生物材料研究所

本文转自【科技日报】；近日，德国马克斯·普朗克智能系统研究所和美国宾夕法尼亚州立大学的科学家联合研发一种生物合成蛋白材料，通过强化串联重复多肽的愈合性能，成功解决了自修复软材料目前的局限性。该研究有望在软机器人领域获得重要应用，相关成果发表在近日的《自然材料》杂志上。 自修复材料是一类拥有结构上具有自愈合能力的智能材料。近年来，人工合成的自修复生物材料越来越受到科学家的关注，其灵感来自于在受伤后能自我修复的生物系统。 目前，科学家合作研发一种高强度合成蛋白，可以在很短的时间内自我修复微观和宏观的机械损伤，完全恢复其结构和性能，并且具有可编程的愈合特性。这种愈合性能为生物启发性材料设计提供了新的机会，并解决了目前用于软机器人和个人防护设备的自修复材料的局限性。 宾夕法尼亚州立大学的德米雷尔教授说，我们改变了章鱼触手蛋白质的分子结构，以便将材料的自我修复能力发挥到极致。在自然界中，自我修复需要很长时间，例如24小时。现在，我们将修复过程缩短到1秒钟。 研究团队主要成员马克斯·普朗克智能系统研究所的阿布顿·佩纳-弗朗切斯博士解释道，章鱼需要更长的时间才能愈合，因为其触手中的蛋白质分子只是简单地交织在一起。而在实验室开发的材料中，我们改变了分子的纳米结构，使它们相互连接。这些材料经过系统优化，以改善其氢键结合的纳米结构和网络形态，具有可编程的愈合特性（愈合1秒后强度为2至23MPa），愈合速度和强度均超过其他天然与合成软材料几个数量级。 马克斯·普朗克智能系统研究所的梅廷·西蒂教授带领其团队研究了如何在软体机器人中使用这种自修复软材料。研究人员设计并制造了一种气动软促动器，并构建软夹持器，这是软机器人技术在食品、制药、包装和零售行业中很有希望的应用。此外，生物合成蛋白材料还提供了一个有前途的平台，可以使软机器人更接近于模拟复杂的生物系统，并为多功能软机器人提供了广阔的设计空间。 总编辑圈点 人的皮肤被划伤后，伤口过一段时间会自动愈合。如果用来制造各种产品、设备的材料，也可以在磨损、开裂之后实现自动修复，岂不是可以延长它们的寿命，并保证其性能的稳定？于是乎，自修复材料模仿生物体损伤愈合的原理应运而生。上述最新研究便是从章鱼触手中获得启发。自修复材料既可以通过加热的方式来实现，也可以通过在材料内部分散或复合一些功能性物质来实现。该研究更偏向于后者，其研究成果将在智能软机器人领域大有用武之地。

在各类科幻作品中，“冷冻-复活”的设定是一个很常见的桥段，如在著名的漫威系列电影中，美国队长这一角色的人物设定，就是在二战时期被冷冻于冰川之中，直到70年之后再次被人发现，从而解冻复活。那么，这种神奇技术真的存在吗？近日，松山湖材料实验室仿生控冰冷冻保存材料团队负责人王健君研究员接受专访，详细介绍了生物材料冻存的机制原理，以及该团队在卵母细胞冻存等方面取得的研究进展。器官移植催生生物材料冻存研究在仿生冷冻团队实验室内，专用的冷冻冰箱、生物液氮罐、程控降温仪等设备陈放其间，王健君研究员小心地从液氮罐中取出了冷冻在其中的疫苗样本。通过该团队掌握的低温冷冻技术，可以使疫苗在低温下保存更长时间，并且解冻后仍然具有活性。“器官移植技术催生了对生物材料冷冻保存技术的研究。上世纪六七十年代就已经出现器官移植技术，但是直到2017年，所有器官衰竭需要进行移植的人当中，只有不到2%可以完成手术，一个重要原因涉及到器官是否能长时间保存的问题。”王健君介绍，理论研究发现器官在零下140℃以下可以实现长期保存，然而现有技术下，器官通常只能保存在4℃左右的环境，最长保存20多个小时。对于器官移植来说，从供体到受体，存在匹配、检测、运输、移植等多个环节，20多个小时实际非常紧张。一方面如果检测不匹配，器官短时间内无法找到新的合适受体，将会被废弃；另一方面，即使短时间内移植成功，但是由于检测不充分，排异等不良反应的风险也大大增加。在此次抗击新冠肺炎疫情中，采用了一种干细胞疗法，将干细胞植入危重病人体内，用以修复被损害的细胞组织。王健君介绍说，这种疗法要大面积推广应用，也必须有冻存技术支持，从制备到注射之前，要实现大量冻存。虽然有着重要的应用领域，然而生活经验告诉我们，将一个活体低温冰冻之后，会变成僵硬的冻块，解冻之后会失去活性。这是由于不受控制的冰晶在形成和生长过程中，会对细胞造成损伤。那么该如何解决这一问题呢？“传统方法是加一些特殊的‘盐’，比如说有一种分子叫二甲基亚砜，它跟水结合的能力强，可以跟冰竞争水，减少细胞内冰晶的形成，从而有效地保护细胞。”不过，王健君表示，这种方法存在两个明显弊端，一是在零下140多度的低温下想达到效果，需要添加的分子浓度高达50%-60%，很难找到符合条件的材料；二是向细胞中添加如此多的物质，也会一定程度破坏细胞原有的结构，而如二甲基亚砜有一定的毒性。向自然界寻求“冻而不僵”的秘密既要能使细胞长时间安全冷冻，又要能恢复活性，似乎进入了一个死胡同。这时候，研究团队将目光投向了自然界。在自然界，如北极、南极，有很多生物在低温下可以正常生存。“2013年12月，我们在新疆沙漠找到一种甲虫，在零下30多度的低温下，把它从雪里拿出来放在我手上，几分钟后这只虫子就开始动起来了。”王健君举例道，还有阿拉斯加的一种树蛙，在零下30度、甚至零下50度都活得很好。不同地区、不同低温下，都发现了类似的神奇现象。自然界生物冻而复生的“密码”，正是生物体内“抗冻蛋白”和“冰晶核蛋白”的相互作用，它们可以控制冰晶的形成和演变，使生物体免受冰冻伤害。如果说过去加“盐”阻止结冰的传统方法，是治水时采取“堵”的策略，那么通过抗冻蛋白对冰晶的生长进行控制，则是“疏”的策略，这为研发冻存材料摒弃二甲基亚砜等有毒试剂提供了思路。实际上，早在上个世纪，控冰蛋白就已被人发现，但是关于它究竟如何控制冰核形成的机制仍不明朗。“沙漠甲虫体中存在的高活性抗冻蛋白和冰晶核蛋白两类控冰蛋白，表面的化学性质都是差不多的，唯一的区别就是尺寸不一样，但是对冰核形成的效果完全不同。”王健君称，学术界另一个争论，在于高活性抗冻蛋白究竟是亲水还是亲冰。针对这两个关键问题，研究团队开展了一系列深入研究。他们以氧化石墨烯材料为“尺子”，在纳米级别控制材料的尺寸，研究了尺寸纳米材料对冰晶成核的影响，首次在实验探测到临界冰核的尺寸。另一方面，经过六七年的持续研究，他们发现抗冻蛋白两个面具有不同的性质，一面亲水，另一面亲冰，从而刷新了学界对这一问题的认识。“抗冻蛋白可以在水和冰之间形成一堵均匀的墙，每一个蛋白都起到了控冰作用。如果人工去合成这种控冰材料的话，就能让每个材料分子都能发挥作用。这是研发控冰冻存试剂的目标，因为毕竟要把它用到人体内，希望这类外来物质越少越好。”新型冻存材料显著提升卵母细胞存活率厘清了冰的成核以及生长机制，仿生冻存团队开展了后续众多应用研究。“我们在松山湖开展的工作方向之一，就是辅助生殖治疗技术中不可或缺的生殖细胞冻存试剂的研发。社会上对于冻卵还存在一定争议，一个重要原因就是冻卵的安全性问题。”王健君表示。过去人们已经实现对多种动物细胞和组织的冷冻保存，如血细胞、精子、胚胎、皮肤、干细胞、胰腺组织等。但是，卵母细胞的数量少、体积大，在低温保存过程中易受到冷冻损伤而失去繁殖功能，因此，卵母细胞的冻存研究始终是国际生殖辅助技术的难点与热点。“卵母细胞尺寸大约150微米，头发丝的1.5倍左右，个头大、含水多，很难冻存。之前我国的冻存液要从美国、日本购买，但是这些传统的冻存液含有二甲基亚砜分子，会对细胞带来损伤。”项目团队以小鼠卵母细胞或胚胎为研究对象，采用筛选出的冷冻保存材料配方方案进行冻存实验，评测卵母细胞或胚胎冻存后的复苏率，以及复苏2小时后的存活率等指标。初步研究结果表明，团队创制的仿生控冰冷冻保存材料一方面二甲基亚砜含量为零，大大降低了材料毒性；另一方面，卵母细胞存活率等各项指标与国外知名企业同类产品相比，均具有显著提高。打造从研发到产业转化的成熟平台“我们研究出的这套卵母细胞冻存试剂，是全世界唯一的。做材料研究的人，总会希望研制的材料实现真正的应用。”王健君表示，围绕卵母细胞冻存，团队已经申请了23个专利，国际专利4项，初步建立起了领先行业的技术门槛和竞争优势。目前，该团队正依托松山湖材料实验室加快进行产业转化，搭建起产品中试生产线，希望能于年底得到中试样品，进一步向市场推广。仿生控冰冷冻保存材料团队目前有8名成员，在创新样板工厂18支队伍中并不算大，不过，王健君对于团队发展有着长远打算。“我希望我们团队不仅仅是做卵母细胞冻存这一件事，而是打通从研究到转化的链条，形成一个平台体系。未来有更多的研究项目，有意义的发明，都可以通过这个平台实现产业转化。”对于松山湖材料实验室为团队工作开展提供的支持，王健君十分认可：“这个平台对知识的尊重度非常高，给我们的研究很高的自由度，有一个宽松的发展空间，让我们能充分发挥各自优势，团队每个人都能放手去做，而不必在一些细节上消耗精力。”除了卵母细胞冻存试剂向产业化快速推进外，研究团队还将目光投向了技术难度更大的器官冻存，“我给自己5年左右时间，实现简单组织的成功冻存，比如眼角膜、卵巢组织冻存等。如果能进一步与不同领域的科学家合作，实现心肺等器官的成功冻存，将是很有意义的一件事。”

受人类骨骼和五彩珊瑚礁如何根据周围环境调整矿物质沉积的启发，约翰-霍普金斯大学的研究人员创造出了一种能自我适应的材料，这种材料可以根据受力情况改变其刚度。这一研究进展为能够实现自我强化的材料打开了大门，可以应对更大的力或停止进一步的破坏。研究结果近日发表在《Advanced Materials》杂志上。"试想一下，在不需要检查和维护的情况下，在施加较大的力的地方可以自我强化的骨植入体或桥体。这将使植入物和桥梁更安全，并发症、成本和停机时间都降到最低。"约翰-霍普金斯大学（JHU）极端材料研究所机械工程系助理教授、约翰-霍普金斯大学纳米生物技术研究所的Sung Hoon Kang说，其也是该研究的通讯作者。虽然其他研究人员之前也曾尝试过制造类似的合成材料，但这样做一直存在较大的难度，因为这类材料的制造难度大、成本高，或者在制造时需要主动维护，而且承受的应力有限。而像木材和骨骼这样具有适应性的材料，可以提供更安全的结构，节省资金和资源，减少对环境的有害影响。天然材料可以利用周围环境中的资源进行自我调节，例如，骨骼可以利用细胞信号控制周围血液中的矿物质的添加或清除。受这些天然材料的启发，Kang和同事们试图创造出一种可以根据施加的压力来添加矿物质的材料系统。该团队一开始就利用能够将机械力转化为电荷的材料作为支架，或者说是支撑结构，可以产生与施加在其上的外力成正比的电荷。该团队的设想是，这些电荷可以作为材料从环境中的矿物离子开始矿化的信号。Kang及其同事将这些材料的聚合物薄膜浸泡在模拟人体血浆离子浓度的模拟体液中。这些材料在模拟体液中孵化后，矿物质开始在表面形成。研究小组还发现，他们可以通过控制体液中的离子成分来控制形成的矿物质的类型。然后，研究小组在材料的一端设置了锚定的横梁，将应力从材料的一端逐渐增加到另一端，发现应力较大的区域有更多的矿物堆积；矿物的高度与施加应力的平方根成正比。研究人员表示，他们的方法简单、成本低，不需要额外的能量。"我们的研究结果可以为一类新的可以自我再生的材料提供参考，这些材料可以对受损区域进行自我修复。"Kang说。Kang希望这些材料有朝一日可以作为支架，用于加速治疗骨相关疾病或骨折，以及用于牙科治疗或其他类似的应用中。此外，这些发现有助于科学家们对动态材料的理解，以及矿化的工作原理，还为骨骼再生所需的理想环境提供了启示。论文标题为《Bioinspired Materials with SelfAdaptable Mechanical Properties》。

作者：韩晋广州洁特生物过滤股份有限公司专业从事生物培养和液体处理两大类生物实验室一次性塑料耗材的研制和销售，是国内最早生产生物实验室一次性塑料耗材的企业之一。公司产品主要包括细胞培养板、细胞培养瓶、细胞培养皿、真空过滤器、针头式过滤器、移液管、离心管等，并配有少量试剂、小型实验仪器等，涉及700余个品种。经过近二十年来的不懈发展，洁特生物不仅掌握了相关的核心技术，而且实现技术成果的产业化，业务规模保持稳步扩张，经营业绩保持良好增长，现已成为国内生物实验室一次性塑料耗材细分领域的领先企业。自主研发创新 打破国外垄断作为高新技术企业，洁特生物始终将自主研发作为公司长期发展战略的基石，不断加大技术与产品研发投入力度，在针对市场及客户多样化的需求对产品不断改进的同时，积极研究行业发展趋势，开发具有前瞻性、符合未来发展方向的新产品。为了打破国外品牌高端耗材领域的垄断，公司高度重视新技术、新产品的研发，一直致力于生物实验室一次性塑料耗材产品的开发和产品门类体系的建立和健全，贯彻“预研一代、储备一代、孵化一代、开发一代”的思想，形成有梯度的新产品研发序列。近年来随着生物医药行业的发展，公司需要为生物医药产业链发展提供更多的解决方案，同时保证核心技术的持续创新和迭代创新发展战略需求。公司着眼当下、放眼未来，从实验室耗材产品迭代升级、医疗器械产业转移、工艺技术自动化提升三个维度，推动研发工作不断前行，确保企业的持续创新能力和探索新的利润增长点。公司董事长、首席科学家袁建华先生拥有37年生物学及生物医学方面的研究实践经验，对行业发展有着深刻理解。在他的带领下，公司建立起一套高效完善的研发体系，具备持续领先的创新能力，能够承接政府科研项目，并已有多个项目获省市重大科研立项。公司高度重视研发人才队伍的建设，拥有一支经验丰富、实力雄厚的专业技术团队，对照国际标准，分析客户需求，系统制订了主要产品的研发计划和技术成果产业化方案。公司积极吸收国际先进技术、工艺和理念，根据聚合物表面超疏水、超亲水及温敏聚合物的结构与性能构效关系，进行分子结构设计，在系统研究改性方法、改性制品表面结构与性能基础上，开发出的专用于生物实验室一次性塑料耗材细分领域的专有集成技术，应用于实验耗材的制造，能够满足不同种类细胞成长的表面要求，提高细胞培养效率，降低实验成本。公司历来重视新产品开发及推广，2017年公司新推出细胞工厂、3D细胞培养支架生物实验室一次性塑料耗材产品，主要应用于大规模细胞培养及3D细胞培养等领域。经过多年的技术攻关和研发积累，公司已取得发明专利23项、实用新型专利48项、外观设计专利16项。竞争优势突出 获得广泛认可洁特生物拥有领先的工艺设备体系和高效的产业化能力，现已在细胞培养、离心管、移液管、过滤器等系列产品的基础研发、小试、中试、生产管理、质量控制、产品检测等各环节积累了成熟的经验。公司通过在挤出成型工艺、自动拉伸工艺、切割工艺、超声波焊接工艺和丝印工艺等关键环节进行技术创新，形成了具有自主知识产权的先进生产工艺，并通过多年的实践摸索与积累，构建与之相匹配的设备体系，为公司持续、快速发展提供了重要保证。公司可实现柔性化定制生产，可以为下游客户提供先进的产品设计方案，具备持续开发高端耗材产品的能力，为客户创造价值的同时，有效提升了公司盈利能力与核心竞争力。公司在生产过程中实施精细化管理，与同行业国际巨头相比，具有明显的成本优势，且性能指标并不亚于国外知名品牌的同类产品，拥有较强的市场竞争力。公司一贯高度重视产品质量，根据自身生产经营特点，制定并执行严格的内部控制制度，构建起完善的质量控制体系，对原料采购至产品交付全过程进行把控，并已通过了ISO9001:2015质量管理体系认证和ISO13485:2016医疗器械质量管理体系标准。公司建立了供应商管理体系，需要针对供应商的供货情况对供应商进行评价。报告期内，公司主要供应商包括INEOS、ChannelPrimeAlliance和普立万等知名原材料供应商，公司与主要供应商合作紧密，原材料品质稳定。凭借优良的技术性能、可靠的产品品质和高效的服务保障，公司树立起良好的品牌形象，产品已远销欧美等40余个国家及地区，并进入国际知名生物实验室用品综合服务商的全球供应链体系，与包括VWR、ThermoFisher、GEHealthcare等在内的优质客户形成了长期稳定的良好合作关系。除通过ODM模式拓展海外市场外，公司努力打造自主品牌，以经销模式拓展海外销售。公司自主品牌产品已进入FUNDACAOZERBINIINCOR（巴西知名生命科学实验室）和TECNOVAXSA（阿根廷知名动物疫苗生产商），有利于公司提高品牌影响力，拓展客户资源。在国内市场，公司客户主要包括高等院校的生物、化学、食品、农业等实验室，生命科学、医学等研究机构，卫生防疫系统的各级疾病控制中心、检验检疫机构、药品生产和监测机构，各级医院及诊所等医疗机构的中心实验室，制药企业、生物科技公司等单位。公司产品以性价比及本土化服务等优势与国际品牌同台竞争，为国内客户提供了更多的选择空间，也为打破我国生物实验室一次性塑料耗材长期依赖进口的局面以及降低国内相关产品采购成本作出了积极贡献。完善营销网络 提升客户体验洁特生物深耕生物实验室一次性塑料耗材市场多年，在国内外均已形成覆盖面较广的销售网络。在海外，公司在多个国家和地区拥有一批长期友好合作的国外ODM客户和经销商；在国内，公司拥有以总部为中心的七大办事处和约50家经销商，销售网络遍布海内外，为公司快速发展提供了有力支撑。公司坚持以市场为导向，多管齐下提升客户体验，在产品功能、使用便利性、设计包装等方面进行持续的改进与创新，以满足不同客户对产品持续提升的要求，并通过市场分析，结合客户的需求方向有针对性地开展产品研发，寻找新的增长点，提高客户黏性。同时，公司加强产品质量管理体系的建设，改善生产工艺，保持产品质量稳定且持续提高，以保证公司具有长期竞争力。公司通过加大设备购置投入、建设产品扩产项目、营销及物流网络扩展等，扩大公司产能，提高客户订单响应速度，以满足客户日益增加的产品种类及订单量需求，并通过提高自动化水平、加强管理及成本控制等保持产品价格基本稳定可控，与客户保持持续稳定的合作关系。公司已组建具备相关专业知识、丰富的产品应用经验和较高服务水平的售后服务团队，并且重视售后与技术队伍的持续建设，加强对客服人员的培训，提高客服人员专业水平，为客户提供高效的售后服务，同时及时反馈客户评价，不断完善售后服务工作，满足客户需求。公司建立客户管理档案，根据不同类别客户情况实行差异化客户管理服务方案，对拥有品牌知名度、市场价值高、业内信誉好的客户优先提供服务，同时与主要客户通过参加展会、举行会议、上门拜访等保持及时的联系与互动，不断深化双方的合作关系。募资提升实力 推动持续发展洁特生物此次公开发行募投项目均围绕公司主业展开，其中“生物实验室耗材产品扩产及技术升级改造项目”旨在通过引进先进自动化生产设备和系统，在公司现有生产研发技术基础上，通过新项目投建，扩大公司产能、降低产品成本、增强公司产品市场竞争力。项目建成后，公司生产线自动化程度将显著提升，工艺流程和水平得到明显优化，规模化生产制造能力大大加强。公司将新增年产移液管15000万支、离心管25000万支、细胞培养系列产品7000万个、过滤器产品2200万支、吸头系列产品3000万支，能够满足快速增长的市场需求，并给公司带来良好的经济效益。“国家级生物实验室耗材企业技术中心建设项目”将大幅提升现有研发体系，进一步加强硬件设施和人才储备，确保公司技术水平持续领先，为科技创新打下良好基础。“营销及物流网络扩展项目”将显著缩短公司产品到客户的交付时间，有效提高本公司的销售服务能力加强国内市场营销渠道，提升品牌知名度，扩大市场占有率。洁特生物将以科创板上市为契机，继续秉承“以创造性的解决方案为全球提供最可靠的生物技术研发工具”的企业宗旨，积极进取夯实现有业务，推动科研成果产业化，扩大公司产品在国内和国际市场的份额，进一步打破西方发达国家的技术和市场垄断，为国内客户提供更多样的选择，同时立足自身技术特点和优势，向医疗耗材及医疗设备行业进行有效的业务拓展与延伸。■免责声明：文章内容仅供参考，不构成投资建议。

个人简介顾忠泽，工学博士，教授，博士生导师，“长江学者”特聘教授、国家杰出青年基金获得者、教育部创新团队及111学科创新引智基地负责人，东南大学生物科学与医学工程学院院长、江苏省产业技术研究院生物材料与医疗器械研究所所长。在国际核心刊物上发表论文300余篇，他引10000余次，授权专利45项，转让6项。研究成果获省部级奖励7项。少年班走出，立志用技术改变世界做自己感兴趣的事，并为这个世界带来一些改变，这是很多人的人生梦想，但并不是所有人都有这样的运气。17岁时考上东大少年班，两年多的“大工科”类学习，为顾忠泽奠定了坚实的理工科基础，然而，直到大三选择专业前，他还不清楚自己的方向，很幸运的是，一节热血澎湃的科研讲座，为他指引了道路。“ 在我为专业方向迷茫踌躇时，我听了一节时任东大校长韦钰教授的讲座，她说，学好生物医学工程，可以提升国家医疗器械水平，造福人类。”顾忠泽回忆，正是那一次讲座，唤醒了他心底的理想信念，用技术改变世界，造福更多人，是他投身生物医学工程的最大初心。当下倡导的，打破专业壁垒、建设交叉学科，启迪创新源动力，其实早在80年代的生物医学工程专业学习中就有体现。顾忠泽笑称，这是门被外界“低估”了的学科，很多人觉得“冷门”，但其实大热门的电子学、医学都与它相关，专业交叉性特点很强。“ 我们今天畅谈的人工智能，不是一时兴起的，在当年我们学习专业课时，就已经试图将人工智能等技术嵌入医学研究中。”顾忠泽打了一个形象的比方，生物医学工程专业就相当于生命健康学的“发动机”，它能推动医学的发展。思维不受限，打破学科壁垒思维不受限，科技创新才有更多可能性。学科交叉的跨界思维，一直驱动着顾忠泽攻破更多创新关卡，硕士、博士研究阶段，他致力于将“材料学”思维引入到生物医学学科中。检测、分析生物分子，是医学研究的基础性工作之一。然而生物分子太小，难以用肉眼区分。因此，生物分子检测时往往需要一个载体。“很长一段时间，业界是用荧光微球做生物分子载体的，但是荧光微球会影响检测的灵敏度。”顾忠泽研究发现，具有纳米级微结构的“光子晶体”，本身具有稳定的“结构色”，也可以用于标识生物分子。由于“结构色”材料一般不产生荧光，这类载体可以提高生物分子的检测灵敏度。“交叉集成”成为顾忠泽科研理念中，最为核心的特点。近年来，通过人体干细胞、生物材料、纳米加工等前沿技术的交叉集成，顾忠泽带领团队，在芯片上研究、制作微缩器官，以实现对人体功能的模拟——跳动的心脏、呼吸的肺、流动的血管，一一被浓缩进方寸间的芯片内。“ 只要从病人身体中抽取3毫升的血液，就可以利用干细胞、编程技术，将心肌细胞落进芯片里，可以模拟出病人真实的心脏环境。”顾忠泽团队成员、东大苏州医疗器械研究院开发总监陈早早这样介绍。比如肿瘤病患，在接受药物治疗时，很有可能因药物副作用伤及心脏，心脏芯片则可帮助检测药物对病患心脏的影响有多大，从而预防可能产生的药物毒性。顾忠泽表示，器官芯片有望部分替代动物和临床实验，对药物的毒性和疗效进行测试。该项目已与恒瑞、正大天晴、先声制药等药企合作，有望在3～5年内服务于新药筛选，以及患者个性化治疗。“ 要在基础研究中，钻得进去；研究透了，还要能跳得出来。”顾忠泽说，就个人而言，他更希望做出有应用价值的科研，将基础研究的成果写在祖国大地上，这本身也是对理论的一种实践与检测。以“行走大漠”的心境迈步科研路科研的过程，就像在沙漠中徒步，也许你能找到玉石，也许捡到些石块，也许就是一无所获……顾忠泽以“行走大漠”的心境走着科研路，在他的办公室橱柜里，就放着几块石头，正是他从戈壁滩上拾捡来的。“ 比起科研结果，我更享受和在意科研的过程，我怀揣热爱，在探索科学的道路中真诚付出，即便仅仅得到石头，或者以实验失败的结果告终，我也不觉遗憾。”顾忠泽由此谈到一个热点——科研论文。在顾忠泽看来，科研人理应重视论文，但是不能将论文功利化。他说，论文是科研人记录试验过程及结果的一种呈现方式，可以帮助后来者少走弯路，有助于接力式地促进科学进步。科研人应回归这种朴素的论文观，摈弃浮躁之风，把自己的才智贡献给人类发展。迈步科学沙漠，除了真诚之外，“眼光”和“素养”同样重要。论科研眼光，顾忠泽提到自己的引路人——他的研究生导师，中国工程院院士、教育部原副部长、时任东大校长韦钰。“早在上个世纪末，她就开拓式地成立分子与生物分子电子学实验室，开启了纳米生物医学研究。”顾忠泽深有感触地说，优秀的科研人应当以高远的眼光洞察科研方向，既要结合实际、脚踏实地，也要望向星辰，拥有科研格局、前瞻性视野。科学素养对于科研人而言，则类似于体力之于运动员，决定着能跑多久，能跑多远。“科学素养是种综合能力，其中包括诚信、道德，以及坚持。”顾忠泽由此提及自己的博士生导师、中国工程院外籍院士、光化学科学家藤岛昭。“导师教导我科学研究需要潜心和坚持，实事求是不作假。”顾忠泽感受到其背后传递的科学精神：做研究者，不屈从不盲从，不向谬误退让，真知、真理是永恒的追求。日前，顾忠泽领衔的“人体器官芯片”项目再获突破，已与药企、三甲医院展开密切合作。为表彰优秀学者在医学与生物工程上取得的卓越成就，今年，美国医学与生物工程院选举产生了156位美国医学与生物工程院院士，有11位来自中国，其中就包括顾忠泽。从少年班走出，留学日本，师从业界泰斗，获得国家杰青，到如今作为行业科研的引领者，年过5旬的他，依旧葆有一身少年气，迈步科学沙漠，无论旖旎或崎岖，他都选择一往无前。看完了顾忠泽教授的故事与以“行走大漠”的心境走科研路的科研精神你是否也有所触动呢快来评论区分享你的看法吧来源：东南大学投稿模板：单篇报道：上海交通大学周涵、范同祥《PNAS》：薄膜一贴，从此降温不用电！系统报道：加拿大最年轻的两院院士陈忠伟团队能源领域成果集锦作者/来源：高分子科学前沿#社会百态# 内容如有不妥，请点击头像-私信联系小编修改或删除

财联社（上海，编辑 黄君芝）讯，近期，德国马克斯·普朗克智能系统研究所（the Max Planck Institute for Intelligent Systems）和美国宾夕法尼亚大学（the University of Pennsylvania）的科学家们联合研发了一种生物合成蛋白材料，通过增强串联重复多肽的愈合性能，成功解决了自修复软材料目前的局限性。该研究结果日前被发表在《自然材料》杂志上，并有望在软机器人领域获得重要应用。一个人的皮肤被抓伤后，伤口会在一段时间后自动愈合。如果用来制造各种产品、设备的材料，也可以在磨损、开裂之后实现自动修复，岂不是可以延长它们的寿命，并保证其性能的稳定？近年来，受生物系统损伤后能够自我修复的启发，人工合成的自修复生物材料受到了科学家们越来越多的关注。自修复材料是一种在结构上具有自愈能力的智能材料。目前，科学家们正在共同努力开发一种高强度合成蛋白，可以在很短的时间内自我修复微观和宏观的机械损伤，完全恢复其结构和性能，并具有可编程的愈合性能。这种愈合性能为仿生材料设计提供了新的机会，并解决了目前在软机器人和个人防护设备中使用的自修复材料的局限性。而这项最新研究的灵感竟来自于章鱼的触手。宾夕法尼亚大学的德米雷尔教授（Demirel）说:“我们改变了章鱼触手蛋白的分子结构，以最大限度地提高这种材料的自愈合能力。在自然界中，自我修复需要很长时间，比如24小时。现在，我们把修复过程缩短到1秒钟。”该研究团队的主要成员、马克斯·普朗克智能系统研究所的Abdon Pena-Francis博士解释说，章鱼需要更长的时间才能痊愈，因为其触手中的蛋白质分子只是简单地交织在一起。“但在实验室开发的材料中，我们改变了分子的纳米结构，使它们彼此连接起来。这些材料经过系统优化，以改善其氢键结合的纳米结构和网络形态，具有可编程的愈合特性（愈合1秒后强度为2 - 23MPa），愈合速度和强度均超过其他天然和合成软材料的好几倍。”他补充说。该研究所的Metin Siti教授带领其团队研究了如何在软件机器人中使用这种自修复软材料。研究人员设计并制造了一种气动的软促动器，并构建软夹持器，这是软机器人技术在食品、制药、包装和零售行业中很有希望的应用。此外，生物合成蛋白材料为软机器人更接近模拟复杂生物系统提供了一个有前途的平台，并为多功能软机器人提供了广泛的设计空间。

生物医学新技术平台拥有质谱及代谢平台、显微成像平台、冷冻电镜平台和智能计算中心等子平台。实验动物中心拥有1600平方米屏障系统标准化动物饲养繁育和实验设施实验动物平台。7月17日，在浙江省科学技术奖励大会上，首批4个浙江省实验室获授牌，分别为西湖大学牵头建设的“西湖实验室”、阿里巴巴达摩院牵头建设的“湖畔实验室”、之江实验室牵头建设的“之江实验室”和浙江大学牵头建设的“良渚实验室”。据悉，“浙江省实验室”是一个以国家战略和浙江需求为导向而构建的实验室体系。围绕当前浙江大力推进的“互联网＋”、生命健康和新材料三大科创高地建设，首批实验室布局十分明晰：之江实验室和湖畔实验室聚焦“互联网＋”科创高地建设，良渚实验室和西湖实验室聚焦生命健康科创高地建设。未来，四大实验室将整合一批重大科研基础设施，集聚和培养一批国际一流人才团队，加快取得一批原创性、标志性、引领性成果，支撑具有国际竞争力的创新型产业集群的发展。西湖大学生命科学学院院长于洪涛代表西湖实验室上台接牌。他表示，代谢与衰老、肿瘤疾病是生命科学领域内两个最“古老”且最具挑战性的命题。尽管人类长期以来致力于延缓衰老、降低肿瘤致病率和致死率，但到目前为止仍然没有行之有效的对症解决办法。“只有成为世界上重大生命现象及规律的第一发现者、重要生命科学手段的发明者，才会拥有真正的原创理念和知识产权，也才可以转化成全新的药物和治疗手段。”于洪涛说。西湖实验室，全称为“生命科学和生物医学浙江省实验室”，它将围绕两大重点领域——代谢与衰老疾病和肿瘤机制研究，通过多领域交流合作的跨学科研究方法，推动转化应用研究和应急医学研究。在聚焦两大方向的同时，传染病也是西湖实验室的研究重点之一。围绕冠状病毒、流感、禽流感、猪流感、细菌微生物感染等五大类传染性疾病，西湖实验室在开展基础医学研究的同时，也将展开转化应用研究，揭示感染性疾病发生发展的机制和规律，提高对突发性传染病的应急防治及疫苗研发能力，把基础研究中的重大发现有效转化成可以服务于社会的成果和产品。来源：中国科学报

人工蜘蛛素的大规模生产和纤维挤出蜘蛛会产生惊人的强韧而轻巧的线，称为蛛丝，它由丝蛋白制成。虽然丝蛋白可以用来制造许多有用的材料，但由于每只蜘蛛只能生产少量的蛋白质，因此获得足够的蛋白质是很困难的。在《通讯生物学》上发表的一项新研究中，日本国立理化学研究所可持续资源科学中心（CSRS）的沼田圭司领导的研究小组发表报告说，他们利用光合细菌成功地生产了蜘蛛丝。这项研究可能开启光合生物工厂稳定输出大量蜘蛛丝的新时代。从蜘蛛中提取的丝除了坚韧轻盈外，还具有生物降解性和生物相容性。蜘蛛丝具有超轻的重量，而且坚韧如钢。进行这项研究的春平风解释说：“蜘蛛丝有可能用于制造高性能和耐用的材料，如抗撕裂的衣服，汽车零件和航空航天部件。它的生物相容性使其可以安全地用于生物医学应用，如药物输送系统、植入装置和组织工程的支架。"由于只能从一只蜘蛛中获得微量的蜘蛛丝，而且繁殖大量的蜘蛛是困难的，因此已经尝试在各种物种中生产人工蜘蛛丝。光异养条件下重组嗜硫红假单胞菌日本团队重点研究了海洋光合细菌“嗜硫红假单胞菌”（Rhodovulum sulfidophilum）。这种细菌是建立可持续生物工厂的理想选择，因为它生长在海水中，需要大气中的二氧化碳和氮气，并利用太阳能，所有这些都是丰富而取之不尽的。重组海洋光合细菌嗜硫红假单胞菌研究人员对该菌进行了基因改造，使其产生MaSp1蛋白，MaSp1蛋白是蜘蛛丝线的主要成分，它被认为在蜘蛛丝的强度中起着重要作用。对“嗜硫红假单胞菌”插入细菌基因组的基因序列进行优化，能够最大限度地提高丝的生产量。他们还发现，一个简单的配方：人工海水、碳酸氢盐、氮气、酵母提取物和近红外光照射，就能让“嗜硫红假单胞菌”生长良好，并高效地生产出丝蛋白。进一步的观察证实，“嗜硫红假单胞菌”产生的纤维的表面和内部结构与蜘蛛自然产生的纤维非常相似。沼田圭司表示：“我们目前的研究表明，在光合细菌中生产蜘蛛丝的概念得到了初步验证。我们现在正在努力在我们的光合系统中大规模生产更高分子量的蜘蛛丝线蛋白。光合微生物细胞工厂通过碳中和的生物过程生产生物基和生物降解材料，可以帮助我们完成联合国通过的一些可持续发展目标，如目标12，负责任的生产和消费和目标13，气候行动。我们的成果将有助于为能源、水和粮食危机、固体废物问题和全球变暖提供可行的解决方案。"日本国立理化学研究所成立于1917，由日本资本主义之父涩泽荣一建立，是一所由基础研究至应用研究均有涉足的大型自然科学研究机构，涵盖物理学、化学、工学、生物学、医科学等领域。

2019第四届国际再生医学材料大会（ICRBM2019）在汉举办。副校长梁茜参加会议并致辞。大会主席由美国国家工程院、美国医学科学院、美国发明家科学院三院院士Antonios G Mikos教授和生命学院张胜民教授共同担任。开幕式由张胜民主持。国际生物材料科学与工程学会联合会（IUSBSE）前主席Nicholas Peppas院士、中国生物材料学会候任理事长刘昌胜院士、韩国生物材料学会（KSBM）副主席及候选主席Insup Noh教授等全球行业领袖及200余位国内外专家和青年学者参加会议。国际生物材料科学与工程学会联合会现任主席、美国工程院院士、中国工程院院士、美国医学科学院院士张兴栋委派代表参加会议并致辞。本届ICRBM2019由4个大会报告、34个主旨报告和邀请报告以及系列口头报告和墙报组成。4个大会演讲报告分别是：美国国家工程院院士、美国医学科学院院士、中国工程院外籍院士Nicholas Peppas教授的“组织工程与再生医学中可持续释放生长因子的新型水凝胶体系”（A Novel Hydrogel System to enable the Sustained Delivery of Growth Factors in Bone Tissue Engineering and Regenerative Medicine）；Tissue Engineering（Part A, B, and C）创始主编和现任总主编Antonios G Mikos院士的“复杂组织再生的生物制造技术”（Biofabrication Technologies for Complex Tissue Regeneration）的前瞻性报告；Biomaterials主编、美国国家工程院院士、美国发明家科学院院士、美国哥伦比亚大学Kam W Leong教授的“药物释放和再生医学中的创新生物材料”（Innovative biomaterials for drug delivery and regenerative medicine）；以及澳大利亚-中国组织工程与再生医学研究中心主席、澳大利亚QUT健康与生物医学创新研究院Yin Xiao教授的“再生医学中靶向炎症生物材料设计”（Targeting Inflammation for Biomaterials Design in Regenerative Medicine）。四个大会邀请报告代表了国际当前生物材料、组织工程与再生医学交叉学科领域研究的最新动向和发展趋势。根据ICRBM系列会议传统，第四届国际再生医学材料大会还设置了青年论文竞赛环节，经过激烈争夺和国际评委终审，最终有19位青年学者获得最佳论文奖和优秀报告奖。据了解，中国生物材料学会再生医学材料分会第一届委员会与第二次会议同期举行，选举产生了新一届委员会，并举行了第二届届委员会第一次会议，圆满完成换届。深圳华中科技大学研究院孵化服务中心位于基地大楼B座，总面积5592平方米，可供使用面积4030平方米，经过3年多的运营整合，目前已拥有一支在孵化运营管理、项目申报、投融资等领城有丰富经验的专业管理团队，为入孵企业提供全方位的服务。 产学研基地孵化,基地大楼设计，现代、时尚，充分体现绿色建筑理念，配套功能齐全，是学校从事高水平项目研发、兴办教育和提供创业创新服务的理想平台。中心依托华中科技大学雄厚的科研实力及学术背景，已吸引入驻了一批电子信息、 移动物联，生物医疗、人工智能等领城的高科技企业，现有入孵企业/团队16家，均为高科技企业，是各类初创企业从事高水平项目研发的理想平台。