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综述:3D和4D打印在牙科及骨科植入物中的新趋势:方法、应用与未来方向
生物相容性:3D打印植入物的核心挑战生物相容性始终是3D打印植入物设计的核心考量。研究表明,聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)等可降解聚合物与生物活性玻璃的组合能显著促进骨整合(Osseointegration),其微孔结构可模拟天然骨小梁,加速细胞迁移和血管生成。然而,金属植入物(如钛合金)仍需解决长期磨损导致的离子释放问题。3D打印方法:从静态到动态的飞跃传统粉末床熔融(PBF)和立体光刻(SLA)技术已实现复杂骨科植入物的高精度制造,例如仿生多孔钛合金椎间融合器。而新兴的熔融沉积建模(FDM)结合生物墨水(如GelMA-软骨细胞复合物)可直接打印活体组织支架,在兔模型中成功诱导新生软骨
来源:Bioprinting
时间:2025-04-22
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拓扑优化与增材制造:颌面定制植入物的创新突破
在医疗领域,颌面区域的修复与矫正一直是极具挑战性的难题。人的颅面解剖结构极其复杂,每个人的颌面骨骼和组织都存在独特差异,就像世界上没有两片完全相同的树叶。而且患者对于手术效果期望很高,这使得先天性或后天性颌面异常的治疗困难重重。传统的植入物难以精准适配患者的特殊解剖结构,术后并发症风险较高,恢复时间也长。因此,开发更精准、更有效的颌面植入物迫在眉睫。在这样的背景下,Navodaya Dental College and Hospital 的研究人员开展了关于颌面患者特异性植入物(Patient-Specific Implants,PSI)的分析和拓扑优化研究。他们致力于通过优化植入物的设计,提
来源:Bioprinting
时间:2025-04-22
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三维熔喷技术构建仿生肌腱支架:高速制备工艺促进人脂肪干细胞定向分化与细胞外基质重塑
肩袖撕裂是导致肩关节功能障碍的首要原因,每年全球有超过46万例手术,但术后再撕裂率高达25%-90%。传统缝合修复会形成力学性能低下的纤维血管瘢痕组织,而现有ECM补片存在细胞浸润慢、机械支撑不足等问题。肌腱组织工程试图通过仿生支架改善修复效果,但主流静电纺丝技术存在溶剂毒性、重复性差和力学性能不足等缺陷。针对这些挑战,美国北卡罗莱纳州立大学非织造材料研究所的研究人员开发了三维熔喷(3DMB)新技术。该技术通过机器人收集系统精确控制纤维沉积,实现了比传统熔喷(MB)高10倍的纤维排列度,制备出具有解剖相关尺寸的支架。研究团队系统评估了PLA和PCL两种3DMB支架的特性及其对人脂肪干细胞(hA
来源:Bioprinting
时间:2025-04-22
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1,4 - 苯并二氧六环腙衍生物:皮肤癌潜在疗法的创新探索
在全球范围内,皮肤癌是一种极为常见的恶性肿瘤,它如同潜伏在暗处的 “健康杀手”,严重威胁着人们的生命健康。2020 年,全球有超过 150 万新发病例,其中黑色素瘤约占 32.5 万例,导致约 5.7 万人死亡。而且,黑色素瘤在男性中的发病率高于女性,这与男性较多的户外活动、长期暴露于紫外线辐射有关,当然,炎症因子、环境致癌物和促瘤物质也在皮肤癌的发生发展中 “推波助澜”。目前,手术切除仍是治疗皮肤癌的主要手段,但对于一些晚期或转移性皮肤癌,化疗也不可或缺。然而,传统化疗药物却面临着两大棘手难题:一方面,癌细胞容易对化疗药物产生多药耐药性,就像给癌细胞披上了 “铠甲”,让药物难以发挥作用;另一
来源:Bioorganic Chemistry
时间:2025-04-22
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多光谱技术与分子动力学模拟揭示氟他胺与牛血清白蛋白的结合机制及其意义
在健康医学领域,前列腺癌(PCa)是男性常见的癌症之一,在 65 岁以上男性中发病率约达 60%,是继肺癌之后的第二大常见实体器官癌症。氟他胺(Flutamide)作为一种全球批准的非甾体抗雄激素药物,常用于前列腺癌的辅助治疗,它能通过阻断癌细胞上的雄激素受体,抑制雄激素依赖的细胞生长。蛋白质是药物作用的主要分子靶点,对药物疗效起着关键作用。血清白蛋白作为血浆中的主要蛋白质,在运输生物活性物质和药物方面发挥着重要作用。药物与血清蛋白结合,不仅能延长药物在体内的半衰期,增强治疗效果,还会影响药物在血浆中的游离浓度。然而,氟他胺与血清蛋白之间的相互作用机制并不十分清楚,这限制了对其药代动力学和生物
来源:Bioorganic Chemistry
时间:2025-04-22
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RNAi 联合真菌病原:防治褐飞虱的创新策略
在农业的大舞台上,褐飞虱(Nilaparvata lugens)可谓是水稻的头号 “劲敌”。它每年都在稻田里肆虐,通过吸食水稻的韧皮部汁液,还传播病毒病,让无数稻农的心血付诸东流,造成巨大的产量损失。长期以来,化学农药一直是对抗褐飞虱的 “主力军”,但频繁使用化学农药就像一把双刃剑,虽然能暂时击退褐飞虱,却也带来了一系列麻烦。害虫产生抗药性,使得农药效果大打折扣;农药残留还污染了生态环境,威胁着人类健康和生态平衡。在这样的困境下,寻找绿色、安全、可持续的褐飞虱防治策略迫在眉睫。昆虫病原真菌作为自然界中昆虫的 “天敌”,逐渐进入了科研人员的视野。它们能直接穿透昆虫表皮进行感染,对像褐飞虱这样的刺
来源:Biological Control
时间:2025-04-22
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创新基质助力可持续蚊虫防控:以仙人掌粉开发高效环保生物杀虫剂
在全球范围内,蚊虫一直是令人头疼的 “小恶魔”,它们不仅嗡嗡作响扰人清梦,更是诸多疾病的传播 “帮凶”。像疟蚊(Anopheles)、伊蚊(Aedes)和库蚊(Culex)这几类蚊子,在近几十年,借助气候变化和全球化的 “东风”,把疟疾、登革热等蚊媒疾病(Mosquito - borne diseases,MBDs)带到了更多地方,北非国家就深受其害。为了对抗这些恼人的蚊虫,人们尝试了各种办法。其中,苏云金芽孢杆菌以色列亚种(Bacillus thuringiensis israelensis,简称 Bt以色列亚种)是一种有效的生物杀幼虫剂,它能产生杀虫晶体蛋白,也就是 δ- 内毒素(delt
来源:Biological Control
时间:2025-04-22
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融合技术助力新型重组融合蛋白 IpaD-EGFP 高效生产:打破冷链局限的新突破
在全球范围内,腹泻问题严重威胁着人类健康,尤其在发展中国家,它是导致老年人和儿童发病与死亡的重要因素之一。肠侵袭性大肠杆菌(EIEC)作为引发细菌性痢疾或水样腹泻的病原体,由于其与志贺氏菌在生理和生化特性上极为相似,给诊断和评估带来了极大挑战。而且,针对 EIEC 菌株的抗菌治疗效果有限,抗生素的过度使用还增加了耐药风险。在这样的困境下,疫苗接种成为对抗 EIEC 和志贺氏菌引发疾病的关键手段。此前研究发现,侵袭质粒抗原 D(IpaD)是一种具有潜在疫苗开发价值的保守蛋白。然而,IpaD 蛋白在室温下不稳定,这一特性严重限制了其作为治疗药物或疫苗的应用。因为蛋白质治疗药物面临着重组蛋白不稳定的
来源:Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Proteins and Proteomics
时间:2025-04-22
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综述:共振拉曼光谱技术追踪血红素生物学
血红素蛋白血红素蛋白是一类多样的生物分子,含有血红素辅基,这是一种含铁的卟啉环,在其功能发挥中起关键作用。它参与氧化还原反应,能促进外部气态分子,如氧气(O2)、一氧化碳(CO)和一氧化氮(NO)的可逆结合。血红素蛋白可依据功能分类,比如氧气运输和储存相关的血红蛋白、肌红蛋白等。球蛋白球蛋白家族是与血管系统相关的血红素蛋白群组,不仅存在于脊椎动物,在细菌、真菌、植物和无脊椎动物中也有分布。球蛋白参与呼吸功能,包括向组织输送氧气和细胞内储存氧气。这些小型球状金属蛋白长度约 150 个氨基酸,由八个 α - 螺旋片段(命名为 A 到 H)组成独特的 3 - 过 - 3 α - 螺旋夹心结构。共振拉
来源:Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Proteins and Proteomics
时间:2025-04-22
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荧光相关光谱技术50周年突破:光稳定单体GFP变体mStayGold与StayGold/E138D推动活细胞大规模并行FCS研究
荧光相关光谱(Fluorescence Correlation Spectroscopy, FCS)技术自1972年问世以来,已成为研究活细胞内分子动力学、浓度及相互作用的金标准。然而,传统标记蛋白eGFP的光稳定性不足(半衰期t1/2eGFP仅481秒),严重限制了长时程观测动态生物学过程的能力。随着荧光蛋白工程的发展,源自海洋生物Cytaeis uchidae的超稳定二聚体StayGold(t1/2StayGold达12,421秒)及其单体变体mStayGold和StayGold/E138D的出现,为突破这一技术瓶颈带来曙光。瑞典研究团队在《Biochimica et Biophysica
来源:Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects
时间:2025-04-22
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扩张显微镜技术揭示类囊体结构因基因突变和远红光适应发生的变化
在奇妙的植物世界里,光合作用宛如一场神奇的魔法,为地球上的生命提供着不可或缺的能量。植物的叶绿体中,类囊体膜是这场魔法的关键舞台,它承载着光反应的重要使命。类囊体膜由基粒(grana)和基质片层(stroma lamellae)构成,其复杂的三维结构如同精密的仪器,CURVATURE THYLAKOID1(CURT1)蛋白家族则像一群勤劳的工匠,参与着类囊体膜折叠成基粒的过程。然而,尽管科学家们已经知道类囊体膜的结构会随着光照条件变化,蛋白质在其中也能移动,但这个神奇结构的许多奥秘仍未解开。比如,它是如何形成和维持的?环境变化导致的结构重组是怎样发生的?这些问题就像一团团迷雾,笼罩着科研人员。
来源:Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics
时间:2025-04-22
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肽催化:开启有机合成、生命起源探索与材料科学创新的新时代
在化学合成的奇妙世界里,催化剂就像是神奇的魔法棒,能加速各种化学反应的进程。而肽催化剂,作为其中的 “潜力新星”,正逐渐崭露头角。传统的有机合成催化剂在面对复杂反应时,常常会遭遇选择性差、活性不足等问题。同时,随着科技的发展,人们对催化剂的要求越来越高,不仅希望它能高效催化反应,还能精准控制反应的立体化学、化学选择性和位点选择性。在这样的背景下,肽催化剂的研究显得尤为重要。它的出现,有望为有机合成领域带来新的突破,解决传统催化剂的难题。来自德国 Albert-Ludwigs-Universität 的研究人员 Tom H.R. Kuster 和 Tobias Schnitzer 对肽催化展开了
来源:Chem Catalysis
时间:2025-04-22
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突破 “记忆效应”:铑催化不对称铃木反应构建手性碳中心的创新之路
引言碳 - 碳(C - C)键是众多生命相关分子结构的基础,构建具有精确立体化学控制的 C - C 键颇具挑战,尤其是在手性烯丙基底物和(杂)芳基亲核试剂参与的反应中。金属催化的烯丙基亲核取代反应是构建 C - C 或 C - X 键的直接方法,在钯(Pd)、镍(Ni)、铑(Rh)和铜(Cu)等催化的反应中已有进展 。铱(Ir)催化的不对称烯丙基取代反应能高效生成支链产物,但与(杂)芳基有机金属试剂兼容性欠佳。Rh 催化的烯丙基取代反应存在 “记忆效应”,导致亲核试剂主要进攻离去基团所在位置,因此 Rh 催化的支链选择性烯丙基芳基化多使用支链烯丙基(拟)卤化物底物,且很少有使用非稳定亲核试剂的
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创新构建人源化双位点抗 CD52 纳米抗体:靶向治疗新希望
在医学领域,癌症治疗一直是备受瞩目的难题。免疫疗法的出现,为癌症治疗带来了新的曙光。其中,针对特定细胞表面标记的靶向治疗成为研究热点。CD52 作为一种锚定在细胞膜上的糖蛋白,大量存在于癌性淋巴细胞(尤其是 B 和 T 细胞)中,是理想的治疗靶点。目前,针对 CD52 的治疗主要依赖于抗体,如阿仑单抗(Alemtuzumab)和加特拉单抗(Gatralimab)。阿仑单抗能通过补体依赖的细胞毒性(CDC)和抗体依赖的细胞介导的细胞毒性(ADCC)等途径破坏癌细胞,对多种 B 细胞恶性肿瘤疗效显著;加特拉单抗则旨在在保证疗效的同时,降低输液相关反应(IARs)和免疫原性 。然而,传统的全长抗体存
来源:Biochemical Engineering Journal
时间:2025-04-22
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调控微生物电化学系统运行与CO2添加实现原位单细胞蛋白生产的技术突破
论文解读全球人口增长与饮食结构升级正推动蛋白质需求激增,而传统畜牧业面临土地资源限制与环境污染的双重压力。畜禽废水富含有机物和氨氮,现有厌氧发酵技术难以高效回收氮资源。微生物电化学系统(BES)虽能同步回收能量与氮素,但阴极区pH值常飙升至10以上,严重抑制氢氧化细菌(HOB)生长,导致单细胞蛋白(SCP)原位生产失败。更棘手的是,外源补酸或异位培养方案会增加成本与安全风险,而CO2在常压下溶解速率不足难以有效调pH。如何突破这些瓶颈,实现废弃物到蛋白的高效转化,成为循环经济下的关键技术挑战。山东科技大学的研究团队在《Biochemical Engineering Journal》发表的研究中
来源:Biochemical Engineering Journal
时间:2025-04-22
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创新技术精准剖析 mRNA 加帽效率:推动 mRNA 疗法新进展
mRNA 疗法作为新兴的治疗手段,在对抗多种疾病,尤其是新冠疫情期间的疫苗研发中展现出巨大潜力。mRNA 疫苗凭借生产便捷、成本效益高、安全性好以及疗效显著等优势,迅速从实验室走向临床应用,成为预防和治疗多种疾病的热门候选技术。然而,mRNA 疗法从理论走向实际应用的过程并非一帆风顺。在众多影响因素中,mRNA 的分子完整性对其表达、免疫原性特征以及整体治疗效果有着至关重要的影响。其中,mRNA 的加帽效率更是重中之重。mRNA 的 5′帽结构如同一个 “保护盾”,它不仅能够维持 mRNA 的结构稳定,还在 RNA 剪接、核输出、核糖体识别和翻译等多个关键环节发挥作用。特别是具有 2′ - O
来源:Biochemical and Biophysical Research Communications
时间:2025-04-22
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综述:探索藻类脂质提取的创新技术:通往可持续生物燃料生产的开创性路径
引言藻类作为第三代生物燃料原料,其脂质转化效率直接决定生物柴油(biodiesel)的经济可行性。藻细胞壁的复杂结构(含纤维素、糖蛋白等)形成天然屏障,传统氯仿-甲醇(Bligh-Dyer法)虽提取率高,但面临溶剂毒性和环境残留问题。近年研究转向"绿色破壁-定向提取"双轨策略,例如微波辅助提取(MAE)通过极性分子高频振荡实现细胞膜穿孔,而离子液体(ILs)凭借可设计极性实现脂质选择性溶解。高脂藻株培育策略通过CRISPR-Cas9靶向修饰乙酰辅酶A羧化酶(ACCase)基因可提升三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)甘油三酯(TAGs)积累达40%。光生物反应器中优
来源:Biocatalysis and Agricultural Biotechnology
时间:2025-04-22
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嗜盐菌 Halomonas neptunia 助力阿魏酸(FA)高效转化为高价值产物的创新突破
在生物转化领域,阿魏酸(Ferulic Acid,FA)作为一种天然的酚类物质,广泛存在于植物生物质中,它不仅自身具有抗氧化、抗菌等多种功效,可作为食品添加剂延长食品保质期,还能作为生产高附加值产品的重要前体。像是微生物将 FA 转化为香草醛及其衍生物香草酸(Vanillic Acid,VA)、香草醇和 4 - 乙烯基愈创木酚(4 - Vinylguaiacol,4VG),这些产物在食品、医药、化妆品以及材料化学等领域都有着重要应用 。比如 VA 能抑制氧化和炎症过程,对神经系统、肝脏和心血管系统有保护作用,在治疗阿尔茨海默病、肥胖症和糖尿病等方面有潜在价值;4VG 则对耐药性人类结肠癌细胞有
来源:Biocatalysis and Agricultural Biotechnology
时间:2025-04-22
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创新评估指标:禁食与再投喂策略助力太平洋鲍鱼饲料效率性状改良
鲍鱼,这种味道鲜美、营养丰富的贝类,一直以来都是水产养殖业的 “宠儿”。随着人们对鲍鱼需求的不断增加,鲍鱼养殖规模也在持续扩大。然而,近年来,鲍鱼养殖却遭遇了诸多难题。一方面,作为鲍鱼主要饲料的海带,因疾病肆虐导致产量下降,价格大幅攀升,使得养殖成本急剧增加。另一方面,传统测量鲍鱼饲料效率(Feed Efficiency,FE)的方法存在诸多弊端,如饲料效率比(FER)和剩余采食量(RFI)的计算,需要精确测量个体采食量,但水生动物生活在复杂的水下环境,其个体采食量很难准确测定。即便采用 X 射线造影、视频记录等方法,也存在设备要求高、评估周期长等问题。因此,寻找一种高效、准确的间接指标来评估
来源:Aquaculture Reports
时间:2025-04-22
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多技术联用:精准解析蛋白质 - 蛋白质相互作用的 “金钥匙”
在生命科学领域,蛋白质 - 蛋白质相互作用(PPIs)如同细胞活动的 “密码”,掌控着细胞内众多关键进程,也是探究疾病分子机制的关键所在。然而,以往研究 PPIs 的方法存在诸多不足。例如,一些方法需要将结合伙伴固定在固体支持物上,这可能改变分子原本的相互作用特性;而且单一方法往往只能获取有限的信息,难以全面深入地了解 PPIs 的全貌。为了突破这些困境,来自加拿大莱斯布里奇大学、蒙大拿大学等机构的研究人员开展了一项极具价值的研究。他们以超折叠绿色荧光蛋白(sfGFP)与抗 sfGFP 纳米抗体增强子的相互作用为模型系统,对多种适用于溶液环境的生物物理方法进行比较和评估。最终研究发现,多种方法
来源:Analytical Biochemistry
时间:2025-04-22