IF 14.3！免疫调节元素周期表及其衍生的二维生物材料

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化学元素周期表是材料化学的基础，以多种方式影响人类健康。它在原子尺度上促进功能性金属、陶瓷、类金属、聚合物和碳基材料的创造、生长和调控。近年来，纳米技术的进步彻底改变了生物医学工程领域，为解决长期存在的临床挑战提供了新方法。纳米生物材料在医学中的应用日益广泛，特别是在纳米免疫工程领域，用于治疗炎症和感染性疾病。二维（2D）纳米材料被发现具有高生物活性表面积，并在受控剂量下与人类和哺乳动物细胞相容。此外，这些生物材料具有内在的免疫调节特性，这对于其在免疫纳米医学中的应用至关重要。尽管在理解其生物活性和生物相容性方面取得了显著进展，但这些材料的确切免疫调节反应和机制仍在探索中。当前的工作提出了一种创新的“免疫调节元素周期表”，超越了生命、医学和微生物基因组学的传统周期表，并全面综述了每种元素在设计免疫工程二维生物材料中的作用。本文总结了免疫调节纳米材料的最新进展，为开发新型单一、混合、复合和异质结构生物材料铺平了道路。

创新点

1. 提出“免疫调节元素周期表”，系统化地总结了元素在免疫调节中的作用，为设计免疫工程材料提供了新框架。

2. 揭示了二维纳米材料在免疫调节中的潜力，强调了其在免疫纳米医学中的应用价值。

3. 通过元素周期表的视角，系统分析了不同元素在设计和优化免疫调节生物材料中的作用。

4. 为开发单一、混合、复合和异质结构的免疫调节生物材料提供了理论支持和设计思路。

对科研工作的启发

1. 展示了元素周期表在材料设计中的指导作用，可以从元素角度探索新型功能材料。

2. 通过研究二维材料的免疫调节机制，为开发更高效的免疫治疗材料提供了新方向。

3. 结合了材料科学、免疫学和纳米技术，鼓励科研人员采用跨学科方法解决复杂生物医学问题。

4. 强调了免疫调节材料在炎症和感染性疾病治疗中的应用，提醒在研究中注重临床需求。

思路延伸

1. 基于免疫调节元素周期表，探索更多具有免疫调节功能的二维材料。

2. 深入研究二维材料与免疫系统的相互作用机制，揭示其在免疫治疗中的潜在应用。

3. 开发具有免疫调节、药物递送和生物传感等多功能复合材料，用于复杂疾病的治疗。

4. 研究免疫调节材料在个性化医疗中的应用，根据患者免疫状态定制治疗方案。

5. 系统评估二维材料的生物相容性和长期安全性，确保其在临床应用中的可靠性。

6. 结合人工智能技术，开发智能免疫调节系统，实时监测和调控免疫反应。

在生物医学中的潜在应用

1. 利用二维材料的免疫调节特性，开发用于治疗炎症性疾病的新型药物或敷料。

2. 通过调节免疫反应，增强机体对病原体的清除能力，用于治疗细菌或病毒感染。

3. 设计基于二维材料的免疫调节剂，用于增强抗肿瘤免疫反应，提高癌症治疗效果。

4. 利用免疫调节材料设计组织工程支架，促进组织修复和再生，同时减少免疫排斥反应。

5. 将二维材料作为疫苗佐剂，增强疫苗的免疫原性，提高疫苗接种效果。

6. 开发基于二维材料的免疫传感器，用于实时监测免疫状态或诊断免疫相关疾病。

Periodic Table of Immunomodulatory Elements and Derived Two‐Dimensional Biomaterials

Adv. Sci. (IF 14.3)

Pub Date  : 2025-01-04

DOI : 10.1002/advs.202406324

Alireza Rafieerad, Leena Regi Saleth, Soofia Khanahmadi, Ahmad Amiri, Keshav Narayan Alagarsamy, Sanjiv Dhingra

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