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医用生物力学 2025年第2期40卷 477-484页

作者：武琦李小康汤臻郑增辉曹朋飞徐峰郭征空军军医大学第二附属医院骨科西安710038 西安交通大学仿生工程与生物力学研究所西安710049

恶性骨肿瘤手术切除常导致下肢长骨干骺端骨缺损。干骺端的形态异型性是传统治疗方法难以匹配目标缺损区域的原因。3D打印钛金属骨修复支架因其能够实现良好的外形匹配并提供足够的力学支撑,成为目前临床上有效的干骺端骨缺损治疗手段,... 详细信息

恶性骨肿瘤手术切除常导致下肢长骨干骺端骨缺损。干骺端的形态异型性是传统治疗方法难以匹配目标缺损区域的原因。3D打印钛金属骨修复支架因其能够实现良好的外形匹配并提供足够的力学支撑,成为目前临床上有效的干骺端骨缺损治疗手段,然而现有常用骨支架难以精准匹配骨缺损部位生物力学环境,导致支架内部骨长入并不理想,术后假体松动断裂时有报道。骨作为一种高度力学敏感的器官,其命运受力学信号调节。因此,从生物力学角度出发进行骨支架设计以实现骨修复支架与骨缺损部位的力学适配,是影响骨缺损重建成败的关键因素。本文主要介绍干骺端骨缺损修复力学影响因素及与骨生物力学适配3D打印钛金属骨修复支架设计的研究进展,为骨支架的生物力学优化设计提供理论参考。

关键词：骨生物力学干骺端骨修复多孔支架梯度设计

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肝脏力医学

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中华消化外科杂志 2025年第2期24卷 161-172页

作者：刘昌曲凯周夏青贾渊博程波徐峰西安交通大学第二附属医院肝胆胰与肝移植外科西安 710004 外科重症及生命支持教育部重点实验室西安 710049 西安交通大学仿生工程与生物力学研究所西安 710049

肝硬化和肝癌等肝疾病长期对人类健康构成严重威胁,其诊断与治疗是医学研究重要课题.传统的诊断与治疗方法主要围绕肝疾病的生物化学特性展开,缺乏对于分子、细胞与组织尺度下力学微环境的考量,导致难以满足临床需求.随着生物力学和力... 详细信息

肝硬化和肝癌等肝疾病长期对人类健康构成严重威胁,其诊断与治疗是医学研究重要课题.传统的诊断与治疗方法主要围绕肝疾病的生物化学特性展开,缺乏对于分子、细胞与组织尺度下力学微环境的考量,导致难以满足临床需求.随着生物力学和力生物学在肝疾病研究中逐步发展,利用肝脏力学特性研究相关疾病,不仅在基础研究方面展现出深远影响力,而且在肝疾病临床诊断与治疗中显现出巨大潜力.但是,基础研究与临床治疗上对肝脏力学特性尚缺乏深入探讨,具体作用机制与应用场景并不明晰.笔者提出并系统介绍肝脏力医学这一新兴概念,讨论肝脏生物力学特性及其在肝疾病发展过程中的变化与影响,阐明细胞层面力学响应与信号转导的生物学机制,探讨肝疾病诊断与治疗手段中力学特征的应用,旨在为基础研究与临床实践提供新视角.

关键词：肝疾病肝脏生物力学肝脏力生物学肝脏力诊断学肝脏力治疗学

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皮肤力医学

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中华医学杂志 2025年第7期105卷 489-496页

作者：耿松梅胡佳辉赵强冯雨晴王熙刘灏徐峰西安交通大学第二附属医院皮肤科西安710004 西安交通大学精准医学研究院皮肤病研究所西安710115 西安交通大学生命科学与技术学院仿生工程与生物力学研究所(BEBC) 西安710049 西安交通大学生命科学与技术学院生物医学信息工程教育部重点实验室西安710049

长期以来,皮肤疾病的传统研究主要集中在其生物学特性上。近年来,生物力学和力学生物学两个交叉学科的发展逐渐将力学因素引入皮肤疾病的研究范畴,力学因素改变与皮肤生理病理变化的相互作用规律逐渐在临床疾病诊疗中得以转化,并产生了... 详细信息

长期以来,皮肤疾病的传统研究主要集中在其生物学特性上。近年来,生物力学和力学生物学两个交叉学科的发展逐渐将力学因素引入皮肤疾病的研究范畴,力学因素改变与皮肤生理病理变化的相互作用规律逐渐在临床疾病诊疗中得以转化,并产生了力诊断学和力治疗学两个立足于解决临床需求的新兴应用学科。然而,临床医师对于皮肤的力学特征以及皮肤病力学生物学机制的了解不够深入。因此,本文提出“皮肤力医学”这一概念。通过对国内外相关研究的总结,从皮肤生物力学、皮肤力生物学、皮肤力诊断学和皮肤力治疗学4个方面系统阐述皮肤疾病的多尺度力学特征及其对疾病生物学行为的影响,同时也对力学因素在皮肤疾病诊疗中的潜在应用进行了深入探讨,旨在为皮肤疾病诊疗提供新的研究视角和解决方案。

关键词：皮肤皮肤生物力学皮肤力生物学皮肤力诊断学皮肤力治疗学

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细胞的力学智能

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力学进展 2025年

作者：程波卢梦楠贾渊博徐峰西安交通大学生命科学与技术学院生物医学信息工程教育部重点实验室西安交通大学生命科学与技术学院仿生工程与生物力学研究所(BEBC) 西安交通大学第二附属医院移植外科西安交通大学外科重症与生命支持教育部重点实验室

生物智能行为特征，如感知、记忆、学习、问题求解及决策等，在人类、动物及具有神经系统的高等生物中普遍存在。近期研究揭示，单个细胞在与其微环境相互作用的过程中，也表现出部分类似于人类智能的行为，如“多模态感知”、“问题求... 详细信息

生物智能行为特征，如感知、记忆、学习、问题求解及决策等，在人类、动物及具有神经系统的高等生物中普遍存在。近期研究揭示，单个细胞在与其微环境相互作用的过程中，也表现出部分类似于人类智能的行为，如“多模态感知”、“问题求解”、“学习记忆”及“演化适应”等。细胞智能作为新提出的颠覆性理论概念，其基本问题包括细胞智能的形成原理、群体细胞涌现群体智能行为机制及单细胞进化为多细胞生命的演化动力等。随着生物力学及力生物学的发展，大量研究表明细胞力学微环境对细胞生理行为具有重要影响。在力学刺激作用下，单个细胞同样表现出智能行为。基于此，本文提出了“细胞的力学智能”的概念，从细胞力学感知、力学决策、力学记忆及力学学习等方面对智能行为特征进行了总结，旨在为细胞力学智能的形成机制及其潜在应用方向（如细胞智能医学）提供新的思路与见解。

关键词：细胞的力学智能细胞力学感知细胞力学记忆细胞力学学习细胞智能医学

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黑色素瘤免疫相关性不良反应预测生物标志物

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皮肤科学通报 2025年第1期42卷 1-6页

作者：于鑫刘梦洁郭卉姜丽丽西安交通大学第一附属医院肿瘤内科陕西西安710061 西安交通大学第二附属医院Ⅰ期临床试验研究病房陕西西安710004 西安交通大学第二附属医院肿瘤内科陕西西安710004 西安交通大学环境基因相关疾病教育部重点实验室陕西西安710061 西安交通大学教务部仿生工程与生物力学中心陕西西安710049

黑色素瘤是恶性程度最高的皮肤肿瘤,具有高度侵袭性和转移性,对人类生命健康造成严重威胁。随着对黑色素瘤免疫微环境的深入探究,免疫检查点抑制剂(ICIs)已成为黑色素瘤治疗的重要手段,显著延长了黑素瘤患者的生存时间。ICIs在改善肿瘤... 详细信息

黑色素瘤是恶性程度最高的皮肤肿瘤,具有高度侵袭性和转移性,对人类生命健康造成严重威胁。随着对黑色素瘤免疫微环境的深入探究,免疫检查点抑制剂(ICIs)已成为黑色素瘤治疗的重要手段,显著延长了黑素瘤患者的生存时间。ICIs在改善肿瘤局部微环境的同时,对T细胞功能的过度激活也会导致一系列炎症性不良事件,即免疫相关不良反应(irAEs)。这些不良反应会累及全身各器官和系统,并可能发生在免疫治疗的任何阶段,甚至会危及生命。因此,早期识别irAEs至关重要。本文将回顾生物标志物预测黑色素瘤irAEs的最新进展,旨在帮助临床医生评估药物风险并预警不良反应。

关键词：黑色素瘤免疫检查点抑制剂免疫相关不良反应预测生物标志物

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中国黑色素瘤诊疗现状与挑战:迈向精准与创新之路

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皮肤科学通报 2025年第1期42卷 I0001-I0002页

作者：郭卉西安交通大学第一附属医院肿瘤内科陕西西安710061 西安交通大学第二附属医院I期临床试验研究病房陕西西安710004 西安交通大学第二附属医院肿瘤内科陕西西安710004 西安交通大学环境基因相关疾病教育部重点实验室陕西西安710061 西安交通大学教育部仿生工程与生物力学中心陕西西安710049

黑色素瘤是一种由黑素细胞恶变形成的恶性肿瘤,可发生于皮肤、肢端、黏膜等部位,但因其易转移、进展快,是皮肤癌相关死亡的主要原因之一。如今,黑色素瘤的诊疗在国际和国内均取得了显著进展,但同时也面临着诸多挑战。国际上,黑色素瘤的... 详细信息

黑色素瘤是一种由黑素细胞恶变形成的恶性肿瘤,可发生于皮肤、肢端、黏膜等部位,但因其易转移、进展快,是皮肤癌相关死亡的主要原因之一。如今,黑色素瘤的诊疗在国际和国内均取得了显著进展,但同时也面临着诸多挑战。国际上,黑色素瘤的研究以皮肤型黑色素瘤为核心,取得了三大突破:2011年,BRAF抑制剂的获批开启了靶向治疗时代;2018年,免疫治疗崛起,詹姆斯·艾利森(James Allison)与本庶佑(Tasuku Honjo)因免疫检查点理论的突破获得诺贝尔生理学或医学奖。

关键词：黑色素瘤诺贝尔生理学或医学奖免疫检查点黑素细胞免疫治疗靶向治疗肢端艾利森

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过冷保存技术在移植物保存中的应用研究进展

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器官移植 2025年第03期16卷 394-403页

作者：赵恒冯锦腾于邦瑞李益行白浩田黄海水张广健西安交通大学第一附属医院胸外科中西医结合加速康复外科实验室西安交通大学生命科学与技术学院生物医学信息工程教育部重点实验室西安交通大学仿生工程与生物力学研究所

过冷保存技术作为器官保存领域的一项突破性创新，通过将器官置于接近冰点或低于冰点的低温环境中，显著降低细胞的代谢率并抑制冰晶形成，延长了器官保存时间并保持其生物活性。相较于传统4℃低温保存，过冷保存技术能够有效避免细胞... 详细信息

过冷保存技术作为器官保存领域的一项突破性创新，通过将器官置于接近冰点或低于冰点的低温环境中，显著降低细胞的代谢率并抑制冰晶形成，延长了器官保存时间并保持其生物活性。相较于传统4℃低温保存，过冷保存技术能够有效避免细胞损伤和代谢物累积问题，在细胞、组织和器官保存中表现出显著优势。近年来，在冷冻保护剂优化、抗冻蛋白应用、玻璃化技术改进及纳米复温技术等领域取得了重要进展，为解决过冷保存过程中面临的毒性、冰晶形成及复温速率不均等挑战提供了新路径。本综述总结了过冷保存的基本原理以及关键技术的应用及其在器官移植中的实际成效，同时分析了其面临的毒性、复温效率等挑战，以期为未来优化器官低温保存技术和推动临床应用提供理论支持和研究方向。

关键词：过冷保存器官移植冰晶冷冻保护剂降温复温抗冻蛋白纳米技术

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基于人工智能的多模态融合诊断——牙周炎精准诊断新进展

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中华口腔医学杂志 2025年第05期

作者：柴桢李晔游民黎宋皓楠徐峰李昂西安交通大学口腔医院陕西省颅颌面精准医学研究重点实验室西安西安交通大学生命科学与技术学院生物医学信息工程教育部重点实验室仿生工程与生物力学研究所西安

牙周炎是一种全球流行的炎症性口腔疾病, 影响全球约50%的人口, 对患者健康和生活质量造成显著负担。早期、准确诊断对预防牙周炎病情恶化至关重要。然而, 现有的传统诊断方法通常依赖医师的主观判断, 仅能评估疾病的累积状态, 难以实... 详细信息

牙周炎是一种全球流行的炎症性口腔疾病, 影响全球约50%的人口, 对患者健康和生活质量造成显著负担。早期、准确诊断对预防牙周炎病情恶化至关重要。然而, 现有的传统诊断方法通常依赖医师的主观判断, 仅能评估疾病的累积状态, 难以实现早期精准识别。近年来, 人工智能(AI)在医疗诊断中的应用快速发展, 特别是通过多模态数据的整合实现了更全面的信息捕捉与分析。多模态数据融合技术结合了来自图像、临床参数和生物标志物等多源信息, 为AI赋能的牙周炎诊断带来新的契机, 有望突破传统方法的局限性, 显著提高诊断的精确度与预测能力。本文概述了牙周炎的主要诊断方法, 详细讨论了AI在该领域的最新进展, 重点探讨了多模态数据在牙周炎精准诊断中的应用潜力, 为牙周炎的个性化治疗提供了新的见解和支持。

关键词：人工智能牙周炎多模态数据多模态诊断精准诊断人工智能模型

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人工智能在检验医学医疗决策系统中的应用

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国际检验医学杂志 2025年第1期46卷 1-6页

作者：游民黎曹超羽府伟灵姚春艳西安交通大学生命科学与技术学院/生物医学信息工程教育部重点实验室/仿生工程与生物力学研究所陕西西安710049 陆军军医大学第一附属医院检验科重庆400038 陆军军医大学第一附属医院输血科重庆400038

基于人工智能的医疗决策系统能够显著加快医疗决策过程并提升其准确性,然而,该系统在个性化医疗和医疗数据采集方面仍面临挑战。文章从基于人工智能的检验组学和多维度数据采集两方面入手,探讨了解决这些问题的可能途径,并总结了利用检... 详细信息

基于人工智能的医疗决策系统能够显著加快医疗决策过程并提升其准确性,然而,该系统在个性化医疗和医疗数据采集方面仍面临挑战。文章从基于人工智能的检验组学和多维度数据采集两方面入手,探讨了解决这些问题的可能途径,并总结了利用检验组学和多维度数据采集推动智能医疗决策系统发展的成果,以及存在的瓶颈问题。此外,文章还分析了人工智能在医学教育中的应用前景及其对提升整体医疗决策水平的潜在作用。

关键词：检验医学医疗决策系统人工智能检验组学医疗数据医学教育

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考虑细胞外基质刚度的神经轴突力学模型

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科学通报 2023年第21期68卷 2748-2755页

作者：刘妍徐钊程波徐峰西安交通大学生命科学与技术学院生物医学信息工程教育部重点实验室西安710049 西安交通大学仿生工程与生物力学研究所(BEBC) 西安710049

细胞外基质在神经系统发育和再生过程中起到关键作用,其力学特性的非正常变化与神经系统疾病的发生发展密切相关.神经元利用其轴突末端生长锥感知细胞外基质力学特性,进而产生定向迁移行为.本文通过建立细胞黏附依赖的神经轴突力学模型... 详细信息

细胞外基质在神经系统发育和再生过程中起到关键作用,其力学特性的非正常变化与神经系统疾病的发生发展密切相关.神经元利用其轴突末端生长锥感知细胞外基质力学特性,进而产生定向迁移行为.本文通过建立细胞黏附依赖的神经轴突力学模型,探究了细胞外基质刚度影响神经元定向迁移行为的分子机制.通过描述细胞黏附分子结合-解离过程、肌动蛋白激活-收缩及轴突生长等动力学过程,刻画了神经轴突、生长锥及细胞外基质之间的力学相互作用过程.理论结果揭示了不同种类神经元力敏感行为差异性产生的分子机制,阐明了基质刚度对神经轴突生长的影响规律.综上,本文通过建立神经轴突力学模型,对神经元感知细胞外基质刚度的生理行为进行了定量化描述,从力学角度描述了“轴突-生长锥-细胞外基质”相互作用过程,为神经再生和修复提供了潜在理论依据.

关键词：细胞外基质生长锥细胞黏附力学模型神经元

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