医工简报 |首位携带钛心脏存活 100 天; 迈向全基因组数据整合；基于液态金属的柔性电子设备与可穿戴传感器

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行业动态

首位携带钛心脏存活 100 天

澳大利亚一名四十多岁的男子成为全球首位携带钛制人工心脏（BiVACOR）出院的人，佩戴生活了三个多月直至接受心脏移植。该钛制人工心脏可作为等待心脏移植患者的权宜之计，此前，接受此类人工心脏的患者需留在医院。BiVACOR 是一种完全替代心脏的装置，其工作原理是一个连续泵，在泵中，磁悬浮转子以规则的脉动推动血液在全身各处流动。皮下的一根电线将该设备连接到一个外部的便携式控制器上，该控制器白天使用电池供电，晚上可以插入电源。目前，BiVACOR 正在美国进行更大规模的临床试验。

临床综合

女性更年期与阿尔茨海默病风险

更年期女性大脑的变化，加上社会和文化因素，可能会影响疾病风险。全球范围内，三分之二的阿尔茨海默病患者是女性。研究表明，女性更年期期间雌激素水平下降可能导致大脑白质退化，增加阿尔茨海默病风险。科学家发现，更年期女性大脑葡萄糖代谢降低，白质体积减少，β-淀粉样斑块增多。激素替代疗法可能降低风险，但争议仍存。此外，社会文化因素如教育、职业和性别歧视也对女性认知健康有显著影响。

医学人工智能

Nat. Mach. Intell. | 迈向全基因组数据整合：利用 IntegrAO 进行患者分层

黑白机械臂被其他机械包围的俯视图。

多组学数据整合是精准肿瘤学中的关键挑战，尤其是在数据不完整的情况下，如何有效整合多组学数据以进行准确的患者分类具有重要意义。3月13日，多伦多大学 Wang Bo 团队设计了一种基于图神经网络的无监督框架 IntegrAO，能够整合不完整的多组学数据并准确分类新样本。该框架通过创新的损失函数和 GraphSAGE 技术，实现了患者数据的统一表示。该研究通过模拟数据和急性髓性白血病案例研究，展示了 IntegrAO 在处理部分重叠数据时的强大能力，并在五种癌症队列中验证了其在整合部分数据和分类新样本方面的有效性。

https://doi.org/10.1038/s42256-024-00942-3

医学成像技术

Sci. Adv. | 光片弹性成像技术用于组织硬度映射

组织硬度在调控形态发生中起着关键作用，能够测量和监测组织硬度的动态变化对于生成和验证机制假设至关重要。然而，现有的体内组织硬度测量方法在空间和时间分辨率上存在挑战，尤其是在三维环境中。3月14日，多伦多病童医院的 Zhu Min 和 Sun Yonatan 等人提出了一种名为“光片弹性成像”（Light Sheet Elastography, LSE）的非侵入性方法，有助于揭示形态发生的力学基础。该方法通过将低频剪切波与光片荧光显微镜结合，实现了对小鼠和斑马鱼胚胎在细胞分辨率下的全组织硬度映射。LSE 不仅能够实时监测组织重塑过程中的硬度变化，还首次成功绘制了胚胎心脏跳动时的硬度分布。

https://doi.org/10.1126/sciadv.adt7274

康复（神经）工程

Nat. Protoc. | 功能性神经解剖学的活体 STED 成像

超分辨率显微镜技术，尤其是共聚焦受激发射损耗（STED）显微镜，能够在活体脑切片中以纳米级分辨率分析神经元形态与功能结构的关系。STED 显微镜通过抑制荧光点的边缘荧光，显著提高了空间分辨率，使其能够深入活体脑组织进行高分辨率成像。3月14日，法国波尔多大学的 Misa Arizono 等人在《Nature Protocols》上详细介绍了如何利用 STED 显微镜在活体脑切片中进行相关成像，揭示了树突棘和星形胶质细胞等结构的动态变化及其功能影响。研究还开发了新的成像协议和技术，如光谱检测和线性解混，进一步提升了 STED 显微镜在神经生物学中的应用潜力。

https://doi.org/10.1038/s41596-024-01132-6

可穿戴技术

MetalMat | 基于液态金属的柔性电子设备与可穿戴传感器

柔性电子器件在连接各种组件中起着关键作用，尤其是在复杂多功能逻辑电路和信息识别领域。然而，传统固体金属电极的延展性有限，难以满足高拉伸需求。液态金属因其高导电性、优异的加工性和柔性变形能力，在可拉伸电极领域展现出巨大潜力。3月15日，北京航空航天大学鲍容容/潘曹峰团队发表综述，详细总结了液态金属在可拉伸电极中的应用。内容涵盖了液态金属的直接使用、与聚合物的剪切混合、超声波分散等方法，并探讨了其与凝胶、橡胶、纤维等基材的结合方式。此外，作者还展示了液态金属在传感器、加热器、多功能设备和弹性可持续能源设备中的多样化应用，为柔性电子领域的发展提供了系统性的见解

https://doi.org/10.1002/metm.70000

生物材料

Sci. Adv. | 一种酶切触发微创纳米传感器，用于基于尿液的早期动脉粥样硬化检测

动脉粥样硬化（AS）的早期检测对于改善心血管疾病预后至关重要，开发简单、灵敏且经济的诊断工具成为迫切需求。3月14日，吉林大学 Wu Zhina 等人设计了一种基于碳量子点（CQDs）的合成纳米传感器，用于早期 AS 检测。该传感器通过响应 AS 相关酶的蛋白水解活性，将 CQDs 作为信号报告分子，将 AS 相关的蛋白水解活性转化为荧光信号，从而实现基于尿液的高灵敏、低成本早期 AS 检测。研究团队通过实验验证了该纳米传感器在早期 AS 阶段能够区分健康小鼠和动脉粥样硬化小鼠，并展示了其在诊断应用中的安全性。

https://doi.org/10.1126/sciadv.adu7614

END

编辑 | 李艳玲

审核 | 医工学人理事会

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