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Search: #生物材料

  1. 人造“细胞”会进化吗？科学家用化学分子拼出了一个能繁殖的小生命模型

    我们常说“细胞是生命的基本单位”，但一个细胞到底需要具备哪些能力，才能算“像生命”？如果把所有成分拆开，用纯化学材料重新拼一个细胞，它还能像真正的生命一样生长、复制吗？这一直是生命科学里最难的问题之一。

    这篇研究给出了一个明确答案：科学家构建了一个拥有约9万碱基（90kb）基因组的“极简人工细胞”，把它装进脂质小囊泡中，模拟细胞结构。这个系统不仅能进行基因表达（把DNA变成蛋白质），还能复制自身DNA，并通过与“饲料囊泡”融合来获取营养，让膜不断长大。随后，它还能在特定条件下完成“分裂”，形成新的子代。更有意思的是，研究者人为增强了一段与“进食能力”相关的基因表达，结果这种“吃得更好”的细胞在连续5代实验中逐渐占据优势，比例从初始一半上升到超过一半，体现出一种类似达尔文自然选择的过程。简单来说：吃得多、长得快的“细胞”，繁殖得也更多。

    这意味着什么？这项工作首次把“生长—复制—繁殖—选择”这几个生命关键环节在一个完全可控的人工体系中串起来。不过要谨慎理解：这些细胞仍然高度依赖外部“投喂”，没有完整代谢能力，也不会自主产生突变或真正进化。因此，它更像一个“生命模型”，而不是独立生命。但它提供了一个前所未有的实验平台，帮助我们一步步接近“生命是如何从化学中产生”的核心问题。

    原来“生命”也能被一点点拼出来🧩


    📖BioRxiv
    📃A Chemically Defined Synthetic Cell Capable Of Growth And Replication
    🗓2026年

    #合成生物学 #人工细胞 #自我复制 #自然选择 #生命起源

    Via：乘风破浪派大星

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  2. 薅羊毛修复骨缺损：角蛋白膜比胶原膜更“懂”骨再生？

    骨缺损修复是骨科领域的长期挑战，传统以胶原为基础的引导骨再生膜虽常用，但常面临吸收过快、稳定性不足等问题，尤其在大型或承重缺损中效果受限。科学家们正在探索更理想的生物材料替代方案。

    研究团队开发了一种基于羊毛角蛋白的生物仿生膜，通过内在蛋白相互作用和可控交联增强其结构稳定性。体外实验显示，人骨髓间充质干细胞在角蛋白膜上表现出高存活率并顺利分化为成骨细胞。动物实验中，角蛋白膜在鼠颅骨缺损模型中有效促进了软组织整合和骨再生，组织结构更有序。尽管胶原膜在骨体积上略占优势，但角蛋白膜展现出更协调的骨生成和成熟过程，表明其不仅是物理屏障，更是生物活性基质，能支持更成熟的骨组织形成。

    这项研究为骨再生提供了可持续、稳定的平台，可能解决胶原膜的局限性。不过，鼠模型结果需在人体中验证，且不同缺损类型可能需要不同材料。关键在于，角蛋白膜通过生物活性而非单纯物理屏障作用，为复杂骨缺损治疗带来新思路。

    骨质缺损？来一起薅羊毛吧！


    来源：Biomaterials advances

    #骨再生 #角蛋白材料 #生物材料 #骨缺损修复 #再生医学

    via: 热心群友

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  3. 普通细胞也能“发电”？科学家发现细胞通过膜运动产生电信号

    我们常以为只有神经元能产生电信号，但最新研究揭示，普通细胞本身也能通过微小的膜运动生成类似电压尖峰的电信号。这些信号可能驱动离子运输，并参与调控细胞的关键功能。研究人员通过实验观察到，细胞膜上的分子活动会引发短暂的电压变化，这种“自发电”机制可能为设计仿生智能材料提供新思路。

    研究发现，这种电信号并非随机产生，而是由细胞内的主动分子过程调控，与细胞膜的结构和功能状态密切相关。它不仅为理解细胞通讯提供了新视角，也可能解释一些此前难以解释的生物现象。

    这项研究虽为初步发现，样本量有限，仍需更多实验验证其普遍性和具体机制。未来若能深入解析这一过程，有望在生物传感器和仿生材料领域带来突破。

    普通细胞也会“充电”了？


    来源：PNAS Nexus

    #细胞生物学 #电信号 #生物材料 #分子机制

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  4. 科学家研发出世界首款三维水凝胶半导体晶体管，打破电子与生命系统间的维度鸿沟

    传统晶体管作为现代电子技术的基础，一直面临着与生物系统融合的挑战——电子设备是刚性、平面的二维结构，而生物组织则是柔软、不规则的三维形态。2025年11月20日，香港大学与剑桥大学研究团队在《Science》发表突破性研究，成功研制出世界首款三维水凝胶半导体晶体管，调制厚度达毫米级别，同时具备生物组织级别的柔软度和生物相容性。

    研究团队通过创新的双网络水凝胶系统设计，将多孔次级水凝胶作为3D模板，引导初级氧化还原活性导电水凝胶的3D组装。通过相工程确保形成连续的PEDOT+相，将导电率从0.9 S/cm提升至100 S/cm；同时精确控制孔隙率在5%-90%范围内，为离子传输创造最佳条件。实验显示，这种3D水凝胶晶体管在相同1毫米厚度下，开关比达到约10^4，比参考OECT高出三个数量级，且体积电容与厚度保持线性关系直至毫米级别。

    这项研究首次实现了在毫米尺度上同时控制软物质的电子、离子和机械性能，为脑机接口、生物混合传感和神经形态计算等先进生物电子系统铺平了道路。研究团队已利用这种材料构建出3D神经形态电路，在手写数字识别任务中实现了91.93%的准确率，即使在30%应变情况下仍保持高预测精度。这一突破不仅重新定义了电子与生命融合的未来图景，也为新一代生物集成电子设备开辟了无限可能。

    以后电子设备也能和大脑"软"和谐相处了🧠💕


    来源：Science

    #水凝胶半导体 #三维晶体管 #生物电子学 #脑机接口 #材料科学突破

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  5. 中国科学家用蚕丝开发出可降解人工角膜内皮！

    角膜内皮功能障碍是导致角膜盲的主要原因之一。 角膜会因此水肿、浑浊，最终导致失明。 目前，唯一的有效治疗方法是角膜移植 ，但捐献者角膜的严重短缺让无数患者只能在黑暗中等待。

    为解决这一难题，北京大学和北京航空航天大学的团队开发了一种新型可生物降解的丝素蛋白-甘油复合膜。 这种材料源自蚕丝 ，通过旋涂和水退火技术制成 ，不仅透明度极高（>90%），还兼具柔韧性（便于手术折叠）和机械强度（可承受眼内压力75天以上）。在兔模型实验中，该膜能紧密贴合角膜，有效阻挡水分渗透 ，同时允许营养物质扩散 ，并在3个月内保持了角膜透明 ，且几乎无异物反应 。

    与传统永久性植入物不同，这种丝素蛋白膜是可生物降解的材料，其降解产物为天然氨基酸，生物相容性极佳 。它有望作为一种临时代用品 ，为等待捐赠角膜或细胞移植的患者“抢时间” ，具有重大的临床应用潜力。

    炫富新方式：我的角膜是真丝的。🥴


    来源：Biomaterials

    #角膜移植 #医工结合 #生物材料

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  6. 科学家研发“蛋白基质”拯救蛀牙！

    牙釉质（珐琅质）是人体最坚硬的组织，但一旦受损（如被酸腐蚀或磨损）便无法自我再生 。这导致了蛀牙、牙齿敏感等难题，困扰着全球近半数人口 。传统补牙材料难以真正“复原”牙釉质复杂的微观结构 。

    《自然·通讯》的一项新研究带来了突破 。科学家开发出一种基于“弹性蛋白样重组体”的生物仿生蛋白基质 。它能模仿牙釉质自然发育过程中的关键蛋白 ，在牙齿表面自组装成有序“支架” 。当涂抹在受损牙齿上时，该支架能引导新的磷灰石纳米晶体“外延生长” ，精确重建牙釉质复杂的微观结构 。

    实验证明，再生层不仅结构上与天然牙釉质无异，其硬度、刚度和抗裂韧性也恢复到了健康水平 。该技术对不同程度的腐蚀（甚至暴露的牙本质）都有效 ，且材料在真实人类唾液中也表现稳定 ，涂层可在3-4分钟内快速应用 。虽然目前再生的是薄层（10微米） 且仍需体内验证 ，但这为治疗牙釉质流失和牙齿过敏提供了极具前景的新方案 。

    我们的口号是：没有蛀牙！🥰


    来源：nature communications

    #牙釉质再生 #生物仿生材料 #牙齿修复

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