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【精品Topics系列】生物材料前沿研究:开启未来医疗新纪元 | MDPI Topics |
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专题链接:https://www.mdpi.com/topics/Advances_in_Biomaterials
从人工关节到血管支架,从生物可降解薄膜的智能修复到仿生组织支架的器官再造,生物材料正以神奇的力量重塑着生命的希望与可能。在这场医学革命中,有哪些突破性研究正在为未来医疗铺就新的基石?让我们一起走进“Advances in Biomaterials”这一专题,探寻那些正在改善人类健康的前沿发现。
专题介绍
Advances in Biomaterials
生物材料进展
生物材料是用于医疗目的而植入人体的材料,如人造关节、假牙、人造血管、人造皮肤、人造器官等。生物材料研究作为生物医学工程领域的核心命题,致力于探索各类材料在体内的应用潜力,例如聚合物和纤维材料用于人工关节或人造血管,在植入人体后,能够修复或替换人体组织或器官或增进其功能。此外,该领域还研究材料的功能特性,涵盖结构与功能材料、机械性能与材料强度、复合材料以及界面工程等多个方面。在本期专题中,我们将重点介绍那些在未来医学治疗中具有潜在作用的生物材料。
该Topic汇集了七本MDPI相关期刊——Applied Sciences, Bioengineering, Dentistry Journal, Materials, Polymers, Applied Biosciences和Technologies,为研究人员提供了在应用科学、生物工程、口腔医学、材料学以及应用生物科学等领域发表生物材料研究成果的平台,一起探讨生物材料的功能特性。2023年,该Topic凭借题材的新颖性、较高的影响力获得了2023年MDPI最佳Topic奖: https://www.mdpi.com/topics/award。
目前,该专题已经开设第二辑,欢迎相关领域的科研人员进行投稿:https://www.mdpi.com/topics/O78397746M
# 专题关键词 #
生物材料、氧化锆、钛、医疗设备、聚醚醚酮、体内、体外
学术编辑团队
该专题现有四位学术编辑,他们分别来自Osaka Dental University, Doshisha University和Osaka University。
照片
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Satoshi Komasa博士
Department of Removable Prosthodontics and Occlusion, Osaka Dental University, Japan
研究领域:移植、生物材料;纳米材料;体外检测
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Yoshiro Tahara博士
Faculty of Science and Engineering, Doshisha University, Japan
研究领域:药物输送、生物材料、疫苗、组织工程、透皮给药
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Tohru Sekino教授
Department of advanced hard materials, The Institute of Scientific and Industrial Research (ISIR), Osaka University, Japan
研究领域:陶瓷、纳米材料、混合材料;多功能
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Joji Okazaki教授
Department of Removable Prosthodontics and Occlusion, Osaka Dental University, Japan
研究领域:牙科材料、牙齿种植、义齿材料;表面分析、体内分析
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#对话学术编辑:
1. 能否向我们的读者简要介绍一下您的专题?是什么激发了您主编这个专题的兴趣?
Satoshi Komasa博士表示:“生物材料是用于医疗目的、可植入人体的材料,涵盖人造关节、假牙、人造血管、人造皮肤、人造器官等众多类型。生物材料研究归属于生物医学工程范畴,其核心在于将材料置入体内,检验其能否发挥预期功能,比如能否胜任关节、血管等角色,这构成了该课题的基石。本专题针对聚合物或纤维等不同类型材料展开深入探究,重点关注材料的功能特性,涉及结构、功能材料、机械材料、材料强度、复合材料、表面界面工程等方面。在这期专题中,我们将重点介绍那些具有在未来医学治疗中发挥关键作用潜力的生物材料。”
2. 您对与MDPI Topics合作的出版体验有何印象?
Satoshi Komasa博士表示:“我曾经做过客座编辑,但这是我第一次做专题编辑。我们收到了大量研究者提交的论文。由于该专题包含了众多不同影响因子的期刊,极大地便利了研究者投稿。并且,稿件提交后,编辑部响应迅速,能够及时处理稿件,这一优势十分突出。”
3. 您对那些渴望在研究生涯中获得类似认可的年轻研究者有何建议?
Satoshi Komasa博士表示:“作为一名年轻的科研工作者,我正处于起步阶段,但非常荣幸能够与多所高校的教授展开合作。基于自身经历,我建议其他研究者也积极开展跨领域合作研究,这将为科研之路增添助力。”
4. 您认为未来几年哪些研究主题将特别吸引研究者们的关注?
Satoshi Komasa博士表示:“我认为生物材料的研究将持续火热。同时,我坚信借助人工智能开展的实验将不断进步。我们希望在这些领域创建新的专题。”
5. 您对学术界开放获取出版的发展有何看法?
Satoshi Komasa博士强调:“开放获取能够使年轻的研究人员能够更便捷地获取海量研究成果。然而,当下也存在不良的出版公司。我们希望能够看到完善严格的同行评审过程。”
通过这次采访,我们可以看到Satoshi Komasa博士对这个专题的热情和对开放获取出版的支持。他的建议将为我们提供宝贵的指导,帮助我们在学术出版领域取得更大的进步。
精彩文章
1. Platelet-Rich Plasma Gel Matrix (PRP-GM): Description of a New Technique
富血小板血浆凝胶基质 (PRP-GM):一种新技术描述
Thales Thiago Ferreira Godoi et al.
https://doi.org/10.3390/bioengineering9120817

肌肉骨骼疾病常由炎症及合成代谢与分解代谢失衡引发。PRP (富血小板血浆) 具备免疫调节和合成代谢特性,与HA (透明质酸) 联用可增强再生效果。近期报道的PRP衍生产品——血浆凝胶,富含生长因子,具备趋化、迁移和增殖等特性,且凝块形成和纤溶反应对组织修复意义重大。
本研究聚焦于结合PRP、HA和血浆凝胶以增强组织修复和伤口愈合的新型再生疗法,提出“PRP-HA细胞凝胶基质” (PRP-GM) 方法。即把富含白细胞的PRP与加热形成的血浆凝胶、HA在注射器内经三通旋塞混合,产物含纤维蛋白-白蛋白网络等。随着纤维蛋白溶解及HA降解,PRP的细胞和生物分子逐步释放,其中白细胞促进组织再生,HA则润滑关节、抗炎止痛,这种独特的生物分子组合可能有助于优化适合治疗退行性肌肉骨骼疾病的再生方案。
2. Synthesis of Polyacids by Copolymerization of L-Lactide with MTC-COOH Using Zn[(acac)(L)H2O] Complex as an Initiator
以Zn[(acac)(L)H2O]配合物为引发剂,L-丙交酯与MTC-COOH共聚合成多酸
Joanna Jaworska et al.
https://doi.org/10.3390/polym14030503

本文介绍了含侧羧基的生物可吸收功能聚酯碳酸酯的制备研究结果。这些共聚物的合成有两种方法:一种是经典的两步法,包括L-丙交酯和含有苯甲酸酯形式的封闭侧羧酸基的环状碳酸盐 (MTC-Bz) 的共聚,然后进行脱保护;另一种是新的方法,包括L-丙交酯和同样的碳酸盐的一步共聚,但含有一个无保护的羧基 (MTC-COOH)。文章详细描述了两种反应的动力学差异及其反应过程。研究发现,不含阻断基团的MTC-COOH单体的反应活性要高得多,甚至略高于L-丙交酯。这使得共聚单体在更短的时间内几乎完全转化。
与传统的两步法相比,新提出的一步法合成生物可降解聚酸的过程更为简单。一步法能够获得含有羧基的所有碳酸盐单元的共聚物,甚至没有用于羧基脱保护的重金属的痕迹。这些重金属在传统两步法中很难完全去除,而一步法则避免了这一问题。这表明一步法在合成过程和产物纯度方面具有显著的优势。
3. Enhanced Release of Calcium Ions from Hydroxyapatite Nanoparticles with an Increase in Their Specific Surface Area
羟基磷灰石纳米颗粒比表面积增加,钙离子释放增强
Urszula Szalaj et al.
https://doi.org/10.3390/ma16196397

本文主要研究了通过减小羟基磷灰石 (HAP) 纳米颗粒 (NPs) 的尺寸来增加Ca2+ 释放的可能性,以提高骨移植材料的性能。研究采用微波水热合成法制备了不同粒径的HAP纳米颗粒,其比表面积范围为51~240 m²/g,粒径范围为39-9 nm。通过氦比容仪、XRD和TEM等手段对纳米材料的结构进行了研究,并在模拟体液 (PBS) 中测定了Ca2+ 的释放情况。结果表明,比表面积最大为240 m²/g、平均粒径最小为9 nm的HAP纳米颗粒具有最高的Ca2+ 释放量,达到18 mg/L。当比表面积大于183 m²/g,粒径小于11 nm时,Ca2+ 释放量也显著增加。而对于较大粒径的纳米颗粒,Ca2+ 释放量则没有表现出明显的尺寸依赖性。该研究为优化骨移植材料中的Ca2+ 释放特性提供了重要参考,有助于开发性能更优的骨移植替代材料。
如有任何与本专题有关的问题,请联系topics@mdpi.com,谢谢。
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