摘要:实体瘤是全球癌症相关死亡的主要原因,其特点是肿瘤生长迅速、局部和远处转移。癌症治疗失败主要与肿瘤微环境的复杂生物学有关。基于纳米粒子 (NPs) 的方法已显示出克服实体癌病理生理特征所造成的限制的潜力,从而能够开发用于癌症诊断和治疗的多功能系统,并有效抑制肿瘤生长。在不同类型的 NPs 中,基于二维石墨烯的纳米材料 (GBN) 因其出色的化学和物理特性、易于进行的表面多功能化、近红外 (NIR) 光吸收和可调节的生物相容性,代表了开发用于治疗实体瘤的治疗诊断工具的理想纳米平台。本文回顾了基于石墨烯、氧化石墨烯 (GO)、还原氧化石墨烯 (rGO) 和石墨烯量子点 (GQD) 的纳米系统合成的最新进展,用于开发用于光声成像引导的光热化疗、光热 (PTT) 和光动力疗法 (PDT) 的治疗诊断 NP,应用于实体肿瘤破坏。本文讨论了每类 GBN 使用这些纳米系统的优势,同时考虑到不同的化学性质和多功能化的可能性,以及生物分布和毒性方面,这些方面是将其转化为临床应用的关键挑战。
在不影响储能器件电化学性能的同时,将电致变色等多功能特性集成到储能器件中,可以有效促进器件多功能化的发展。与无机电致变色材料相比,有机材料具有制备简便、成本低、颜色对比度大等显著优势,其中大部分聚合物材料表现出优异的电化学性能,可广泛应用于储能器件的设计和开发。本文重点介绍有机电致变色材料在储能器件中的应用,详细讨论了不同类型有机物的作用机理、电化学性能以及有机电致变色材料在相关器件中的不足之处。
此类移动医疗微型机器人的开发和实施,包括软机器人微设备的制造[11,12]、生物相容性或响应性 (自适应) 材料的合成[13–15] 以及体内运动策略。[16–22] 已提出了大量远程控制医疗微型机器人,以实现形状改变、多功能化和重构,以响应不同的刺激,如磁场[23–27]、温度[28,29]、化学物质[30,31]、光[32] 和超声波[33,34],用于各种医疗应用,如靶向药物输送、微创手术和遥感。[35,36] 然而,微型机器人与生物组织的相互作用、复杂的生物流体环境以及多种刺激的重叠是其未来医疗应用面临的主要挑战。[37]
此类移动医疗微型机器人的开发和实施,包括软机器人微设备的制造[11,12]、生物相容性或响应性 (自适应) 材料的合成[13–15] 以及体内运动策略。[16–22] 已提出了大量远程控制医疗微型机器人,以实现形状改变、多功能化和重构,以响应不同的刺激,如磁场[23–27]、温度[28,29]、化学物质[30,31]、光[32] 和超声波[33,34],用于各种医疗应用,如靶向药物输送、微创手术和遥感。[35,36] 然而,微型机器人与生物组织的相互作用、复杂的生物流体环境以及多种刺激的重叠是其未来医疗应用面临的主要挑战。[37]
“生物医学与生物技术是生命科学领域的一个重要领域,是人类健康的重要组成成分和基础”。[1]实现边缘计算的精准医疗和个性化医疗是推动综合健康生态系统的关键。[2]当前,医疗保健设备广泛应用,但终端用户在防护、诊断、手术和治疗过程中会感到不适,例如在胃镜检查过程中,使用传统的检查设备会导致吞咽困难,从而影响检查性能。而纤维由于形态灵活、适应性强,可以穿过人体复杂的解剖结构,到达深部病变;织物则可以在身体周围形成紧密舒适的网络,适应健康人、患者和医护人员。近年来,多功能纤维及织物的应用在生理信号监测[3]、康复治疗[4]、健康保障、微创手术[5]等领域取得了重大进展,具有高度适应性的纤维材料有望进一步推动健康技术向更智能化、多功能化方向发展。
超级电容器[18]、锌空气[19,20]和锂空气电池[21]以及锂离子、钠离子和钾离子存储负极。[22–24] 不同钴磷化物(Co x P:CoP+Co 2 P)[25]与氧化钴(Co x P/CoO)[26]的组合使这些材料多功能化并提高了其性能。另一方面,Co x P和Co 3 (PO 4 ) 2的联合作用对锂硫电池电化学性能和多硫化物转化机理的影响尚未研究。尽管钴磷化物具有广泛的潜在应用,但它们通常通过复杂的合成路线合成,包括在过量的磷源和还原剂中对钴或钴氧化物进行磷化。[22,24–26] 最近,Li等人。报道了使用化学计量的脱氧核糖核酸 (DNA) 作为 P 源,通过简便的静电纺丝和热处理成功合成了 Co 2 P/Co 2 N/C。[27] 另一方面,由于聚丙烯腈(碳源)溶液中无机组分的溶解度较差,限制了 Co 2 P 的含量。相反,使用水和乙醇可溶性的聚乙烯吡咯烷酮 (PVP) 作为碳源,可以合成无机组分含量高的碳复合材料。[28] 此外,还证实了 PVP 衍生的碳/SiO 2 复合纳米纤维垫可以作为多功能中间层,有效防止多硫化物的穿梭,并提高 S 基锂电池的电化学性能。[29,30]