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“生物材料研究的世界引領者”——Nature官網報道我校國家生物醫學材料工程技術研究中心取得前沿科研成果

發布時間 :2019年03月31日 來源 :Nature 編輯 :廖芹 瀏覽量 :

用于骨和組織再生的醫療材料和器械為人們提供了新的醫療選擇。我校國家生物醫學材料工程技術研究中心(NERCB)是這一多學科交叉領域的世界引領者。

生物醫學工程是一門新興的交叉學科,融合了材料科學、生物學、醫學和工程學。我校國家生物醫學材料工程技術研究中心成立于1999年,是中國第一個致力于該領域的專業研發機構,并迅速成長為由國際著名專家和中青年骨干組成的跨學科創新團隊。中心目前專注于人體組織和功能的再生和重建,以及植/介入醫療器械的研究。其成果發表在高水平的國際期刊上,申獲了無數專利,并獲得了國家科學技術獎。

國際首創的骨科材料研究

磷酸鈣陶瓷是一種很有前景的骨再生生物材料,是我校中國工程院院士張興棟的專長。作為國家生物材料中心的學術帶頭人和名譽主任,張興棟聚焦于肌肉骨骼系統修復材料及植入器械的研究,是利用無生命生物材料修復組織和器官的先驅。他從1983年開始研究生物活性陶瓷,是世界上第一個系統地證明無生命多孔磷酸鈣陶瓷,不外加骨生長因子或活體細胞,可以誘導骨形成的學者。1991年,他發現并提出“骨誘導性生物材料”,證明一種醫用的磷酸鈣生物陶瓷若被植入體內,會慢慢轉變成人的新骨頭。國際生物材料科學界評價:這是劃時代的醫學材料發現。

這項研究促使了張興棟和他的團隊開發出了世界上第一個合成骨修復產品——骨誘導人工骨,并取證上市銷售。他創辦了三家公司,其產品經中國食品藥品監督管理局(CFDA)批準,已在中國1000多家醫院大規模使用,治愈了數十萬名患者。除此之外,他還開展了中國首個骨、牙科材料用等離子體涂層的研究。2009年,他發現膠原基水凝膠可以誘導軟骨形成。

張興棟在該領域的巨大貢獻獲得了國際認可,并于2014年當選美國國家工程院院士,又于2016年被選為國際生物材料科學與工程聯合會(IUSBSE)主席。他的國際影響力,以及國家生物材料中心的國際聲譽日益增長。隨后,他開創性提出的“組織誘導性生物材料”被列入2018年全球生物材料再定義共識會定義清單。

如今,張興棟的研究又有新進展。“骨質疏松在國際上都是一大難題,因為通過吃藥方式,磷和鈣很難進入骨頭,我要做的是通過納米磷酸鈣材料直達骨頭,起到愈合作用。”他介紹,目前此項研究進入臨床實驗階段,預計三五年內能進入市場。

用于心血管疾病治療的生物材料和植/介入醫療器械研究

我校國家生物醫學材料工程技術研究中心主任、中國生物材料學會的副理事長王云兵教授,因研究用于心血管疾病和糖尿病的微創植/介入醫療器械產品而享譽全球。他負責過多項全球首創醫療器械產品的研發,申報美國及國際專利近300項,其中150余項已獲正式授權。

王云兵教授及其團隊與國內一家公司合作開發出了國內首個用于心臟瓣膜疾病治療的經導管微創介入主動脈瓣膜產品。自2017年獲得CFDA批準以來,該產品已在中國100多家醫院大規模使用。同時,王教授團隊開發的新型交聯方法,如自由基聚合和酶氧化聚合,能夠調節心臟瓣膜的物理、化學和生物特性,在生物瓣膜上的原位聚合使預先安裝的人工心臟瓣膜形成水凝膠。

王教授的團隊研制的預裝式干膜克服了傳統生物瓣膜材料的存儲限制。這項研究獲得了國家重點研發計劃立項支持,有望帶來心臟瓣膜疾病治療技術的突破。此外,王云兵教授還帶領團隊研發具有血管組織修復功能的生物可吸收支架技術。通過材料優化、支架設計、支架涂層和支架表面改性等方面的研究,他們改善了術后血管的愈合問題。他們還開發了一種3.0mm的支架,使其可以像金屬支架一樣擴張到4.0mm以上,給醫生預留操作空間,減少貼壁不良或擴張斷裂帶來的影響。該支架在大規模的動物實驗研究中展現出巨大潛力。

國家生物醫學材料工程研究中心的發展

國家生物醫學材料工程研究中心經過多年的發展,建立起了從基礎科學研究、工程化技術開發、檢驗評價、中試生產到臨床應用的產學研醫一體化全創新科研模式。

2003年,由國家生物材料中心發起建立的四川醫療器械生物材料和制品檢驗中心成立,從事醫療器械的檢測檢測評價專業技術服務。中心是經國家認可的,可向國內外出具具有法定效力的中英文檢測評價報告的獨立法人實體。

2018年,由川大國家生物材料中心發起的全球生物材料再定義共識會在成都成功舉辦。來自17個國家和地區的50多位頂級生物材料科學家出席會議。這次會議的召開標志著我國在生物材料界的國際地位顯著提升。成都會議上形成的決議將于明年以專著形式公開出版發行,書名為《二十一世紀生物材料定義》,由愛思唯爾出版社出版。

2018年,國家生物材料中心發起,并與CFDA聯合建立醫療器械監管研究院,該機構旨在為規范和完善醫療器械評價、監管體系提供理論依據,提高醫療器械的質量、安全性和有效性。除此之外,該機構還將培訓基礎科學、監管途徑和社會科學等方面的監管專業人才,促進中國醫療器械的發展。

2019年1月,四川大學材料基因工程研究中心經四川大學批準成立。該研究中心以發展材料基因工程技術為核心,是集生物材料科學研究和產品研發為一體的實體性多學科交叉創新平臺。該研究中心聚焦于新材料研發中的設計原理、制備工藝、快速篩選等關鍵科學問題,發展以生物材料為特色,以高分子、金屬等其它高技術材料為重點,以大數據、高通量制備、表征、計算技術和實驗驗證為核心的新材料研發新模式,旨在實現新材料尤其是生物材料的高效率研發,提升生物材料的研發能力和應用水平。中心的創建勢必引領中國生物材料領域新一輪發展浪潮,對國際生物材料發展格局產生重大影響。

國家生物材料中心還發起成立了四川大學生物材料工程研究中心有限公司。公司擁有骨誘導磷酸鈣生物陶瓷、生物膠原蛋白、羥基磷灰石生物陶瓷、牙種植體、人工髖關節、羥基磷灰石粉體等6條中試生產線。

日益增長的國際聲譽

由國家生物材料中心發起成立的中國生物材料學會是國際生物材料科學與工程學會聯合會的的創始成員,其組織了許多國際會議,促進了生物材料領域的交流與合作,包括第九屆世界生物材料大會,該會議吸引了來自47個國家和地區的近4000名參會者相聚成都。中國生物材料學會創辦的國際期刊《再生生物材料》(Regenerative Biomaterials)于2018年3月正式被SCI數據庫收錄,同時生物材料中心與世界各地的大學和研究機構的廣泛合作提高了其在全球的聲譽與影響力。

原文鏈接:https://www.nature.com/articles/d42473-019-00073-z

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