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医工学人The Innovators
1. 微创植入，重获可见光并拓展红外视觉！复旦医工交叉成果登Science；
2. Nature communications engineering｜动力膝关节外骨骼使用肌电图控制改善中风患者的坐姿到站立的过渡；
3. Nature Chemical Engineering | 用于检测无声脑梗死和预测中风风险的深度学习系统；
4. Photoacoustics | 利用光声泵浦-探测光谱与成像探究荧光蛋白的光物理性质；
5. Nature | 大脑中的多时间尺度强化学习；
6. ACS Sensors | 完全独立的电致变色表皮贴剂，用于可视化和多路复用原位汗液分析；
7.Nature Materials | 用于组织工程和生物打印的胶原蛋白即时组装；
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行业动态
复旦大学集成芯片与系统全国重点实验室/集成电路与微纳电子创新学院周鹏/王水源团队、脑功能与脑疾病全国重点实验室/脑科学研究院张嘉漪/颜彪团队联合中国科学院上海技术物理研究所胡伟达团队开发出全球首款覆盖可见光至近红外二区（470-1550nm）的超视觉假体在器件的光电流密度和视觉修复的光谱范围上均达到国际最高水平。该成果以《碲纳米线视网膜假体增强失明视觉》（“Tellirium Nanowire Retinal Nanoprosthesis Improves Vision in Models of Blindness”）为题于北京时间2025年6月6日凌晨在《科学》（Science）期刊上发表。
https://www.science.org/doi/abs/10.1126/science.adu2987
临床综合
数以百万计的中风幸存者受到偏瘫的影响，导致难以或无法移动身体的一侧。偏瘫严重影响个人进行基本日常活动的能力，降低独立性和生活质量。该研究使用比例肌电图控制辅助受影响膝关节的动力膝关节外骨骼显着提高了 8 名中风幸存者从坐姿站起来的能力。使用外骨骼，中风幸存者站起来的速度明显更快（站立时间减少 8.8%），更对称（负重对称性增加 13.7%），患侧更费力（股四头肌激活峰值减少 32%，峰值生物扭矩产生减少 25%）。外骨骼有效地补充了他们患膝关节的力量不足，使膝关节总扭矩增加了 59%，这与他们的非患膝关节更接近。这些结果表明，动力膝关节外骨骼是一种很有前途的解决方案，可以增强站立能力、改善对称性、减少工作量，并最终提高中风幸存者的活动能力和生活质量。
https://www.nature.com/articles/s44172-025-00440-3
医学人工智能
目前检测无声脑梗死（SBI）的脑成像对普通人群来说是不可行的。在这里，为了克服这一挑战，6月6日，上海交通大学研究团队主导国内外多家高校和医院跨学科合作发表一篇文章，开发了一个基于视网膜图像的深度学习系统DeepRETStroke，以检测SBI并细化中风风险。使用895,640张视网膜照片来预训练DeepRETStroke系统，该系统编码了一个特定领域的基础模型，用于表示眼脑连接。然后，使用来自中国、新加坡、马来西亚、美国、英国和丹麦的不同数据集的213,762张视网膜照片验证了DeepRETStroke的下游临床任务，以检测SBI并预测中风事件。DeepRETStroke在内部验证数据集中表现良好，曲线下的区域为0.901用于预测事件中风，0.769用于预测复发中风。外部验证展示了跨不同数据集的一致性能。最后，在一项由218名中风患者组成的前瞻性研究中，评估了DeepRETStroke在指导预防中风复发策略方面的表现与临床特征的比较。总的来说，基于视网膜图像的深度学习系统DeepRETStroke在预测中风事件方面优于临床特征，特别是通过纳入SBI的检测，而不需要脑成像。
https://www.nature.com/articles/s41551-025-01413-9
医学成像技术
荧光蛋白是分子影像的重要工具，但传统多波长成像与线性分离方法在体内容易受内源性发色团（如血红蛋白）强背景干扰，且光在组织中传输会导致光谱失真。6月8日，德国马丁路德·哈勒维腾贝格大学的研究团队开发了基于泵浦-探测激发的光声新方法，精准表征红色荧光蛋白的光物理特性。该研究创新性地提出三种参数扫描策略：1) 固定探测波长扫描泵浦波长；2) 固定泵浦波长扫描探测波长；3) 改变泵浦-探测脉冲间延迟时间。实验证实差信号光谱与吸收/发射光谱高度相关，且相比单脉冲激发更不受光能量密度影响；时间延迟信号展现出蛋白特异性特征；仿体实验成功分离并成像Katushka与mNeptune的空间分布。该方法克服了背景干扰和光谱失真问题，不仅能实现多荧光蛋白的特异性识别与成像，未来通过监测其光物理性质对pH等刺激的响应，有望应用于细胞微环境生物传感。
康复（神经）工程
《自然·通讯》发表评论文章，聚焦 Russo 等人最近发表的研究，揭示了大脑皮层刺激后产生的三相诱发电位（triphasic evoked potentials）中“第二波”由皮层—丘脑—皮层环路调节的机制。研究团队在小鼠与人类受试者中通过皮层深层电刺激结合皮层与丘脑同步记录，发现刺激产生的尖峰反应（初相）对应直接连接路径，而迟缓波则源自于丘脑的反馈作用。当地在行为任务中活跃时，这第二波会因神经元同步性降低而显著减弱。此外，通过光遗传学激活丘脑网状核，能延迟该迟缓波的时序，但皮层内抑制干预对其无效，进一步验证其源自皮—丘—皮反馈回路。作者强调，这些发现主要反映相邻区域的交互，对更高层关联区则需进一步研究，且此机制对理解癫痫中三相“尖波-慢波”放电也具有潜在启示意义。
https://www.nature.com/articles/s41467-025-60452-7
可穿戴技术
可穿戴汗液传感器在以动态和非侵入性方式监测汗液生物标志物方面具有巨大潜力，这些生物标志物包含与生理状态相关的丰富信息。然而，这些可穿戴设备通常严重依赖外部无线智能显示终端（例如智能手机和平板电脑）来可视化监测结果，这可能会极大地限制它们在某些但几乎不可避免的情况下（例如，携带和跑步时自检）的便利性和实用性。该研究提出了一种完全独立的电致变色表皮贴剂 （ESEEP），用于对多种汗液代谢物和电解质生物标志物进行可视化、同步和校准分析。ESEEP 包括一个用于皮肤上汗液采样和刷新的汗液运输模块、一个用于同步和多路复用汗液分析的汗液传感阵列模块、一个用于信号处理和全系统自动控制的中央控制模块，以及一个带有内置电致变色显示器的可视化阵列模块，用于测量数据显示。在志愿者中，ESEEP 能够同时实时跟踪汗液葡萄糖和 Na，以评估体育锻炼期间的低血糖和脱水风险，这在此类可穿戴设备中很容易直接地可视化。ESEEP 具有独特的设计和功能，用于自我可视化、多路复用和皮肤上的汗液监测，可实现广泛的定制生理和诊断监测，具有显著的高实用性和便利性。
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssensors.5c00386
生物材料 Nature Materials | 用于组织工程和生物打印的胶原蛋白即时组装
工程功能细胞组织成分在再生医学中前景广阔。胶原蛋白 I 是身体组织中的关键支架材料，在体外以生物相容性方式控制其组装动力学方面存在挑战，限制了其在细胞生物制造中用作主要支架或粘合剂。该研究报道了一种称为胶原蛋白元件的可调快速组装的胶原蛋白制造方法，利用大分子拥挤来实现未修饰胶原蛋白的即时组装。该方法能够在从微观到宏观的长度尺度上高通量创建生理胶原蛋白构建，并通过产生可调的多尺度结构线索来促进细胞自组装和形态发生。胶原蛋白元件的可调快速组装方法具有高生物相容性和快速凝胶动力学，还为较宽浓度范围内的胶原蛋白提供了多功能的生物打印方法，能够使用 pH 中性、生物活性胶原蛋白生物墨水直接打印细胞组织，并实现结构复杂性和生物功能。这项工作拓宽了使用未修饰的胶原蛋白对各种器官系统的组织进行可控多尺度生物制造的范围。 https://www.nature.com/articles/s41563-025-02241-7 END
内容 | 罗虎 张艳青 员蓉 郝娅婷
编辑 |余帆
审核 | 刘帅 罗虎
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