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探索人体接受芯片植入的因素
图 1. 技术接受模型 (Venkatesh and Davis, 2000)....................................................... 3 图 2. 不同生物性别的使用差异 .............................................................................................. 16 图 3. 不同宗教的使用差异 ........................................................................................................ 17 图 4. 不同种族/民族的使用差异 ................................................................................................ 17
融合肽构建的药物输送系统捕获外泌体靶向钛植入物，从而增强骨胶原
PEP 用异硫氰酸荧光素 (FITC) 标记。EXO-PEP 中 FITC 的荧光强度与 PEP 相等（图 S3A，支持信息），表明在外泌体存在的情况下，PEP 在体外得到了充分利用。图 2C 表明，在仅用外泌体处理的钛盘上几乎没有发育抑制剂释放偶联剂 (DiR) 标记的外泌体的荧光，而在 EXO-PEP1 上装载外泌体处理的钛盘上的荧光小于 EXO-PEP2 和 EXO-PEP3。EXO-PEP3 处理的钛盘在所有组中显示出最强的荧光
生物力学与医疗植入物设计
职业：学生，学校：圣托马斯女子高级中学 摘要 随着矫形假肢设计的最新发展，矫形残疾人士的生活质量得到了显著改善。然而，如果要使矫形假肢继续更有效发挥作用，仍有一些重大问题需要解决。最紧迫的挑战是提高生物相容性以促进与天然组织的更大结合、提高日常使用的耐用性以及提高感觉反馈以改善运动控制。已经创造了一些有前景的新技术来解决这些问题，包括 3D 打印、再生医学、人工智能和智能假肢。这种尖端技术可以显著提高矫形假肢的功能。为了使这些下一代矫形假肢充分发挥其潜力，必须解决一些关键问题。这些措施包括增加对研发的投入、标准化组件以确保质量和可靠性、扩大假肢的可及性以及骨科、材料科学、生物学和工程学专业人员之间的跨学科合作。纳米材料使生物工程和医学领域的重大进步成为可能。本文对几种生物相容性纳米复合材料进行了全面分析。还严格检查了它们在设计有效的医疗植入物时与增材制造等尖端制造技术的配合情况。关于植入式医疗器械行业的需求和未来，纳米复合材料和加工技术的重要性也得到了充分的预见。 关键词：增材制造；3D 打印；纳米复合材料；医疗植入物；假肢；骨科假体设计；生物相容性；耐久性；感官反馈；3D 打印；再生医学；人工智能 介绍 模具和其他传统制造工艺需要大量的时间和金钱，因此不适合用于需要复杂几何形状的生物医学工程应用。增材制造（有时称为 3D 打印）已成为一种实用且快速的方法来创建几何形状复杂的物体。它诞生于 20 世纪 80 年代，需要在计算机生成的模型的指导下在 3D 空间中分层材料。这使得构建使用传统制造方法难以实现的复杂设计成为可能。增材制造在医疗保健领域的应用正在不断扩大，特别是在组织工程、植入物设计和治疗输送方面。增材制造的一个快速扩展的用途是生物打印，它能够进行体外药物筛选、疾病建模和可植入组织的创建。[2] 增材制造解决了多孔植入材料的关键问题，例如制造可行性和准确性、骨弹性特性和骨整合孔径。这启发了新的几何晶格设计
印刷心脏瓣膜和其他心脏植入物
1。心脏病学，图森医学中心，美国图森2.内科，pt。B.D. Sharma研究生学院医学科学研究所，Rohtak，Ind 3。 内科，Shaheed Mohtarma Benazir Bhutto医科大学，Larkana，Pak 4。 手术，泽维尔大学医学院，奥兰杰斯塔德，ABW 5。 神经肿瘤学，纽约理工学院，骨病学院，美国旧韦斯特伯里，6。 医学，Xavier大学医学院，ARUBA，ABW 7。 内科，泽维尔大学医学院，美国芝加哥8. 内科，Xavier大学医学院，奥兰杰斯塔德，ABW 9。 医学，Jinnah Sindh医科大学，卡拉奇，PAK 10。 医学，苏莱曼·阿拉吉大学医学院 医学，梅奥医院，拉合尔，PAK 12。 病理学和实验室医学，美国安提瓜大学，圣约翰大学，ATG 13。 医学和手术，伊斯兰堡什叶派国际医院，帕克B.D.Sharma研究生学院医学科学研究所，Rohtak，Ind 3。内科，Shaheed Mohtarma Benazir Bhutto医科大学，Larkana，Pak 4。手术，泽维尔大学医学院，奥兰杰斯塔德，ABW 5。神经肿瘤学，纽约理工学院，骨病学院，美国旧韦斯特伯里，6。医学，Xavier大学医学院，ARUBA，ABW 7。 内科，泽维尔大学医学院，美国芝加哥8. 内科，Xavier大学医学院，奥兰杰斯塔德，ABW 9。 医学，Jinnah Sindh医科大学，卡拉奇，PAK 10。 医学，苏莱曼·阿拉吉大学医学院 医学，梅奥医院，拉合尔，PAK 12。 病理学和实验室医学，美国安提瓜大学，圣约翰大学，ATG 13。 医学和手术，伊斯兰堡什叶派国际医院，帕克医学，Xavier大学医学院，ARUBA，ABW 7。内科，泽维尔大学医学院，美国芝加哥8.内科，Xavier大学医学院，奥兰杰斯塔德，ABW 9。医学，Jinnah Sindh医科大学，卡拉奇，PAK 10。 医学，苏莱曼·阿拉吉大学医学院 医学，梅奥医院，拉合尔，PAK 12。 病理学和实验室医学，美国安提瓜大学，圣约翰大学，ATG 13。 医学和手术，伊斯兰堡什叶派国际医院，帕克医学，Jinnah Sindh医科大学，卡拉奇，PAK 10。医学，苏莱曼·阿拉吉大学医学院医学，梅奥医院，拉合尔，PAK 12。病理学和实验室医学，美国安提瓜大学，圣约翰大学，ATG 13。医学和手术，伊斯兰堡什叶派国际医院，帕克
适用于神经应用的高度适应性箔片植入物
柔性聚合物基板是一种很有前途的方法，可以克服神经植入物的一个核心挑战：高通道密度下的复杂功能与生物环境中的长寿命相结合。这种方法的优点是可以缩小 Si 基芯片的尺寸，并在柔性基板上通过薄膜互连线连接的芯片之间分配任务。与单个但更大的芯片相比，这伴随着较低的弯曲刚度，以及技术系统在功能范围、基板尺寸和目标解剖结构方面的良好适应性。现在已经确定了如何将 ASIC 集成到机械兼容的 PI 基基板中，同时考虑到先前定义的要求。接下来的步骤是 (a) 测试系统的功能
生长儿童心脏瓣植入物
先天性心脏病（CHD）是新生儿中最常见的先天性疾病之一[1]。在美国，每1000名新生儿有8-10名冠心病[2]。尽管有冠心病的人数增加，但每年有18万名新生儿和婴儿死于先天性心脏病[3]。这些死亡中的大多数是由先天性瓣膜疾病引起的，该疾病占所有CHD诊断的25％[4，5]。手术干预通常是在生命的第一年，用于先天性瓣膜疾病患者的生存[6]。目前对婴儿和不可修复的瓣膜疾病的新生儿的护理标准是心脏瓣膜的替代[4]。这可以使用各种技术来完成，包括机械阀，生物假体瓣膜，冷冻保存的同种异体移植物和脱细胞同种异体移植物。但是，这些方法中的每一种都有显着的缺点，尤其是在儿科患者中[7]。机械瓣是血小子造成的，因此需要终身抗凝治疗，使患者的出血和血栓栓塞事件的风险增加[8，9]。生物假体阀容易发生结构瓣变性。这对于小儿人群特别危险，他们对早期结构阀变性的风险更高，因此，早期重新手术以替代受损阀门[10]。冷冻保存的同种异体移植物成为免疫原性。研究表明，这种免疫反应在婴儿和重新干预时间下降的儿童中比成人更强烈[11]。当前阀门更换选项最重要的缺点是植入物无法适应受体的体细胞生长。当前可用的替换策略具有固定的功能直径，并最终导致了获得的患者验证不匹配[12]。这需要小儿患者进行多次侵入性重新操作，以将较小的阀门换成较大的阀门。2岁以下的患者
用于完全不受束缚的大脑植入物的双相准静态大脑通信
利用电磁 (EM) 场进行的无线通信是人体周围可穿戴设备之间信息交换的支柱。然而，对于植入式设备，电磁场会在组织中被大量吸收，而其他传输模式（包括超声波、光学和磁电方法）会由于一种能量形式转换为另一种能量形式而导致大量的转导损耗，从而增加了整体的端到端能量损耗。为了解决脑植入物中无线供电和通信的挑战以及低端端通道损耗，我们提出了双相准静态脑通信 (BP-QBC)，通过使用电准静态 (EQS) 信号，避免了因没有场模态转换而导致的转导损耗，在通道长度约为 55 毫米的情况下实现 < 60dB 的最坏情况端到端通道损耗。 BP-QBC 利用基于偶极耦合的信号在脑组织内传输，在发射器 (TX) 中使用差分激励，在接收器 (RX) 中使用差分信号拾取，同时通过阻断流经脑组织的任何直流电流路径，在 1MHz 载波频率下提供比传统人体电流通信 (G-HBC) 低 ~41 倍的低功耗。由于通过人体组织的电信号传输是电准静态的，频率高达几十 MHz，因此 BP-QBC 可实现从植入物到外部可穿戴设备的可扩展 (bps-10Mbps) 占空比上行链路 (UL)。BP-QBC TX 的功耗在 1Mbps 时仅为 0.52 μW（占空比为 1%），这在从可穿戴设备中枢通过 EQS 脑通道到植入物的下行链路 (DL) 中收集的功率范围内，外部施加的电流小于 ICNIRP 安全限值的 1/5。此外，BP-QBC 消除了对颅下询问器/中继器的需求，因为它由于没有场传导而提供了更好的信号强度。这种低端到端通道损耗和高数据速率是由一种全新的大脑通信和供电方式实现的，在神经生物学研究、脑机接口、电疗和联网医疗领域具有深远的社会和科学影响。
MRI 中植入物射频加热测量过程中传感器放置的重要性
在实验中评估 MRI 扫描期间植入物的安全性时，传感器放置的位置至关重要。使用测量和有限元建模的组合来评估测量对传感器放置的敏感性，以评估一组校准圆柱体末端的温度升高。模拟使用 COMSOL Multiphysics 创建的耦合热电磁模型来虚拟复制测量条件。评估了不同长度和直径的圆柱形植入物的参数模型中的热梯度，以量化在估计的温度测量不确定度内测量植入物加热所需的传感器放置精度。通过这种方式，我们旨在增强对 MRI 中植入物加热的实验程序和安全标准的要求的理解。
用于完全不受束缚的大脑植入物的双相准静态大脑通信
利用电磁 (EM) 场进行的无线通信是人身周围可穿戴设备之间信息交换的支柱。然而，对于植入式设备，电磁场会在组织中产生大量吸收，而其他传输模式（包括超声波、光学和磁电方法）会由于一种能量形式转换为另一种能量形式而导致大量的转导损耗，从而增加了整体的端到端能量损耗。为了解决脑植入物中无线供电和通信的挑战并实现低端端通道损耗，我们提出了双相准静态脑通信 (BP-QBC)，通过使用电准静态 (EQS) 信号，在通道长度约为 55 毫米的情况下实现 < 60dB 的最坏情况端到端通道损耗，从而避免了因没有场模态转换而导致的转导损耗。 12 BP-QBC 利用基于偶极耦合的信号在脑组织内传输，在发射器 (TX) 处使用差分激励，在接收器 (RX) 处拾取差分信号，同时通过阻断通过脑组织的任何直流电流路径，在 1MHz 载波频率下提供约 41 倍的低功耗，相对于传统的人体电流通信 (G-HBC)。由于通过人体组织的电信号传输是电准静态的，频率高达数十 MHz，因此 BP-QBC 允许从植入物到外部可穿戴设备的可扩展 (bps-10Mbps) 占空比上行链路 (UL)。 BP-QBC TX 的功耗在 1Mbps（占空比为 1%）时仅为 0.52 μW，这在从可穿戴中枢通过 EQS 脑通道到植入物的下行链路 (DL) 中收集的功率范围内，外部施加的电流小于 ICNIRP 安全限值的 1/5。此外，BP-QBC 消除了对颅下询问器/中继器的需求，因为它由于没有场传导而提供了更好的信号强度。如此低的端到端通道损耗和高数据速率是由一种全新的脑部通信和供电模式实现的，对神经生物学研究、脑机接口、电药物和互联医疗保健等领域具有深远的社会和科学影响。