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导读

如今，生物材料在医学中扮演着不可或缺的角色，在下列方面有着诸多应用：医用植入物；促进人体组织愈合的方法；使用生物材料支架或支架、细胞和生物活性分子的组合再生人体组织；分子探针和纳米颗粒在分子水平上帮助癌症成像和治疗；携带和/或向疾病靶点应用药物的药物递送系统等等。

现代生物材料领域结合了医学、生物学、物理学和化学，以及组织工程和材料科学的最新研究成果，在过去十年中获得了显著的进步和发展。

我们甄选了近期发表在 MedComm 上的8篇以生物材料为主题的论文，供广大研究人员、医生和研究生参考和学习。

1

论文英文题目Graphene and graphene oxide with anticancer applications: Challenges and future perspectives

中文题目

具有抗癌应用潜力的石墨烯和氧化石墨烯：挑战和未来展望
摘要总结基于石墨烯（G-）和氧化石墨烯（GO）的材料在癌症治疗中具有特殊的意义，并且在过去的几十年中得到了广泛的研究。石墨烯具有独特的物理化学性质，但原始G和GO可能存在不利的表面化学和低生物相容性，因此已采用各种共价或非共价功能化策略来改善其性能。与抗癌药物持续释放相关的重要主题以及抗癌药物从G基纳米平台释放的机理见解仍有待全面研究。同样，抗癌药物在肿瘤靶点/组织中的有效积累、受控的细胞摄取特性、肿瘤靶向药物释放行为和对细胞的选择性毒性是开发未来抗癌 G 基纳米系统需要满足的关键标准。对于G基材料的生物医学和临床应用，精确考虑其生物安全性和毒性问题至关重要。

图1 基于石墨烯和氧化石墨烯的纳米系统在肿瘤治疗中的应用

引用该文献

Shafiee, A, Iravani, S, Varma, RS. Graphene and graphene oxide with anticancer applications: Challenges and future perspectives. MedComm. 2022; 3:e118. https://doi.org/10.1002/mco2.118

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2

论文英文题目

COVID-19: A systematic review and update onprevention, diagnosis, and treatment
中文题目COVID-19的预防、诊断和治疗的最新系统性综述
摘要总结自2019年全球SARS-CoV-2迅速爆发以来，人们已经进行了广泛的研究以揭示病毒的行为和传播模式，以确定病毒的诊断及治疗方法，制定有效的药物或疫苗来对抗COVID-19。本文全面回顾和总结了COVID-19预防、诊断和治疗的相关内容。首先，作者从诊断的角度阐述了COVID-19的生物学特征。随后讨论了COVID-19的临床前动物模型，以通过治疗策略和计算机/计算生物学来确定患者之COVID-19的症状和临床效果。最后，作者讨论了纳米科学/纳米技术在COVID-19的识别、诊断和治疗方面的机遇和挑战。

图2 COVID-19的预防、诊断和治疗

引用该文献

Aghamirza Moghim Aliabadi, H, Eivazzadeh-Keihan, R, Beig Parikhani, A, et al. COVID-19: A systematic review and update on prevention, diagnosis, and treatment. MedComm. 2022; 3: e115. https://doi.org/10.1002/mco2.115

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3

论文英文题目

Alleviating the toxicity concerns of antibacterial cinnamon-polycaprolactone biomaterials for healthcare-related biomedical applications
中文题目减轻生物医学应用中的抗菌肉桂-聚己内酯生物材料毒性的新方法
摘要总结先前已显示含有肉桂提取物的纤维结构具有有效的抗真菌能力，但其是否可用于预防纤维形式的细菌感染，以及抗菌作用对天然生理细胞的毒性尚不明确。在这项工作中，研究人员提出了一种可行的方法，用于生产无毒且天然丰富的肉桂提取纤维。首先作者通过加压回转成功构建含有聚（ε-己内酯）（PCL）纤维的肉桂提取物并对其进行多种菌种的测试，以评估它们的抗菌能力。随后通过SEM评估抗菌测试，与对照组相似，它们几乎没有毒性。此外，细胞活力荧光成像显示纤维没有明显的毒性问题，即使在最高测试浓度下也是如此，因此可以安全地用作绷带材料以覆盖伤口和预防感染，也可以用作口罩的过滤材料，以及其他医学应用。

图3 含有聚（ε-己内酯）（PCL）纤维的肉桂提取物的构建流程

引用该文献

Ahmed, J, Gultekinoglu, M, Bayram, C, Kart, D, Ulubayram, K, Edirisinghe, M. Alleviating the toxicity concerns of antibacterial cinnamon-polycaprolactone biomaterials for healthcare-related biomedical applications. MedComm. 2021; 2: 236– 246. https://doi.org/10.1002/mco2.71

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4

论文英文题目Biodegradable magnesium-based biomaterials: An overview of challenges and opportunities
中文题目可生物降解的镁基生物材料：挑战和机遇概述
摘要总结

镁及其合金作为具有无毒降解产物的有前途的生物降解材料，近年来在生物医学领域受到越来越多的关注。镁基合金具有优异的生物相容性和独特的力学性能。然而，镁基植入物的高腐蚀速率会导致意想不到的降解、结构失效、析氢、碱化和细胞毒性。因此，控制镁基生物材料在体内的腐蚀行为是一项重大挑战。镁生物材料的腐蚀行为可以通过合金化和表面处理来增强。尽管这些技术可以显著克服镁生物材料面临的挑战，但找到理想控制其腐蚀行为的最佳方法仍然是研究人员探索的开放挑战。并且镁生物材料的特性几乎不能满足特定应用的所有要求。因此，仍然需要大量的研究来开发由镁及其合金制成的新型可生物降解生物材料。

图4 镁基生物材料的应用

引用该文献

Amukarimi, S, Mozafari, M. Biodegradable magnesium-based biomaterials: An overview of challenges and opportunities. MedComm. 2021; 2: 123– 144. https://doi.org/10.1002/mc‍o2.59‍

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5

论文英文题目Novel cell sources for bone regeneration
中文题目骨骼再生的新型细胞来源
摘要总结过多的急性和慢性疾病通常会导致骨骼疾病，很多会涉及骨切除、骨移植和骨折修复的外科手术。对于超过临界尺寸的较大缺陷，骨的先天自我修复能力往往是不够的。此外，直接移植成骨细胞会受到细胞可用性不足、细胞扩散有限和生存能力差的阻碍，因此迫切需要新的细胞来源来进行骨再生。由于干细胞生物学和细胞重编程技术的发展，许多专能和多能细胞表现出良好的成骨潜力，被认为是骨缺陷的再生疗法。这些细胞的研究仍处于相对起步阶段，尽管在实验室环境中研究人员进行了初步的疗效和安全评估，但仍需要进一步的临床数据来确定它们的治疗效果和安全性，以及优化它们作为新型再生医学战略的一部分。
图5 用于研究骨再生的专能与多能细胞来源

引用该文献

Li, C, Mills, Z, Zheng, Z. Novel cell sources for bone regeneration. MedComm. 2021; 2: 145– 174. https://doi.org/10.1002/mco2.51

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6

论文英文题目Carbon nanoparticles suspension injection for photothermal therapy of xenografted human thyroid carcinoma in vivo
中文题目纳米炭在人甲状腺癌体内光热治疗中的应用
摘要总结纳米炭混悬注射液可以用作光热转换剂，且有效防止肿瘤复发。加之纳米炭是已经商业化的临床用药物，其批量化生产的批次间稳定性好，每年超过10万人使用纳米炭，广泛验证了其生物安全性，且纳米炭可迁移至肿瘤引流淋巴结，进而在光热条件下抑制转移。更重要的是，瘤内注射纳米炭已经是临床医生熟练掌握的技术，无需通过修饰靶向分子等实现肿瘤富集，大大降低了成本，纳米炭悬浮液注射或为癌症临床治疗提供新方向。

图6 纳米炭粒子悬浮注射液（CNSI）对甲状腺癌的光热治疗具有优异的光热转换能力

引用该文献

Huang, Y, Zeng, G, Xin, Q, et al. Carbon nanoparticles suspension injection for photothermal therapy of xenografted human thyroid carcinoma in vivo. MedComm. 2020; 1: 202– 210. https://doi.org/10.1002/mco2.28

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7

论文英文题目Engineered biomaterials for cancer immunotherapy
中文题目用于癌症免疫治疗的工程生物材料
摘要总结

本文简要总结了工程生物材料（水凝胶、微针等）在癌症免疫治疗局部递送中的应用进展。工程生物材料用作可植入、可注射或透皮给药装置中的支架，以实现可调的药物释放动力学和长达数周的给药周期，以此降低药物剂量，提高癌症免疫治疗的疗效和安全性。生物材料支架可以装载化学试剂、细胞、肿瘤相关抗原以及直接激活免疫系统或模块化肿瘤微环境的佐剂，这些创新的递送系统在改善癌症免疫治疗方面具有巨大潜力。

图7 用于局部递送癌症免疫疗法的工程生物材料示意图

引用该文献

Cai, L, Xu, J, Yang, Z, et al. Engineered biomaterials for cancer immunotherapy. MedComm. 2020; 1: 35– 46. https://doi.org/10.1002/mco2.8

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8

论文英文题目Zeolite in tissue engineering: Opportunities and challenges
中文题目“沸石”在组织工程中的机遇与挑战
摘要总结组织工程是一门正在发展中的交叉学科，“沸石”因其独特的物理、化学和生物特性被广泛用于在组织工程中，在伤口敷料、血液透析、支架、抗微生物剂材料、植入物和涂层、去除有毒材料和输送营养物质、造影剂及牙科应用等方面已经取得了众多重要的研究成果。但“沸石”材料涵盖众多基础科学，随着组织工程的不断发展，将面临新的机遇和挑战，基础和应用研究，尤其是临床研究，更需不断的深入和拓展。

引用该文献

Zarrintaj, P, Mahmodi, G, Manouchehri, S, et al. Zeolite in tissue engineering: Opportunities and challenges. MedComm. 2020; 1: 5– 34. https://doi.org/10.1002/mco2.5

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专刊原文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/toc/10.1002/(ISSN)2688-2663.Biomaterials

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撰写 | Imperio

校对及改编 | Cherish, Tina

排版 | Mingsong