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基于压电性能调控的铌酸钾钠陶瓷抗菌效应
摘要： 植入物感染是医疗器械植入术后最严重的并发症之一。因此，开发具有增强抗菌性能的生物相容性材料至关重要。利用生物材料固有电学特性解决该问题可能成为新思路。本研究制备了不同压电常数的铌酸钾钠压电陶瓷（K0.5Na0.5NbO3，KNN），评估了这些压电陶瓷的微观结构和压电性能，并测试了其抗菌效果与生物相容性。结果表明：这些压电陶瓷能减少金黄色葡萄球菌（S. aureus）菌落数，促进大鼠骨髓间充质干细胞（rBMSCs）增殖，同时增强细胞黏附与铺展。上述效应与压电陶瓷表面正电荷密切相关，其中表面正电荷最多的样品（80KNN）在抗菌效果和生物相容性方面表现最优。本研究表明通过调控压电性能开发生物相容性抗菌材料具有可行性。
关键词： 正电荷、生物相容性、铌酸钾钠、抗菌性能
更新于2025-09-23 15:19:57
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上转换纳米粒子实现的近红外脱粘附着技术
摘要： 实现粘附湿性材料（如组织和水凝胶）之间高效且生物相容的分离是一项重大挑战。近期，光控分离拓扑粘附作为一种攻克该难题的策略展现出巨大潜力。然而，这类光分离技术依赖生物相容性差且穿透能力弱的紫外光触发。本研究报道了基于上转换纳米颗粒包覆聚丙烯酸（UCNP@PAA）与光控可分离粘合剂（命名为Cell-Fe）的近红外光触发拓扑粘附体系。Cell-Fe是由羧甲基纤维素和Fe3?构成的配位拓扑粘合剂，可通过紫外光光解。为制备近红外光触发的拓扑粘附基底，将UCNP@PAA与Cell-Fe混合后涂刷于模型粘附表面。UCNP@PAA能吸收近红外光并转化为紫外光，从而触发Cell-Fe分解实现分离。由于近红外光具有组织穿透能力，这种近红外光触发的拓扑粘附在深层组织中同样适用。
关键词： 上转换纳米颗粒，近红外解离粘附，生物相容性，深部组织
更新于2025-09-23 15:19:57
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多糖介导的生物合成法制备pH响应性荧光金纳米簇作为生物相容性肿瘤成像探针
摘要： 从石榴果皮中分离出的一种生物相容性天然多糖（PSP001）与L-半胱氨酸（Y）结合，作为制备荧光金纳米簇（AuNCs）的骨架，记为PSP-Y-AuNCs。该纳米簇平均尺寸约6纳米，具有高量子产率（31%）和pH敏感的荧光发射特性。在酸性pH条件下发射峰位于520纳米，且随pH升高发生蓝移，这一特性为精准比率型pH成像提供了可能。PSP-Y-AuNCs不仅对癌细胞、外周分离淋巴细胞及红细胞表现出优异的生物相容性，还展现出高效的细胞摄取能力，是一种活性分子成像探针。BALB/c小鼠实验进一步证实了该金纳米簇的无毒特性及体内成像潜力。在实体瘤荷瘤同源小鼠模型中的生物分布研究表明，其肿瘤靶向荧光增强模式源于pH响应性荧光行为及肿瘤酸性微环境。这一发现通过人源肿瘤异种移植裸鼠模型中显著的肿瘤蓄积模式得到进一步验证。凭借卓越的生物相容性和光物理特性，PSP-Y-AuNCs可用于癌症组织的实时荧光成像。
关键词： 多糖、肿瘤、pH比率测量、生物相容性、体内成像、纳米团簇、荧光、石榴、金纳米粒子
更新于2025-09-23 15:19:57
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使用硫醇化钴掺杂氧化锌纳米粒子对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌进行光灭活和外排泵抑制
摘要： 细菌的多重耐药性（MDR）是当前重大问题之一，其成因包括外排泵突变导致抗生素和药物无法滞留于菌体内。本研究通过抑制外排泵并结合硫醇化壳聚糖包覆的钴掺杂氧化锌纳米颗粒（Co-ZnO）在可见光下的光抑制作用来克服细菌耐药性。合成的Co-ZnO粒径为40-60纳米，在阳光照射15分钟后，该材料对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）的抗菌活性在10微克/毫升浓度下达到100%。值得注意的是，作为掺杂剂的钴元素能增强Co-ZnO的光动力与光热活性——黑暗条件下相同浓度纳米颗粒仅显示3-5%的抑菌率。光照激发时，这些纳米颗?？刹孔硬饰?.23±0.034的活性氧（ROS），其磁性特性还能产热辅助杀菌。硫醇化壳聚糖进一步阻断了MRSA的外排泵功能。该纳米颗粒对人红细胞也具生物相容性（LD50=214微克/毫升）。数据显示，可见光激发下通过外排抑制和氧化应激实现的MRSA杀灭效应与既往研究结论一致。
关键词： 多重耐药细菌、生物相容性、氧化锌纳米颗粒、光灭活、活性氧、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌
更新于2025-09-23 21:54:18
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功能化石墨烯量子点在细胞毒性研究中的新视角
摘要： 石墨烯量子点（GQDs）是一类具有巨大应用开发潜力的新一代石墨烯基纳米材料，在多种生物医学领域展现出广阔前景。但目前关于其暴露状态下对人体健康影响的研究甚少。本研究以柠檬酸为碳前驱体，通过160°C水热反应4小时合成了GQDs，在紫外照射下呈现强蓝色荧光发射，荧光量子产率达9.8%。采用硝酸蒸汽法对产物进行功能化改性，通过氮气碳化、活化及吸附/脱附等温线分析其比表面积和孔隙结构。结果表明：相较于原始GQDs，功能化石墨烯量子点（fGQDs）的比表面积从0.0667 m2/g显著提升至2.5747 m2/g，孔隙结构得到明显改善。通过MTT法和流式细胞术评估了GQDs、fGQDs及氧化石墨烯（GO）悬浮液在HFF细胞系中孵育24小时后的细胞毒性效应。我们首次证实经碳化、活化和功能化处理的GQDs仍保持良好的细胞相容性，在低浓度下表现出优异的生物相容性。研究还发现改性后的GQDs产物悬浮液具有更高比表面积、更大孔容和更优负载能力，因此fGQDs有望成为药物递送系统和生物成像应用的理想候选材料。
关键词： 石墨烯量子点、生物相容性、细胞毒性、流式细胞术、功能化石墨烯量子点
更新于2025-09-19 17:13:59
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高生物相容性石墨烯量子点：绿色合成、毒性比较与荧光成像
摘要： 石墨烯量子点（GQDs）因其明亮的可见光致发光特性在生物成像领域具有巨大潜力。然而，繁琐的制备流程及潜在毒性严重限制了其生物应用。本研究仅用水溶液中的葡萄糖成功制备出高生物相容性石墨烯量子点（HGQDs）。与传统方法制备的GQDs（CGQDs）相比，HGQDs细胞毒性降低超60%，流式细胞术分析显示经HGQDs处理的正常细胞早期和晚期凋亡率分别下降逾72%和40%。体外荧光成像表明HGQDs可清晰呈现细胞与细菌形态并最大限度保持其原有结构。长期体内研究表明未观察到明显器官（心、肝、脾、肺、肾）损伤或病变，且能突破血脑屏障（BBB），为脑部疾病诊疗提供了可能。经过充分的体内外生物相容性验证后，HGQDs有望进一步拓展生物应用。
关键词： 生物相容性、生物应用、荧光成像、石墨烯量子点
更新于2025-09-19 17:13:59
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激光辅助表面处理实现聚合物微纳尺度功能化
摘要： 功能性聚合物的快速制造为生物和医疗领域的诸多应用提供了一种具有成本效益的方法。激光结构化技术因热塑性塑料的快速制造工艺而存在差异。本文报道了通过直接紫外激光烧蚀聚苯乙烯和聚二甲基硅氧烷来控制润湿性和生物相容性的研究。为此，我们根据激光和工艺参数进行了接触角测量和L929细胞生长实验。本研究还阐述了激光辅助热压印技术的潜力——该技术能将预制微纳结构复制到聚合物表面，已被证实是一种兼具成本效益与灵活性的表面功能化方法。为此，我们采用接近烧蚀阈值的超快激光辐射制造了预制激光诱导周期性表面结构作为模具镶件。这些模具镶件也可采用镍、硅或玻璃材质，证明激光辅助热压印技术是热塑性塑料功能化的多功能工具，能满足现代制造对质量和生产灵活性的要求。
关键词： 生物相容性、聚合物功能化、润湿性、激光辅助表面加工、激光辅助热压印、微纳尺度
更新于2025-09-19 17:13:59
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高单线态氧产率的含氟石墨烯量子点用于光动力治疗
摘要： 近期，石墨烯量子点（GQDs）因其较传统有机生物标记物更优异的光学及理化特性，在生物成像、生物传感和光热治疗等生物医学领域受到广泛研究。自2014年起，学界开始探索GQDs在光动力疗法（PDT）中的应用，但目前主要存在单线态氧（1O2）量子产率不足、溶解性与生物相容性较差等挑战。本研究通过氧化切割法，以氟化石墨为原料，成功合成了一种新型含氟石墨烯量子点（F-GQDs）。所制F-GQDs样品平均粒径为2.1纳米，氟掺杂含量达1.43%。相较于普通GQDs，该材料具有更出色的水溶性和生物相容性，在365纳米激发光下能发射强绿色荧光，相对荧光量子产率达13.72%。体外HepG2细胞系模型及模拟肿瘤微环境的3D多细胞球体模型测试表明，其荧光成像效果与光动力活性均获成功验证。通过紫外-可见光谱监测水溶性9,10-蒽二基-双(亚甲基)二丙二酸（ABDA）的降解进一步证实：在可见光照射下，F-GQDs样品能高效产生1O2（量子产率0.49）。与非氟化GQDs相比，该含氟量子点展现出更优异的成像引导光动力治疗应用前景。
关键词： 单线态氧、光动力疗法、生物相容性、含氟、石墨烯量子点
更新于2025-09-19 17:13:59
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仿生激光微/纳结构化Ti-6Al-4V合金表面的体外生物活性与生物相容性
摘要： 生物活性和生物相容性对牙科及骨科植入体的成功应用起着关键作用。尽管多数商用植入系统采用不同表面微结构，但能控制骨整合的理想多尺度形貌尚未取得明确结论。受树蛙趾垫皮肤结构的各向同性粘附与蓝闪蝶翅膀鳞片波纹脊的各向异性粘附双重启发，研究者分别通过微秒激光直写和飞秒激光诱导周期性表面结构，在钛合金植入体上制备了包含微六边形阵列与定向纳米波纹的复合微/纳结构，以提升细胞在植入体上的黏附、定向排列与增殖能力。研究测量分析了Ti-6Al-4V光滑表面样品、微六边形结构样品与复合微/纳结构样品在模拟体液中的生物活性差异，以及成骨细胞MC3T3增殖中的生物相容性差异。值得注意的是，仿生微/纳结构在体外实验中展现出最优的生物活性与生物相容性，同时纳米波纹能诱导微六边形区域内的细胞定向排列。这些差异根源在于形貌特征。研究提出利用复合微/纳结构控制钛合金植入体骨整合的创新功能化策略，这对再生医学应用及植入体领域具有重要意义。
关键词： 仿生表面、生物相容性、细胞黏附、飞秒激光、生物活性、细胞排列、Ti-6Al-4V合金、激光诱导周期表面结构
更新于2025-09-19 17:13:59
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选择性激光熔化制备的Ti6Al4V激光抛光
摘要： 选择性激光熔化（SLM）正成为骨科和牙科应用中极具前景的3D打印技术。然而基于SLM的Ti6Al4V部件常表现出较高粗糙度值和局部表面缺陷。激光抛光（LP）是提升金属表面质量的新兴技术。本研究采用LP改善部件表面光洁度，结果表明激光束能精准烧蚀金属熔滴聚集体并修复表面裂纹与孔隙，最终形成具有纳米复合结构的平滑表面。总体而言，研究证实激光抛光通过优化表面形貌可促进疲劳性能和成骨细胞分化。这些发现为改善激光抛光植入体的表面粗糙度提供了基础数据，并通过激光加工工艺为优化力学性能和生物相容性奠定了基础。
关键词： 激光抛光、增材制造、生物相容性、机械性能、表面粗糙度
更新于2025-09-19 17:13:59