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Biohybrid Design Gets Personal: New Materials for Patient-Specific Therapy.
Advanced Materials ( IF 27.4 ) Pub Date : 2019-07-04 , DOI: 10.1002/adma.201901969 Ritu Raman 1 , Robert Langer 1
Advanced Materials ( IF 27.4 ) Pub Date : 2019-07-04 , DOI: 10.1002/adma.201901969 Ritu Raman 1 , Robert Langer 1
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Precision medicine requires materials and devices that can sense and adapt to dynamic physiological and pathological conditions. This motivates the design and manufacture of biohybrid materials that mimic the responsive behaviors demonstrated by natural biological systems. Two parallel approaches to biohybrid design are presented-biomimetics and biointegration. Biohybrid hydrogels that mimic the form and function of natural materials, or that integrate living cells or bioactive moieties, can respond to a range of environmental stimuli in parallel, including heat, light, pH, hydration, enzymes, and electric, mechanical, and magnetic forces. A range of examples that illustrate the tremendous potential of this nascent discipline are presented, and ongoing technical challenges related to manufacturing, storage, transport, and external noninvasive control of these materials that will need to be overcome in the coming years are outlined. The ethical, educational, and regulatory challenges that will govern translation of biohybrid design into medical applications are also discussed. Personalized medical therapies that target the precise needs of patients are a critically needed and expanding market. Biohybrid design offers the unique ability to manufacture materials and devices that match the dynamic and patient-specific in vivo environment, promising to generate more effective and safe therapies that enable personalized care.
中文翻译：
生物混合设计变得个性化：用于患者特异性治疗的新材料。
精准医学需要能够感知和适应动态生理和病理条件的材料和设备。这促进了生物混合材料的设计和制造，这些材料模仿自然生物系统所表现出的响应行为。提出了两种并行的生物混合设计方法——仿生学和生物整合。生物混合水凝胶模仿天然材料的形式和功能，或者整合活细胞或生物活性部分，可以并行响应一系列环境刺激，包括热、光、pH、水合作用、酶以及电、机械和磁军队。提出了一系列例子，说明了这一新兴学科的巨大潜力，并概述了与这些材料的制造、存储、运输和外部非侵入性控制相关的持续技术挑战，这些挑战将在未来几年内需要克服。还讨论了将生物混合设计转化为医疗应用所面临的伦理、教育和监管挑战。针对患者精确需求的个性化医疗疗法是一个迫切需要且不断扩大的市场。生物混合设计提供了制造与动态和患者特定体内环境相匹配的材料和设备的独特能力，有望产生更有效和更安全的疗法，从而实现个性化护理。
更新日期：2020-04-01
中文翻译：
生物混合设计变得个性化：用于患者特异性治疗的新材料。
精准医学需要能够感知和适应动态生理和病理条件的材料和设备。这促进了生物混合材料的设计和制造，这些材料模仿自然生物系统所表现出的响应行为。提出了两种并行的生物混合设计方法——仿生学和生物整合。生物混合水凝胶模仿天然材料的形式和功能，或者整合活细胞或生物活性部分，可以并行响应一系列环境刺激，包括热、光、pH、水合作用、酶以及电、机械和磁军队。提出了一系列例子，说明了这一新兴学科的巨大潜力，并概述了与这些材料的制造、存储、运输和外部非侵入性控制相关的持续技术挑战，这些挑战将在未来几年内需要克服。还讨论了将生物混合设计转化为医疗应用所面临的伦理、教育和监管挑战。针对患者精确需求的个性化医疗疗法是一个迫切需要且不断扩大的市场。生物混合设计提供了制造与动态和患者特定体内环境相匹配的材料和设备的独特能力，有望产生更有效和更安全的疗法，从而实现个性化护理。
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