Journal of Zhejiang University

Current Issue: <BDM>

ISSN: 2096-5524 (print version); ISSN: 2522-8552 (electronic version); started in 2018, quarterly; bimonthly since 2023

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Bio-Design and Manufacturing (BDM) reports new research, new technology and new applications in the field of biomanufacturing, especially 3D bioprinting. As an interdisciplinary field, topics of this journal cover tissue engineering, regenerative medicine, mechanical devices from the perspectives of materials, biology, medicine and mechanical engineering, with a focus on manufacturing science and technology to fulfil the requirement of bio-design.

Bio-Design and Manufacturing

ISSN: 2096-5524 (print version); ISSN: 2522-8552 (electronic version); started in 2018, Bimonthly

2025 Vol.8 No.6 P.917-1126

Cover:

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<<< CONTENTS >>>

Research Article

A microneedle substrate-based sutureless engineered cardiac patch for myocardial infarction repair

Zibo Liu (刘子博), Pengcheng Yang (杨鹏程), Yueming Tian (田月明), Heyuan Deng (邓贺元), Jingjing Xia (夏静静), Binhan Li (李彬寒), Bingyan Wu (吴炳炎), Yongcong Fang (方永聪), Zhuo Xiong (熊卓) & Ting Zhang (张婷)

DOI: 10.1631/bdm.2500211 Downloaded: 599 Clicked: 737 Cited: 0 Commented: 0(p.917-929) <Full Text>

Chinese summary <53> 一种基于微针基底的免缝合工程化心脏补片

作者：刘子博^1,2,3，杨鹏程^1,2,3，田月明^1,2,3，邓贺元^1,2,3，夏静静^1,2,3，李彬寒^1,2,3，吴炳炎^1,2,3，方永聪^1,2,3，熊卓^1,2,3，张婷^1,2,3,4 机构：¹清华大学机械工程系生物制造中心，中国北京市，100084；²生物制造与快速成形技术北京市重点实验室，中国北京市，100084；³“生物制造与工程化生命系统”国际创新人才基地，中国北京市，100084；⁴清华大学高端装备界面科学与技术全国重点实验室，中国北京市，100084 目的：心肌梗死（MI）是一种临床常见且难以逆转的疾病，主要特征为心室壁瘢痕形成，导致心肌结构受损和心室壁变薄。工程化心脏补片（ECP）作为一种治疗手段，用于修复受损心室壁并补充功能性心肌细胞。本研究旨在构建一种新型复合ECP，解决ECP临床推广中制造复杂和固定效果不佳的挑战，并促进心肌组织再生。 创新点：提出了一种新型复合ECP的构建策略。该补片由具有抗黏附功能的外壳层、导电心肌组织结构，以及负载外泌体的微针衬底三部分组成。其中，微针衬底能够实现对梗死心肌的稳定锚定，而外壳层可有效抑制非特异性组织黏连，从而实现稳定、免缝合的补片固定方式。 方法：构建由抗黏附外壳层、导电心肌组织结构和负载外泌体的微针衬底组成的新型复合ECP。通过动物心肌梗死修复实验，评估该补片在改善MI后不良心室重塑方面的效果。 结论：该补片可显著减轻左心室结构损伤，提高心脏射血分数，减少纤维化面积，增加心室壁厚度，并促进微血管再生，最终改善MI后的不良心室重塑。该补片不仅在心肌修复中显示出良好的应用潜力，也为组织工程化补片在其他组织修复中的临床转化提供了新思路。

关键词组：心肌梗死；工程化心脏补片；免缝合固定；微针衬底；外泌体；组织再生

Multilayered microfluidic platform for three-dimensional vascularized
organ-on-a-chip applications

Chenyang Zhou (周晨阳), Zhangjie Li (李彰杰), Jiaqi Xu (徐家琪), Dingyuan Yu (喻鼎渊), Lian Xuan (轩连) & Xiaolin Wang (王晓林)

DOI: 10.1631/bdm.2500091 Downloaded: 457 Clicked: 793 Cited: 0 Commented: 0(p.930-947) <Full Text>

Chinese summary <47> 用于三维血管化器官芯片应用的多层微流控平台

作者：周晨阳¹，李彰杰¹，徐家琪¹，喻鼎渊¹，轩连²，王晓林^1,2,3 机构：¹上海交通大学电子信息与电气工程学院微纳电子学系，中国上海市，200240；²上海交通大学医疗机器人研究院，中国上海市，200240；³上海交通大学微米纳米加工技术全国重点实验室，中国上海市，200240 目的：血管网络在各种组织的发展和代谢过程中起着至关重要的作用。本研究旨在提出一种多层微流控器官芯片平台，用于构建多种三维血管化微组织模型，并系统性研究微环境参数对血管形成的影响机制，为血管生物学和癌症研究提供新策略。 创新点：提出了一种多层微流控器官芯片平台，可用于构建多种三维血管化微组织模型。该平台采用多孔膜作为物理屏障，并利用毛细管作用实现水凝胶的自主填充。其高流体阻力可防止凝胶破裂，同时有利于物质传递，形成间质流速和生化因子浓度梯度。多层结构设计提高了系统的设计灵活性以及可扩展性，适用于构建多器官互联平台和高通量药物筛选。 方法：开发了基于多孔膜和毛细管作用的多层微流控器官芯片平台。利用该平台精确模拟血管生成、血管新生以及血管化肿瘤的三维微环境。特别地，在平台上重建了原发性实体瘤特征模型，并通过比较给药前后肿瘤血管的变化，研究了抗肿瘤药物对肿瘤生长和血管生成的抑制作用。 结论：本研究所开发的多层微流控平台可用于精确模拟多种血管化微组织的三维微环境。研究结果成功重建了原发性实体瘤特征模型，并揭示了抗肿瘤药物对肿瘤生长以及血管生成的抑制作用。该平台不仅为血管生物学机制和构建体内相关微组织模型提供了重要价值，也为癌症研究提供了新策略。

关键词组：微流控；多层；器官芯片；血管化；肿瘤微环境；药物筛选

Development of novel microtubular ionic actuators for endovascular
navigation

Qingsong He (何青松), Siyuan Liu (刘思远), Xiaofang Liu (刘小芳), Weixiang Gao (高伟翔), Zhihao Lv (吕志豪), Xin Shen (沈鑫), Jinjun Duan (段晋军), Yunfei Han (韩云飞), Jianfeng Zhao (赵剑峰), Ying Hu (胡颖), Wenqi Liu (刘文奇), Fengjiang Zhan (展凤江), Longfei Chang (常龙飞), Tao Wang (王涛), Yuze Ye (叶玉泽), Qiyun Zhong (仲启云), Xinyu Lu (卢鑫雨), Weiming Xu (徐伟鸣), Yefu Wang (王业甫), Yang Gu (谷阳), Chenchu Zhang (张晨初), Dong Wu (吴东) & Yong Li (李勇)

DOI: 10.1631/bdm.2500183 Downloaded: 656 Clicked: 680 Cited: 0 Commented: 0(p.948-961) <Full Text>

Chinese summary <53> 用于血管内导航的新型微管离子致动器研发

作者：何青松^1,2,3，刘思远¹，刘小芳¹，高伟翔^1,3，吕志豪^1,4，沈鑫¹，段晋军¹，韩云飞⁵，赵剑峰¹，胡颖⁶，刘文奇⁷，展凤江³，常龙飞⁶，王涛⁶，叶玉泽¹，仲启云^1,3，卢鑫雨^1,3，徐伟鸣¹，王业甫⁸，谷阳⁹，张晨初⁶，吴东¹⁰，李勇⁸ 机构：¹南京航空航天大学机电学院，江苏省仿生材料与装备重点实验室，中国南京市，210016；²南京航空航天大学航空航天结构力学及控制全国重点实验室，中国南京市，210016；³南京航空航天大学无人机研究院，中小型无人机先进技术工业和信息化部重点实验室，中国南京市，210016；⁴浙江大学工程力学系交叉力学研究中心，中国杭州市，310027；⁵南京中医药大学附属医院神经内科，中国南京市，210023；⁶合肥工业大学材料科学与工程学院，航空结构件成形制造与装备安徽省重点实验室，中国合肥市，230009；⁷健适医疗科技集团创新中心，中国无锡市，214000；⁸南京医科大学第一附属医院心内科，中国南京市，210029；⁹南京医科大学附属淮安第一医院心内科，中国淮安市，223300；¹⁰中国科学技术大学精密机械与精密仪器系，中国科学院材料力学行为和设计重点实验室，中国合肥市，230027 目的：导管辅助微创介入手术技术已广泛应用于治疗血管疾病，但现有介入导管缺乏主动导向能力，操作需依赖导丝引导，这伴随延长X射线暴露时间和血管损伤的风险。本研究旨在开发一种可集成于主动导向介入导管的亚毫米级微管离子型致动器，实现无需导丝的精确导航。 创新点：开发了一种可集成于主动导向介入导管的亚毫米级微管离子型致动器（外径0.6–0.8 mm）。该驱动器基于增强的离子迁移效应，可在7 V直流电压下产生大幅变形（>10 mm），从而实现无需导丝的精确导航，解决了现有介入导管缺乏主动导向能力的问题。 方法：研制出亚毫米级微管离子型致动器，并将其集成到主动导向介入导管中。测试了该导管在人体模型中复杂动脉分支的主动弯曲和精准定位能力。此外，还进行了猪不同动脉部位（如无名动脉、锁骨下动脉及颈动脉）的无导丝导航实验，并测试了其进入心室和递送造影剂的功能。 结论：基于微管离子型致动器的主动导向介入导管在人体模型中实现了精准定位，并在猪体内成功进行了无导丝导航和造影剂递送。结果表明该导管在未来的血管内治疗中具有广阔的应用潜力。

关键词组：微管离子致动器；可操纵介入导管；血管内导航；血管内治疗；造影剂递送；无导丝

Pathological quality control chips for tuberculosis

Enru Ye (叶恩如), Jing He (何晶), Lingna Zhang (张玲娜), Chaofan He (何超凡), Qiuju Zhou (周秋菊), Juan Xu (徐娟), Meifu Gan (甘梅富) & Yong He (贺永)

DOI: 10.1631/bdm.2500274 Downloaded: 613 Clicked: 611 Cited: 0 Commented: 0(p.962-975) <Full Text>

Chinese summary <50> 结核病病理质控芯片

作者：叶恩如¹，何晶^2,3，张玲娜¹，何超凡^2,3，周秋菊⁴，徐娟¹，甘梅富¹，贺永^2,3 机构：¹浙江大学台州医院病理科，中国临海市，317000；²浙江大学机械工程学院流体动力与机电系统国家重点实验室及良渚实验室，中国杭州市，310027；³浙江大学机械工程学院浙江省3D打印工艺与装备重点实验室，中国杭州市，310027；⁴浙江大学台州医院检验科，中国临海市，317000 目的：全球结核病（TB）新发病例高，低检出率导致的延误治疗仍是主要死因。尽管病理检查是诊断金标准，仍存在5%–30%的漏诊率，凸显了建立质控标准、降低误/漏诊率的紧迫性。本研究旨在研制一种新型的结核分枝杆菌检测质控芯片。 创新点：研制了一种检测结核分枝杆菌的新型质控芯片。该芯片通过将杆菌与 HeLa 细胞精确、均匀地包埋于光固化水凝胶中，构建定量病理质控模型，再切片制成。该方法实现了定量、可视化且可批量生产的质控标准，为结核病病理质控提供了新框架。 方法：研制了新型质控芯片，并进行了批内、批间性能验证和长期储存稳定性测试。使用该芯片对240例临床样本（200例特殊染色 + 40例PCR）进行了有效质控验证。 结论：新型质控芯片的批内、批间性能验证结果显示变异系数<5%，在–80 °C保存一年后仍保持稳定，并对240例临床样本实现了100%有效质控。该芯片为结核病病理质控提供了一个可靠的新框架，并有望优化临床工作流程。

关键词组：结核分枝杆菌；病理模型；质控芯片；光固化水凝胶；定量质控；高稳定性

Bone marrow mesenchymal stem cell-loaded HAMA hydrogel within highly
bionic nerve guidance conduits for peripheral nerve regeneration

Chao Li (李超), Li-Fang Zhu (朱礼芳), Ming-Wei Chang (张明暐), Hao Li (李昊), Shiheng Liu (刘诗恒) & Baolin Wang (王宝霖)

DOI: 10.1631/bdm.2500026 Downloaded: 460 Clicked: 831 Cited: 0 Commented: 0(p.976-993) <Full Text>

Chinese summary <42> 填充负载骨髓间充质干细胞透明质酸水凝胶的高仿生神经导管促进周围神经再生

作者：李超^1,3,4，朱礼芳²，张明暐⁵，李昊⁶，刘诗恒^1,3,4，王宝霖^1,3,4 机构：¹河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室，中国天津市，300401；²福建商学院旅游与休闲管理学院，中国福州市，350012；³河北工业大学天津市生物电工与智能健康重点实验室，中国天津市，300132；⁴河北省生物电磁与神经工程重点实验室（河北工业大学生命科学与健康工程学院），中国天津市，300132；⁵阿尔斯特大学纳米科技与综合生物工程中心，英国贝尔法斯特，BT15 1AP；⁶河北省分子生物物理重点实验室（河北工业大学生命科学与健康工程学院），中国天津市，300401 目的：传统神经导管缺乏关键的生物活性因子和适宜的微环境，不利于损伤神经的再生。本研究旨在研发一种能有效引导轴突生长并提供持续生物活性信号的治疗策略，即构建一种高仿生神经导管（HB-NGC），以有效支持和引导损伤神经的再生。 创新点：提出利用静电纺丝和电流体动力（EHD）打印技术结合的混合高压电场技术，制备了一种高仿生神经导管（HB-NGC）。该导管具有独特的多层结构：外层由负载有羧基多壁碳纳米管的静电纺丝聚己内酯纤维构成；内层由EHD打印的高取向性聚己内酯纤维组成；管腔内填充负载骨髓间充质干细胞（BMSCs）的透明质酸甲基丙烯酰（HAMA）水凝胶。这种结构使其具有导电性，能引导轴突生长，并持续释放生长因子，有效模拟自然周围神经的结构、功能和特性。 方法：采用混合高压电场技术制备了具有特殊分层结构的HB-NGC。通过重建物理途径、促进电信号传导，并提供富含必要生长因子的细胞外基质（ECM）环境，为神经修复提供了独特的仿生微环境。在动物体内进行了研究，评估HB-NGC的促神经再生能力。 结论：HB-NGC的表面形貌、理化特性及机械性能均表明其能有效桥接受损神经断端间的间隙。在动物体内研究中，HB-NGC也表现出显著的促神经再生能力，证明了其在周围神经再生中的巨大潜力。

关键词组：仿生；神经导管；静电纺丝；EHD打印；骨髓间充质干细胞；HAMA水凝胶；周围神经再生

In vivo 3D dose distribution verification for lung cancer: from rigid-body model to porcine lung

Yutao Zhang (张宇涛), Kai Xie (谢凯), Lintao Song (宋林涛), Jiewei Lai (赖杰伟), Haiping Zheng (郑海平), Qianjia Huang (黄仟甲), Hao Wang (王浩), Tao Lin (林涛), Liugang Gao (高留刚), Jiawei Sun (孙佳伟), Jianrong Dai (戴建荣) & Xinye Ni (倪昕晔)

DOI: 10.1631/bdm.2500077 Downloaded: 576 Clicked: 666 Cited: 0 Commented: 0(p.994-1008) <Full Text>

Chinese summary <4> 肺癌体内三维剂量分布验证：从刚体模型到猪肺模型

作者：张宇涛^1,2,3,4，谢凯^1,2,3,4，宋林涛^1,2,3,4，赖杰伟⁵，郑海平⁶，黄仟甲⁷，王浩⁷，林涛^1,2,3,4，高留刚^1,2,3,4，孙佳伟^1,2,3,4，戴建荣⁸，倪昕晔^1,2,3,4 机构：¹南京医科大学第三附属医院(常州市第二人民医院)放疗科，中国常州市，213003；²江苏省医学物理工程研究中心，中国常州市，213003；³南京医科大学医学物理中心实验室，中国常州市，213003；⁴常州市医学物理重点实验室，中国常州市，213003；⁵南京医科大学生物医学工程与信息学院，中国南京市，211166；⁶广州瑞多思医疗科技有限公司研发部，中国广州市，510760；⁷常州大学计算机与人工智能学院，中国常州市，213159；⁸中国医学科学院肿瘤医院放射肿瘤科，中国北京市，100020 目的：传统的放疗剂量分布验证基于刚体模型，存在局限性。本研究旨在提出一个生物在体三维剂量分布验证的新概念，研究呼吸运动对肺癌放疗剂量投递准确性的影响，并为提升放疗精度和推动个体化自适应放疗提供技术支撑。 创新点：提出了生物在体三维剂量分布验证这一新概念，突破了传统的刚体验证局限。研发了三维生物肺运动模拟装置 (3D-BioLungEx)，能精确复刻肺癌患者的呼吸运动特征。基于新鲜活体猪肺和3D打印的胸腔构建了仿生验证模型。开发了专门针对猪肺的迭代优化散射反演剂量分布算法(IOSI-BLDose)，可实时计算三维剂量分布。 方法：1. 研发3D-BioLungEx装置，复刻肺癌患者的呼吸模式（包括正常呼吸、潮氏呼吸、打哈欠及咳嗽等异常模式）。2. 基于患者CT图像，3D打印制备胸腔，承载新鲜猪肺，并通过生物图像配准将放疗计划移植到猪肺。3. 利用3D-BioLungEx驱动猪肺模拟放疗过程中的各种呼吸模式。4. 采用IOSI-BLDose算法实时计算猪肺内的三维剂量分布，并使用gamma通过率量化其与计划剂量分布的差异。 结论：当复刻模拟定位呼吸状态时，gamma通过率可达93.61%。异常呼吸模式导致gamma通过率降至低于90%。研究表明呼吸振幅是影响剂量投递精度的主要因素，呼吸频率变化影响较小。本研究提出的生物在体三维剂量分布验证能提供实时生物学反馈，更敏感地检测运动引起的剂量偏差，具有重要的临床应用潜力。

关键词组：生物肺；3D打印；运动仿真设备；放疗；肺癌；三维剂量分布验证；呼吸运动

Miniature Ni-diamond wheel for drilling and grinding of calcified plaque surrogate in chronic total occlusion treatment

Zhaokun Zhang (张兆坤), Jessie Jingxuan Lyu (吕景璇), Yihao Zheng (郑一豪), Hitinder S. Gurm & Albert J. Shih

DOI: 10.1631/bdm.2500004 Downloaded: 433 Clicked: 564 Cited: 0 Commented: 0(p.1009-1023) <Full Text>

Chinese summary <4> 用于慢性完全闭塞治疗的钙化斑块替代物钻磨微型镍基金刚石砂轮

作者：张兆坤¹，吕景璇¹，郑一豪²，Hitinder S. Gurm³，Albert J. Shih^1,4 机构：¹密歇根大学机械工程系，美国密歇根州安娜堡市，48109；²伍斯特理工学院机械与材料工程系，美国马萨诸塞州伍斯特市，01609；³密歇根大学医学院内科系心血管医学科，美国密歇根州安娜堡市，48109；⁴密歇根大学生物医学工程系，美国密歇根州安娜堡市，48109 目的：慢性完全闭塞病变（CTO）由于钙化斑块高度硬化，常导致微导管和球囊难以通过和输送，是经皮冠状动脉介入治疗（PCI）面临的重大挑战。本研究旨在开发一种新型的斑块切除技术，以解决CTO治疗中器械无法通过病变的临床难题。 创新点：提出了一种基于微型镀镍金刚石砂轮的两步式斑块切除技术用于CTO治疗。第一步，砂轮沿导丝以旋转和轴向振荡方式钻孔穿透CTO。第二步，砂轮通过轨道运动进行径向磨削，将通孔直径扩大至大于砂轮直径。该集成钻磨技术有望实现对高度硬化钙化斑块的有效切除。 方法：研制了微型镀镍金刚石砂轮，并采用两种CTO钙化斑块替代物（石膏与离体牛骨）进行实验验证。实验验证了该两步式钻磨方法的可行性及在钻削和磨削过程中的力学性能。钻削实验对比了手动进给与自动进给模式下的钻削力。磨削实验测试了微型砂轮在孔中进行轨道运动时孔径的扩大效果。 结论：在自动进给模式下，钻削力（约0.027 N至0.046 N）较手动模式更为稳定和一致，并可顺利穿透两类CTO替代物。磨削阶段，微型砂轮在轨道运动下能在120秒内将孔径从0.85 mm扩大至1.26 mm。结果表明，该集成钻磨技术可望有效解决CTO经皮冠状动脉介入治疗中器械输送的难题。

关键词组：慢性完全闭塞；微型砂轮；钻削；磨削；轨道运动；经皮冠状动脉介入治疗；力学性能

Bio-inspired magnetic soft robot with dual-modal locomotion for enhanced liquid–air interface navigation

Chonglei Hao (郝崇磊), Binhong Dou (窦斌宏), Shenghao Yang (杨圣豪), Haochen Wang (王皓辰), Lei Zhang (张磊), Bing Li (李兵), Qing Cao (曹青), Huayong Yang (杨华勇), Dong Han (韩冬) & Fuzhou Niu (牛福洲)

DOI: 10.1631/bdm.2500047 Downloaded: 639 Clicked: 551 Cited: 0 Commented: 0(p.1024-1034) <Full Text>

Chinese summary <4> 用于增强液-气界面导航的双模态仿生磁性软体机器人

作者：郝崇磊¹，窦斌宏¹，杨圣豪¹，王皓辰²，张磊¹，李兵¹，曹青^3,4，杨华勇^3,4，韩冬^3,4，牛福洲^2,3 机构：¹哈尔滨工业大学（深圳）机器人与先进制造学院，中国深圳市，518055；²苏州科技大学机械工程学院，中国苏州市，215009；³浙江大学流体动力基础件与机电系统全国重点实验室，中国杭州市，310058；⁴浙江大学机械工程学院，中国杭州市，310058 目的：小型磁性软体机器人在微创医学中具有应用前景，但其在不同界面上的高效运动仍是挑战。本研究旨在开发一种集成两种仿生运动模式的磁性软体机器人，以增强其界面导航能力。 创新点：提出了一种集成两种不同仿生运动模式（水黾的超疏水腿部和莲草萤叶甲幼虫的启发）的弯月面爬升行为启发式磁性软体机器人。该机器人采用矩形薄片结构、疏水表面处理和新颖的控制策略，实现了两种运动模式：双足蠕动模式（BPLM）和单区域接触振动模式（SCLM），从而增强了多界面导航能力。 方法：开发了基于矩形薄片的磁性软体机器人，并对其表面进行疏水处理。通过理论分析和实验验证，探索了控制策略对运动模式的影响。研究了三角波控制信号与稳态分量的结合，实现了两种运动模式间的平稳过渡。测试了机器人在BPLM（通过前后接触点的协调作用）和SCLM（通过优化表面张力相互作用）下的运动速度、精确轨迹控制和狭小空间内的物体操作能力。 结论：该机器人成功实现了BPLM（稳定速度20 mm/s）和SCLM（超高速52 mm/s）两种运动模式。机器人表现出精确的轨迹控制和最小偏差，并能够成功执行物体操作。本研究为小型机器人仿生设计提供了新的范式，并展现了其在需要跨越多地形进行精准导航的医疗应用中的巨大潜力。

关键词组：磁性软体机器人；双模态仿生运动模式；界面导航；水黾；莲草萤叶甲幼虫；弯月面爬升；物体操作

Review

Multiorgan-on-a-chip: an advanced platform for disease modeling, drug toxicity assessment, and therapeutic screening

Li Qiao (乔莉), Shiqi Chang (常诗琪), Lin Zou (邹琳), Feng Zhang (张峰), Chang Cui (崔畅) & Ningping Huang (黄宁平)

DOI: 10.1631/bdm.2500076 Downloaded: 516 Clicked: 809 Cited: 0 Commented: 0(p.1035-1062) <Full Text>

Chinese summary <4> 多器官芯片：面向疾病建模、药物毒性评估及治疗筛选的前沿平台

作者：乔莉¹，常诗琪¹，邹琳¹，张峰²，崔畅²，黄宁平¹ 机构：¹东南大学生物科学与医学工程学院数字医学工程全国重点实验室，中国南京市，210096；²南京医科大学第一附属医院心内科，中国南京市，210029 目的：多器官芯片（MOoC）系统能够模拟器官间的生理交互并精准复现体内微环境，为疾病机制研究、药物有效性与安全性评估提供了更贴近人体生理的研究平台。本文旨在系统综述多器官芯片技术的核心要素、应用及发展方向，并探讨其在药物评价中的独特价值。 创新点：本文是一篇综述性论文，系统总结了MOoC技术的核心要素（包括细胞来源、外部刺激调控、材料工艺及传感检测）。重点探讨了MOoC在肿瘤转移、代谢性疾病和心血管疾病等领域的建模应用，并深入剖析了其在药物评价中针对药效学与副作用等方面的独特价值，为创新药物研发与毒性评价提供了技术路线指导。 方法：采用系统综述的方法，对多器官芯片技术进行全面梳理，涵盖其关键环节、疾病建模应用及药物评价价值。同时，对该技术当前面临的挑战及未来发展方向进行展望。 结论：多器官芯片系统凭借其高度灵活性、成本低廉和可重复性等优势，已成为创新药物研发与毒性评价的重要技术手段。该技术在模拟器官间的生理交互和复现体内微环境方面具有独特优势，在疾病建模和药物评价中展现出巨大的应用潜力。

关键词组：多器官芯片；疾病建模；药物毒性；药物筛选；微流控技术；综述

Research insights and clinical opportunities of functional organoid-based platforms

Yueyu Huang (黄月雨), Wenhui Shen (沈文辉), Kehan Li (李可涵), Yutian Zhang (张雨恬), Qiaoli Lv (吕巧莉), Changchun Wang (王长春), Weimin Mao (毛伟敏) & An Zhao (赵安)

DOI: 10.1631/bdm.2400519 Downloaded: 398 Clicked: 667 Cited: 0 Commented: 0(p.1063-1079) <Full Text>

Chinese summary <4> 功能性类器官平台的研究观点与临床机遇

作者：黄月雨¹，沈文辉¹，李可涵²，张雨恬¹，吕巧莉³，王长春⁴，毛伟敏^3,4，赵安^1,3 机构：¹中国科学院杭州医学研究所，浙江省肿瘤医院，浙江省肿瘤研究所，中国杭州市，310011；²香港大学机械工程系，中国香港特别行政区，999077；³南昌医学院江西省肿瘤医院胸部肿瘤研究室，中国南昌市，330029；⁴中国科学院杭州医学研究所，浙江省肿瘤医院胸部肿瘤外科，中国杭州市，310011 目的：干细胞或组织体外培养衍生的三维类器官已成为生物医学的有效工具。类器官可用于开发定制化的药物筛选和治疗方案，并加深对疾病分子机制的理解。本文旨在综述类器官在生物医学中的应用平台，梳理相关工具与技术，并总结其临床转化进展。 创新点：本文是一篇综述性论文，系统梳理了类器官在生物医学中的应用平台，重点涵盖疾病建模和药物开发。文章总结了可用于研究类器官及其微环境的工具和技术，并总结了近年来类器官相关临床试验和专利的开展情况，全面展现了该技术在临床转化的巨大潜力。 方法：采用系统综述的方法，梳理了类器官的各项应用平台，包括药物发现、药物安全性评估和临床试验等。同时，总结了功能化与工程化设计等可用于类器官及其微环境研究的关键技术和工具，并对临床试验和专利的进展情况进行了梳理和总结。 结论：类器官在疾病建模、药物开发及临床试验等应用平台上展现了巨大的临床转化性。近年来相关临床试验和专利的快速发展，进一步证实了类器官作为定制化药物筛选和治疗方案开发工具的巨大潜力。

关键词组：类器官；体外研究模型；疾病建模；药物开发；临床试验；功能化与工程化设计；综述

Design of linear pneumatic artificial muscles guided by biomechanics of human skeletal muscle for wearable application: a review

Zhuo Ma (马卓), Jianbin Liu (刘建彬), Haitao Liu (刘海涛) & Tian Huang (黄田)

DOI: 10.1631/bdm.2400389 Downloaded: 504 Clicked: 836 Cited: 0 Commented: 0(p.1080-1102) <Full Text>

Chinese summary <4> 基于人体骨骼肌生物力学设计用于可穿戴应用的线性气动人工肌肉：综述

作者：马卓¹，刘建彬¹，刘海涛¹，黄田¹ 机构：¹天津大学机构理论与装备设计教育部重点实验室，中国天津市，300072 目的：线性气动人工肌肉（LPAM）具有柔顺性、良好的人机交互性、安全性及低成本制备等优点，在软体可穿戴机器人系统中有巨大应用潜力。本文旨在对LPAM的仿生设计方法及其穿戴应用案例进行全面回顾。 创新点：本文是一篇综述性论文，全面回顾了LPAM的仿生设计方法和穿戴应用。文章首先分析了人体骨骼肌的解剖学、形态学和生物力学特性，为LPAM的仿生设计提供理论指导。其次，根据结构形状将LPAM系统性地分为圆柱形、扁平形、褶皱形和其他四类。最后，基于收缩率、最大输出力、响应频率等关键指标对LPAM驱动特性和辅助效果进行了比较分析，并总结了挑战与发展方向。 方法：采用系统综述的方法，首先分析了人体骨骼肌生物力学特性，确定了可穿戴机器人的设计需求。接着，根据结构将LPAM进行分类，并概述了LPAM与穿戴者肢体之间的绑缚方式。最后，基于一系列关键指标，比较分析了基于LPAM的可穿戴机器人驱动特性和辅助效果。 结论：LPAM因其优异的特性，在软体可穿戴机器人中极具潜力。本文对LPAM的仿生设计和穿戴应用进行了全面的总结和比较分析，为LPAM在可穿戴机器人领域的未来研究和临床转化提供了重要的理论指导和参考框架。

关键词组：气动人工肌肉；线性气动人工肌肉；仿生设计；骨骼肌生物力学；可穿戴机器人；多模态运动；综述

Polymeric micelles: “magic bullets” for cancer treatment

Yue Gao (高悦), Meihong Zhang (张美红), Qian Chen (陈倩), Yuxin Lin (蔺语欣), Chuanbin Wu (吴传斌), Xin Pan (潘昕), Ling Guo (郭羚), Tze Ning Hiew & Zhengwei Huang (黄郑炜)

DOI: 10.1631/bdm.2500054 Downloaded: 395 Clicked: 509 Cited: 0 Commented: 0(p.1103-1125) <Full Text>

Chinese summary <4> 聚合物胶束：治疗癌症的“神奇子弹”

作者：高悦¹，张美红¹，陈倩¹，蔺语欣¹，吴传斌²，潘昕³，郭羚⁴，Tze Ning Hiew⁵，黄郑炜² 机构：¹暨南大学药学院药学系，中国广州市，511436；²暨南大学药学院生物活性分子与成药性优化全国重点实验室/广东省天然生物活性分子与创新药物发现卓越基础研究中心，中国广州市，511436；³中山大学药学院，中国广州市，510006；⁴海南大学药学院热带生物资源教育部重点实验室，中国海口市，570228；⁵爱荷华大学药学院药物科学与实验治疗学系，美国爱荷华市，爱荷华州，52242 目的：聚合物胶束（PMs）作为一种高效纳米给药系统，在肿瘤治疗领域受到广泛关注。本文旨在系统综述PMs作为肿瘤药物递送系统的制备、特性、抗癌活性、典型应用，并探讨其临床研究进展和商业化进程中的挑战。 创新点：本文是一篇综述性论文，系统总结了PMs作为肿瘤药物递送系统的制备工艺、表征技术、优势及分类。重点阐述了PMs中活性成分的自组装机制、与多种细胞死亡途径相关的抗癌活性，并列举了PMs作为抗癌药物递送载体的典型应用案例。此外，还总结了PMs的临床研究进展和应用现状，并分析了商业化进程缓慢的原因。 方法：采用系统综述的方法，对聚合物胶束作为肿瘤药物递送系统的各个方面进行全面回顾和总结，包括其结构特性、药物递送机制、抗癌活性、临床试验进展及商业化挑战。结论：聚合物胶束具有改善难溶性药物溶解性、增强靶向性、提高细胞敏感性及延长循环时间等显著优势。本综述旨在为推动PMs在肿瘤治疗中的作用的深入研究提供参考，并为基于PMs产品的临床转化**提供新的思路。

关键词组：癌症治疗；聚合物胶束；PMs；药物递送系统；纳米载体；细胞死亡途径；临床应用；综述

Correction

Correction: Magnetic nanoparticles for single-neuron manipulation to design a customized neural circuit

Hongyong Zhang, Lingrui Zhao, Nan Huang, Xiaobo Zhang, Tian Xu, Sumin Bian & Mohamad Sawan

DOI: 10.1631/bdm.24e0372 Downloaded: 432 Clicked: 531 Cited: 0 Commented: 0(p.1126-1126) <Full Text>