VIEW:材料医学:材料与医学的交叉学科

当前,仍有许多医疗问题危害着人类健康,解决重大公共卫生问题往往需要多种先进技术共同参与。临床医学和生物材料是与精准诊疗紧密相关的两个学科领域,在解决传统医学低生物有效性、高系统毒性、低靶向性和低诊疗效果等问题和挑战中发挥着巨大作用。随着微纳技术的快速发展,材料科学研究和医学研究之间的跨学科合作在解决复杂疾病诊疗问题方面至关重要。

基于此,中国科学院上海硅酸盐研究所的陈雨研究员在VIEW期刊上发表了题为“Materdicine: Interdiscipline of materials and medicine”的综述文章,提出了材料医学(materdicine)的概念,深入讨论了具有独特理化特性和特定生物学效应的多种医用材料的设计、构造和应用,总结了多种生物材料(尤其是纳米生物材料)在疾病诊断和治疗方面的应用。(DOI: 10.1002/VIW.20200016)

文章首先重点介绍用于诊断成像的造影剂技术的最新进展,包括磁共振成像、光学荧光成像和光声成像。文章还介绍了医学材料在荧光传感和等离子体传感等生物传感中的应用。之后,作者总结了医学材料在光动力学疗法、光热疗法、超声疗法和磁热疗法中的优势和劣势。文章还概述了水凝胶、3D打印支架和仿生支架在再生医学中的研究进展。此外,文章从纳米粒子尺寸、形态学、表面化学和化学组成几个方面对医学材料的生物相容性和生物安全性进行了讨论。

最后,作者针对未来医学材料的发展提出了展望。在材料精密制造和大规模生产方面,在保证材料表征和功能不变的前提下实现材料的低成本大批量生产,是材料进入工业转化和临床阶段所面临的主要挑战。在临床前模型选择方面,采用阳性/阴性细胞系、合适的动物模型和标准的治疗方法来验证生物材料的疾病诊疗性能是必要的。在诊疗一体化方面,通过单一纳米配方实现诊断和治疗的结合需要我们更深入地了解癌症机制和临床诊疗需求。在新型细胞分子分析方法方面,单细胞分子生物传感可能对精准化和个体化医学的发展至关重要。在再生医学方面,针对再生医学潜在机制的进一步研究可以为材料的研发方面提供更多的参考。最后,在生物材料毒性评估方面,作者认为生物材料的体内外生物相容性和生物安全性对材料的临床转化非常重要。

尽管当前医学材料仍然存在一些亟待解决的问题,我们相信未来通过多领域研究人员的融合合作,医学材料将得到快速发展、造福人类健康!

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