摘要：微藻是一种体积微小的真核生物,可通过叶绿素a的光合作用将二氧化碳转化为多种生物活性物质。在过去的十年中,有关活体微藻和其他生物相容性成分组成的生物杂化材料在解决许多医学难题中显示出巨大的潜力,如肿瘤治疗、组织重建和药物输送。固定在常规生物材料中的微藻可以长时间维持其光合活性从而在局部提供氧气,同时也可作为调节细胞活性的生物相容性界面材料。微藻的运动性还激发了生物杂交机器人的发展,其中药物分子可通过非共价键吸附结合至微藻表面,并通过精确控制其运动轨迹将药物输送到目标区域。此外,微藻的自发荧光、趋光性和生物质生产可以整合到具有多种功能的新型生物杂化材料的设计中;通过基因工程改造的微藻可以赋予生物杂交材料新的特性,如特异性细胞靶向能力和从藻类细胞中局部释放重组蛋白——这些技术技术有望促进微藻基生物杂交材料(MBBM)在多个生物医学领域的临床应用。本文总结了MBBM的制造、生理学和运动能力;然后,回顾了MBBM近年来在生物医学领域的典型应用报告;最后,对MBBM的挑战和未来前景进行了讨论。

摘要：Rapid technological development and population growth are responsible for a series of imminent environmental problems and an ineluctable energy *** application of semiconductor nanomaterials in photocatalysis or photoelectrocatalysis(PEC)for either the degradation of contaminants in the environment or the generation of hydrogen as clean fuel is an effective approach to alleviate these ***,the efficiency of such processes remains suboptimal for real *** construction of a built-in electric field is considered to efficiently enhance carrier separation and reduce carrier recombination to improve catalytic *** the past decade,as a new method to enhance the built-in electric field,the piezoelectric effect from piezoelectric materials has been extensively *** this review,we provide an overview of the properties of piezoelectric materials and the mechanisms of piezoelectricity and ferroelectricity for a built-in electric ***,piezoelectric and ferroelectric polarization regulated built-in electric fields that mediate catalysis are ***,the applications of piezoelectric semiconductor materials are also highlighted,including degradation of pollutants,bacteria disinfection,water splitting for H2 generation,and organic *** conclude by discussing the challenges in the field and the exciting opportunities to further improve piezo-catalytic efficiency.

摘要：目的将柔性电极集成到心肌组织工程中实现监测和调控组织工程心肌的电生理功能,对于构建功能性仿生组织用于修复心肌梗死具有重要意义。但较硬的电极与心肌软组织的力学性能适配仍是亟待解决的难题。优化设计电极网络的结构可以提高其力学可伸缩性,为个性化适配心肌软组织的非线性力学特征提供了一种简单可控的策略。方法本研究仿生心肌细胞外基质中的波浪形胶原纤维和心室中肌纤维呈螺旋排列方式,利用熔融直写技术(Melt Electrowriting)打印非线性微纳米纤维的优势,构建了一种正弦结构的镀金纤维电极网络,用于调控心肌细胞同步收缩和促进心肌组织修复。结果镀金纤维网络具有可调控的纤维直径和各向异性比率,能够实现个性化适配特定心脏大小和形状的力学性能。接种在镀金纤维上的心肌细胞定向生长形成肌节组织,并在仿生电刺激下表现出频率介导的同步收缩,实现了细胞之间的电信号传导和有效力电耦合。心肌细胞产生的收缩力能驱动纤维补片平面收缩。小鼠皮下植入验证了补片的良好生物相容性。结论正弦结构的镀金纤维补片具有适配心肌软组织的非线性力学性能,并能够调控心肌细胞同步收缩,有希望促进补片移植后与宿主心肌的力/电功能整合并提高修复心肌梗死的治疗效果。