受到天然面包结构的启发,研究人员一直在开发用于耐撞击生物塑料,陶瓷装甲和仿生合金复合材料的高级材料。尽管在改善材料的可塑性方面取得了进展,但大多数现有材料仍然由单尺度脆性单元组成。缺乏分层主动界面和自主响应功能限制了其延展性和整体功能。
聚合物驱动材料的各向异性一维收缩运动引起了从软机器人到仿生肌肉等领域日益增长的兴趣。尽管光驱动液晶聚合物(LCP)是实现远程和空间触发收缩(<20%)的有希望的候选者,但开发具有超大收缩率的 LCP 系统仍然存在许多挑战。这里提出了一种结合形状记忆效应和光化学相变的新策略,在一种新设计的线性液晶共聚物中实现了高达 81% 的光驱动收缩,其中偶氮苯和苯甲酸苯酯的共晶液晶原自组织成近晶 B 相。重要的是,这种高度有序的结构作为开关段牢牢锁住了应力诱导的应变能,该能通过可逆的反式 - 顺式光异构化迅速释放,从而破坏层状液晶相,从而导致这种超大收缩。纤维作为光驱动的构建块,可以实现精确的折纸,模仿“破损”蜘蛛网的恢复,并筛选不同尺寸的物体,为光驱动 LCPs 从仿生机器人到人类助手的高级应用奠定了新的基础。
摘要:人工智能在日常生活中的应用变得无处不在且不可避免。在那个广阔的领域,一个特殊的位置属于用于多参数优化的仿生/生物启发的算法,该算法在许多区域中找到了它们的使用。新颖的方法和进步正在以加速速度发表。因此,尽管事实上有很多调查和评论,但它们很快就变得过时了。因此,与当前的发展保持同步非常重要。在这篇综述中,我们首先考虑了生物启发的多参数优化方法的可能分类,因为专门针对该领域的论文相对较少,而且通常是矛盾的。我们通过详细描述一些更突出的方法以及最近发表的方法来进行。最后,我们考虑在两个相关的宽域中使用仿生算法的使用,即微电子(包括电路设计优化)和纳米光子学(包括诸如光子晶体,纳米质体的构造和水流的结构的逆设计(包括逆设计)。我们试图保持这项广泛的调查独立,以便不仅可以使用相关领域的学者,还可以使用对这个有吸引力领域的最新发展感兴趣的所有人。
4.1)在人为因素 /形式设计 /美学 /互动设计的博士学位或博士后奖学金或博士后奖学金(包括计算方法)期间展示了研究经验。4.2)在应用拓扑优化 /生物模拟设计中证明了博士学位或博士后奖学金期间的研究经验。在博士或博士后奖学金期间广告领域的研究经验应由候选人通过适当的出版物作为第一作者清楚地证明。
由于心肌细胞的再生能力有限,心肌衰竭这种不可逆的致残状况只能通过保守和暂时的治疗方法来治疗,而不能直接修复损伤,也不能通过器官移植来治疗。在再生策略中,心肌内细胞注射或血管内细胞输注应该可以减轻对心肌的损伤并降低心力衰竭的风险。然而,这些基于细胞递送的疗法存在重大缺陷,成功率低。事实上,心脏组织工程的努力旨在修复、替换和再生天然心肌组织功能。在再生策略中,生物材料和仿生刺激在促进细胞粘附、增殖、分化和新组织形成方面起着关键作用。因此,应将适当的生化和生物物理线索与模拟细胞外基质的支架相结合,以支持细胞生长并促进有利的心脏微环境和组织再生。在本综述中,我们概述了心脏支架和补片的仿生设计和制造方面的最新进展。此外,我们还筛选了几种临床前和临床应用中的体外和原位策略。最后,我们评估了生物工程心脏组织等效物作为疾病研究和药物测试的体外模型的可能性。
摘要:仿生学的最新进展通过利用自然界中的复杂设计和机制来刺激了假体肢体发展的重要创新。生物仪,也称为“自然启发的工程”,涉及研究和模拟生物系统以应对复杂的人类挑战。这项全面的综述提供了对生物模拟假体的最新趋势的见解,重点是利用自然生物力学,备用反馈机制和控制系统的知识,以紧密模仿生物附件。突出显示的突破包括尖端材料和制造技术的整合,例如3D打印,促进了假肢的无缝解剖整合。此外,将神经接口和感觉反馈系统的结合增强,增强了控制和运动,而3D扫描等技术则可以实现个性化的自定义,从而优化了个人用户的舒适性和功能。正在进行的生物基因研究工作对进步有希望,为肢体损失或损害的人提供了增强的流动性和整合性。这篇评论阐明了仿生假体技术的动态景观,强调了其在康复和辅助技术方面的变革潜力。它设想了一个未来,假肢解决方案与人体无缝融合,增强了生活质量和生活质量。
1. Nakod PS、Kim Y、Rao SS。三维仿生透明质酸水凝胶用于研究胶质母细胞瘤干细胞行为。生物技术与生物工程。2020;117(2):511-522。doi: 10.1002/bit.27219 2. Nakod PS、Kim Y、Rao SS。仿生模型用于研究胶质母细胞瘤干细胞的微环境调节。癌症快报。2018;429:41-53。doi: 10.1016/j.canlet.2018.05.007 3. Stankovic T、Randelovic T、Dragoj M 等人。胶质母细胞瘤体外仿生模型——一种有前途的药物反应研究工具。药物耐药性更新。 2021;55:100753。doi:10.1016/j.drup.2021.100753 4. Wen PY、Weller M、Lee EQ 等人。成人胶质母细胞瘤:神经肿瘤学会(SNO)和欧洲神经肿瘤学会(EANO)对当前治疗和未来方向的共识审查。神经肿瘤学。2020;22(8):1073-1113。doi:10.1093/neuonc/noaa106 5. Rape A、Ananthanarayanan B、Kumar S。模拟胶质母细胞瘤微环境的工程策略。Adv Drug Deliv Rev。2014;79-80:172-183。 doi: 10.1016/j.addr.2014.08.012 6. Nakod PS、Kim Y、Rao SS。星形胶质细胞和内皮细胞对多细胞球体中胶质母细胞瘤干性标志物表达的影响。Cell Mol Bioeng。2021;14:639-651。doi: 10.1007/s12195-021-00691-y 7. Ngo MT、Harley BAC。血管周围信号改变胶质母细胞瘤的整体基因表达谱和对明胶水凝胶中替莫唑胺的反应。生物材料。2019;198:122-134。doi: 10.1016/j。 biomaterials.2018.06.013 8. Dirkse A, Golebiewska A, Buder T, 等。胶质母细胞瘤中干细胞相关异质性是由微环境塑造的内在肿瘤可塑性引起的。Nat Commun。2019;10(1):1787。doi: 10. 1038/s41467-019-09853-z 9. Zhao W, Li Y, Zhang X。癌症中的干细胞相关标志物。Cancer Transl Med。2017;3(3):87-95。doi: 10.4103/ctm.ctm_69_16
4.1)在人为因素 /形式设计 /美学 /互动设计的博士学位或博士后奖学金或博士后奖学金(包括计算方法)期间展示了研究经验。4.2)在应用拓扑优化 /生物模拟设计中证明了博士学位或博士后奖学金期间的研究经验。在博士或博士后奖学金期间广告领域的研究经验应由候选人通过适当的出版物作为第一作者清楚地证明。
4.1)在人为因素 /形式设计 /美学 /互动设计的博士学位或博士后奖学金或博士后奖学金(包括计算方法)期间展示了研究经验。4.2)在应用拓扑优化 /生物模拟设计中证明了博士学位或博士后奖学金期间的研究经验。在博士或博士后奖学金期间广告领域的研究经验应由候选人通过适当的出版物作为第一作者清楚地证明。