磁性微型机器人在包括靶向药物递送在内的多种生物医学应用中具有巨大潜力。然而，其在复杂、异质的生物环境（例如管腔直径各异的脉管系统）中的工作效能通常受到限制。为解决这一局限，本研究提出一种能够实现双模式运动的磁驱动柔性微型机器人，该机器人仅通过频率调制改变外部磁场频率，即可在振荡运动与螺旋运动之间实现无缝切换。所设计的微型机器人具有毫米级结构与程序化磁化分布，在低频下呈现 C 形振荡，以实现快速推进与地形适应；在高频下则转变为螺旋旋转，以在受限通道内实现稳定导航。在甘油‑水混合溶液中开展的实验表明，振荡运动模式与螺旋运动模式分别工作于互不重叠的不同频段。该微型机器人在仿生血管模型与离体猪器官中均通过模式切换成功实现导航。此外，通过集成光热响应型 GelMA 药物载体，本研究证实：在动态流动环境中完成磁引导输送后，经近红外光辐照触发，可在指定位点实现靶向药物递送。

关键词组：磁驱动；柔性微型机器人；双模式运动；频率调制；靶向药物递送

三阴性乳腺癌（TNBC）是一种侵袭性极强的乳腺癌亚型，因缺乏雌激素受体、孕激素受体及人表皮生长因子受体 2（HER2）受体，治疗手段十分有限，预后较差。以阿霉素（DOX）为基础的化疗目前仍是标准治疗方案，但其剂量限制性心脏毒性和快速出现的化疗耐药性严重削弱了疗效。为应对这些挑战，我们设计了一种可由旋转磁场驱动的纳米机器人（MFDNs）。该纳米机器人以负载阿霉素的空心介孔氧化铁纳米粒子为核心，外层包裹 4T1 乳腺癌细胞膜。在旋转磁场（RMF；5 Hz，100 mT）作用下，MFDNs 能够自发组装成动态链状结构，避免了静态磁场（SMF）体系中常见的不可控聚集状态，从而具备深入肿瘤组织的能力。得益于“细胞膜介导的被动归巢”与“旋转磁场驱动的主动导航”的协同作用，MFDNs 使肿瘤细胞内的阿霉素浓度比未包膜载体提高了三倍。机制研究表明，MFDNs 可降低细胞内谷胱甘肽水平达 70%，抑制谷胱甘肽过氧化物酶 4（GPX4）活性，同时显著升高 Fe2+、活性氧（ROS）及脂质过氧化物水平，从而高效触发铁死亡。在 4T1 荷瘤小鼠模型中，静脉注射 MFDNs 并联合旋转磁场治疗，可使肿瘤体积缩小 90%，而相同剂量的游离 DOX 仅缩小 45%；同时，治疗组未出现全身毒性或体重减轻。组织病理学分析进一步证实，治疗组肿瘤组织呈大面积坏死，富集铁死亡相关标志物，且未见明显的脱靶蓄积。综上所述，动态旋转磁场引导与仿生细胞膜伪装的结合，使MFDNs 成为一种具备临床转化潜力的纳米平台，能够有效克服化疗耐药，显著改善三阴性乳腺癌的治疗效果。

关键词组：仿生膜；磁性仿生纳米机器人；铁死亡；磁场引导；三阴性乳腺癌

失巢凋亡（anoikis）为抑制肿瘤转移提供了一种替代性策略。然而，当前基于失巢凋亡的肿瘤治疗仍受到脱靶效应、快速降解以及活性氧（ROS）积累不足等因素的限制，尤其面临失巢凋亡抵抗等关键难题。利用外源性和内源性刺激诱导 ROS 爆发，以及手性增强的肿瘤微环境（TME）穿透能力，为解决上述问题提供了一种有效的解决方案。本研究通过 ROS 响应性酮缩硫醇（TK）键，将手性组氨酸修饰的铁酸锰（MnFe2O4-PEG）纳米颗粒与手性半胱氨酸修饰的黑磷（BP）纳米片偶联，构建了一种刺激响应型 MnFe2O4-BP 手性磁性纳米反应器（CT-MFBP）。研究发现 L-MFBP 对肿瘤细胞膜具有更强的亲和性，相比 D 型材料获得更优异的细胞摄取能力和胞内滞留效率。进入肿瘤微环境后，在交变磁场（AMF）诱导产生的 ROS 作用下，TK 键发生断裂，促使纳米反应器解离并释放手性 BP。随后，通过 BP 介导的光动力治疗（PDT）进一步放大 ROS 积累效应。此外，该纳米反应器表现出类过氧化氢酶（CAT）活性，可将内源性 H2O2催化转化为 O2，从而有效缓解肿瘤缺氧微环境并增强 PDT 疗效。进一步研究表明，上述过程通过上调 p38 蛋白及 Bcl2 修饰因子（BMF）表达，激活 MAPK-caspase 3 信号通路，显著促进肿瘤细胞失巢凋亡，该机制亦得到了基因组学分析的验证。体内外实验结果均表明，L-MFBP 可作为一种高效调控策略，诱导失巢凋亡抑制肿瘤转移，为手性磁性纳米医学在肿瘤临床治疗中的应用提供了新的研究思路。

关键词组：活性氧敏感；磁-光刺激响应；手性依赖；失巢凋亡；癌症治疗

肾结石经手术清除后，残余碎片的滞留是导致复发的主要诱因，这至今仍是泌尿外科领域的一项重大临床挑战。受天然黏液自适应特性的启发，并结合磁场驱动的高效性，本研究提出了一种专为经皮肾镜取石术（ percutaneous nephrolithotomy，PCNL）设计的磁性黏液机器人（magnetic slime robot，MSR），其配备了一套专用的混合磁驱动装置及一套完整的临床工作流程，旨在解决靶向性残余结石清除的难题。该 MSR 以聚乙烯醇-硼砂为基体并嵌入钕铁硼颗粒（NdFeB），具有非牛顿流体行为、自愈合特性及可控黏附性能。区别于仅依赖永磁体移动或静态线圈阵列的传统系统，本研究的定制混合系统安装在机械臂上——其将电磁线圈与球形永磁体相结合——能够产生可编程的梯度场、旋转场及振荡场；这使得高黏度的 MSR 能够在受限空间内实现稳健的多模态变形与运动。在硅胶模型及猪肾模型中开展的体外实验表明，该 MSR 能够包裹直径达 8 mm的结石，以不超过 1.3 mm 的跟踪误差在复杂腔道中导航，且可在 3 min 内完成结石清除。本研究确立了 MSR 作为一种极具前景的解决方案，可用于提升经皮肾镜取石术后的结石清除率。

关键词组：磁性黏液机器人（MSR）；非牛顿流体；仿生设计；肾结石清除；经皮肾镜取石术（PCNL）

颅颌面骨骼创伤以及累及牙齿、牙龈和牙周复合体等口腔组织的疾病与结构缺损，是人类最常见的病理状况之一。几乎每个人在其一生中都需要接受某种形式的口腔或颌面部医疗干预。尽管目前常规临床治疗手段——包括外科重建、组织移植和修复体重建——能够在一定程度上改善患者状况，但往往难以完整恢复颅颌面组织复杂的结构与生理功能。这一局限性主要源于颌面区域高度精细的组织构筑特征，其中软组织与硬组织在严格调控的解剖框架内协同作用。近年来，以细胞为核心的生物制造技术迅速发展，包括类器官、三维生物打印以及微流控器官芯片等新兴技术，为构建更接近天然组织结构与功能的组织替代物和体外模型提供了新的解决方案。本文系统综述了颅颌面领域细胞生物制造的最新进展，重点介绍口腔组织类器官的构建、先进生物打印技术（包括原位生物打印、四维生物打印和体积生物打印）以及颅颌面器官芯片系统的发展现状。同时，文章分析了当前制约该领域发展的关键挑战，并展望了未来颅颌面与口腔组织工程的发展方向，为下一代再生治疗策略提供参考。

关键词组：生物打印；四维生物打印；原位生物打印；颅颌面区域；生物制造；牙周复合体

斑马鱼（Danio rerio）幼虫作为光学透明的小型脊椎动物，是进行活体高通量筛选的理想模式动物，但实现对活体斑马鱼幼虫的高通量自动化操控、成像与分析仍存在诸多挑战。斑马鱼幼虫柔软且脆弱，即便是轻微伤害也可能影响其正常生理功能，在对其进行高通量自动化操控时必须避免对脆弱的斑马鱼幼虫造成损伤。为应对这些挑战，我们开发了一种高通量操控平台，能够将斑马鱼幼体加载至玻璃管中，并实现其精确空间定位与姿态旋转调整，处理通量可达 15 s/尾。该平台以基于虹吸原理的流体动力学方法作为主要驱动机制，实现斑马鱼幼虫的自适应加载与卸载。该方案大幅降低了流体压力，极大程度上减少了流体可能给斑马鱼幼虫带来的损伤。此外，平台集成机器视觉方法实现了全流程的自动化控制和数据采集。我们开发了一套完整的算法，用于斑马鱼幼虫录像的自动化图像分割及其透明结构与内部器官的三维重建。最后，我们通过评估黑色素合成抑制剂对斑马鱼黑色素生成的抑制效应，验证了该平台的功能。这一自动化平台拓展了斑马鱼幼虫作为多功能高通量模型系统的应用潜力，将推动发育生物学、疾病建模、药物与毒理学评估等广泛领域的研究。

关键词组：斑马鱼；自动化；机器视觉；三维重建；黑色素

由于细菌感染的风险，以及以氧化应激、缺氧和血管生成不足为特征的典型微环境，慢性伤口的愈合仍然具有挑战性。因此，本研究开发了一种水凝胶敷料（CLIHO），通过整合氯化血红素（hemin）、吲哚菁绿（ICG）和 L-精氨酸（L-Arg）之间的近红外光可控级联反应，有效促进耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）感染伤口的愈合。在近红外光辐射下，CLIHO 水凝胶具有温和的温度（约 45 ℃），同时级联生成活性氧（ROS）、一氧化氮（NO）和过氧亚硝酸根离子（ONOO⁻）。得益于 Hemin 分解创面内源性过量 H2O2 提供氧气，CLIHO水凝胶表现出缺氧缓解增强的 NO/光疗协同抗菌活性，使其能够有效抑制 MRSA、大肠埃希氏菌（E. coli）、金黄色葡萄球菌（S. aureus）和枯草芽孢杆菌（B. subtilis）的增殖，并清除已形成的生物膜。CLIHO 水凝胶的抗菌性能明显优于单独光热疗法的 CIO 水凝胶和不供氧的 CLIO 水凝胶。当近红外光关闭后，CLIHO 水凝胶可通过清除过量 ROS、降低局部 H2O2 水平、缓解缺氧，同时在内源性一氧化氮合酶作用下释放微量 NO 促进血管生成等重塑慢性创面微环境。重要的是，与CLIO 水凝胶（不含 Hemin）相比，CLIHO 水凝胶通过有效清除细菌感染、平衡炎症反应、促进血管生成和胶原沉积，显著加速 MRSA 感染创面的高质量愈合。因此，所制备的近红外光可控级联反应的 CLIHO 水凝胶通过缺氧缓解增强的NO/光疗协同抗菌和微环境重塑，为加速 MRSA 感染伤口的愈合提供了一种高效、安全的敷料。

关键词组：水凝胶；缺氧缓解；一氧化氮/光疗协同抗菌；微环境重塑；伤口愈合

纳米材料在肿瘤辅助治疗中的应用日益广泛，已有研究证实无机纳米颗粒具备抑瘤活性，其中羟基磷灰石（HA）纳米颗粒因优异的生物相容性及肿瘤细胞增殖抑制能力成为研究热点，但肿瘤细胞靶向性不足的缺陷显著限制其抗肿瘤效能。本研究构建叶酸偶联羟基磷灰石（HF）纳米颗粒，通过靶向肿瘤细胞膜高表达的叶酸受体、契合肿瘤代谢的叶酸高需求特性，实现 HA 抑瘤效应的高效增强。体内实验证实，与单纯 HA 纳米颗粒相比，HF 纳米颗粒可显著抑制肿瘤生长，且与阿霉素联用呈现协同抗肿瘤作用；体外机制研究表明，靶向性 HF 纳米颗粒可诱导 4T1 细胞发生钙超载并引发钙稳态失衡，进而破坏线粒体膜完整性、促进细胞色素 C 释放及活性氧蓄积，最终激活凋亡信号通路加速肿瘤细胞凋亡。此外，该外源性纳米颗粒可重构肿瘤微环境免疫微生态，通过促进巨噬细胞 M1 型极化、上调肿瘤坏死因子-α 表达，一方面干扰肿瘤细胞周期进程与分裂，另一方面激活半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶相关凋亡基因，实现肿瘤细胞凋亡的进一步强化。综上，本研究证实 HF 纳米颗粒可作为高靶向性抗肿瘤制剂及药物递送载体，为研发高效肿瘤治疗方案提供了新型纳米生物材料支撑。

关键词组：羟基磷灰石；叶酸；细胞凋亡；钙信号；免疫重塑

伤口敷料在伤口管理中发挥着关键作用。然而，针对生物膜感染的慢性伤口，目前仍缺乏高效的治疗方案。为此，我们构建了一种由纤维素酶（Cel）、没食子酸接枝氧化魔芋葡甘聚糖（GA-OKGM）、明胶（Gel）及铁离子复合而成的水凝胶微针贴片（Cel/Fe-GA-OKGM/Gel MNs），用于感染慢性创面的程序化治疗与动态监测。该水凝胶体系通过铁‑酚羟基配位作用（GA‑Fe）与席夫碱键（OKGM‑Gel）实现双重交联，结构稳定且响应性可调。微针表面负载的纤维素酶可借助物理穿透与酶促降解协同作用，有效破坏生物膜结构，克服生物膜相关的细菌耐药性，实现高效生物膜清除。体内外实验结果表明，该水凝胶微针具有优异的破膜、抗菌、抗炎、抗氧化及调控巨噬细胞极化等功能，能够重塑创面微环境并加速创面愈合。在创面修复过程中，体系中的 GA‑Fe 复合物可随创面微环境变化发生特征性颜色转变，作为可视化生物标志物实时反映创面感染与愈合进程。因此，这种兼具治疗与监测功能的双功能“变色龙”体系，为慢性感染创面的精准诊疗提供了新策略，并展现出良好的临床转化前景。

关键词组：微针贴片；伤口管理；魔芋葡甘聚糖；水凝胶；慢性创面

Ti6Al4V 植入物已被广泛应用于临界尺寸骨缺损的修复。然而，其表面生物惰性较强，往往难以在植入早期提供充分的成骨刺激，进而可能影响远期固定效果。宿主骨与植入物之间的成骨微环境是实现骨整合的关键因素，并对长期临床结局具有重要影响。因此，研究者尝试通过微孔结构设计、物理化学表面改性及负载生物活性因子等方法模拟天然成骨微环境。本研究提出了一种在微孔Ti6Al4V 植入物内部完整重建天然成骨微环境的策略。首先，将 Ti6Al4V 支架植入大鼠股骨髁骨缺损区以建立骨整合。在此基础上，对所得复合结构进一步进行脱钙和脱细胞处理，制备得到可移植的 Ti6Al4V/异种骨复合材料。拔出力实验表明，经处理后骨组织仍与支架保持良好的整合状态。核酸检测及 α-Gal 分析证实，BMP-2 和 TGF-β 免疫荧光染色结果显示，该复合材料的免疫原性已被有效去除。关键生物活性因子得以保留。体外细胞实验进一步表明，该复合材料具有良好的生物相容性和成骨诱导活性。将其植入兔股骨髁骨缺损后，复合材料显著促进骨组织向微孔 Ti6Al4V 植入物内部生长，并增强了骨整合效果。组织学观察及定量分析进一步表明，该复合材料使 Ti6Al4V 植入物原本以骨传导为主的成骨模式转变为以骨诱导为主的成骨模式。综上，本研究构建了一种新型 Ti6Al4V/异种骨复合材料，可较为完整地重建天然成骨微环境。该复合材料能够有效提升常规Ti6Al4V 支架的骨整合能力，具有较大的临床应用潜力。

关键词组：骨组织工程；骨整合；脱钙-脱细胞骨基质；Ti6Al4V 支架；复合材料；成骨微环境

心律失常是心血管疾病的重要临床表现，现有治疗手段常受限于显著不良反应或高度侵入性。宽胸气雾剂（KXA）是临床用于缓解心绞痛的中药复方，其多成分与多靶点特性提示其可能具备抗心律失常作用，但目前尚缺乏细胞电生理层面的直接证据。本研究基于微电极阵列（MEA）技术构建了一种高通量、无创且可实时监测的体外心肌传感模型，系统评估了宽胸气雾剂对不同类型心律失常的干预效果。研究采用原代大鼠心肌细胞成功构建了基于微电极阵列的传感平台，并确定了宽胸气雾剂的安全有效浓度。在此基础上，建立了模拟慢性退行性病变和急性药物性心动过缓的病理模型，评估了宽胸气雾剂对心肌电活动的调节作用。实验结果表明，宽胸气雾剂能够有效提升心肌细胞的自发放电频率，改善电信号振幅，同时恢复钙瞬变的节律性。本研究不仅揭示了宽胸气雾剂对心律失常的多维度干预作用，更将先进的微电极阵列生物传感技术成功应用于中药复方的动态药效评价体系中，为复杂药物体系的心脏功能评估提供了一种创新的生物工程方法。

关键词组：微电极阵列；实时监测；心律失常；宽胸气雾剂；心肌细胞

为克服现有进口器械热损伤风险高、与国内临床常用的 6 Fr 鞘管不兼容等局限性，我们研发了一款名为 Saphenus 的新型国产射频消融（RFA）导管系统。其核心创新点包括：6 Fr 外径设计（适配国内常用鞘管），独特的双模工作长度设计（8 mm 用于穿通静脉，80 mm 用于大隐静脉），以及优化的温度传感机制以提供精准的热反馈。体外测试及山羊动物实验结果表明，Saphenus 系统可实现有效的血管闭合。术后超声及组织病理学分析证实，所有靶静脉均成功闭塞且未见再通，其疗效与对照组相当，但热损伤风险显著降低。综上，该系统为下肢静脉功能不全提供了一种安全、高效且经济的微创治疗方案，尤其契合中国临床实际需求。

关键词组：射频消融；大隐静脉；穿通静脉；消融导管