，进而改变机电性能。本研究采用调制差示扫描量热法（MDSC）评价 PVDF-TrFE/氮化硼纳米管（BNN...