安全持久抗菌、干细胞再生造福于世，美国医学与生物工程院院士、美国弗吉尼亚医学院/弗吉尼亚联邦大学的 William Goodwin 首席终身席教授文学军正在通过所从事的生物材料、组织工程和再生医学、医疗器械、干细胞和组织工程、三维打印生物制造技术等方向的研究，不断突破传统抗生素药物毒副作用和耐药性、生物源免疫反应等藩篱，推动生物医学工程领域重要变革。

　　目前，文学军带领团队研究开发的物理性灭菌液已经拿到消字号投放市场，并有望于今年3月拿到医疗器械注册证。干细胞再生应用也正与上海东方医院和同济大学附属同济医院接洽、申报临床试验。

　　这些生物工程与医疗材料领域的突破后续有望使感染性疾病如褥疮、糖尿病足的治疗、多种组织再生成为现实。

　　抗菌材料无毒无害无刺激

　　大肠杆菌只需11天的进化，就能突破 3000倍用量抗生素的围剿。而且新的抗生素开发极其漫长，需要平均10年才能开发出新的抗生素。日常生活中，我们已经习惯于运用各类抗生素对抗细菌和真菌感染，处理皮肤伤口红肿发炎、口腔溃疡、眼睛发炎发红、脚气反复发作等，却长期无法解决由此带来的微生物耐药性及引发的“超级细菌”、毒副性、灭菌持久性差等问题。

　　而文学军团队于七年前在美国从事研究时首创的灭菌液项目，2018年9月被带到央视《创业英雄会》栏目，通过水溶性高分子结构设计出抗菌材料，解决了耐药性难题。

　　2003年，文学军在美国犹他大学生物工程系博士毕业后，留美任终身制教席，并在世界生物材料研究发源地克莱姆森大学生物工程系创建了“克莱姆森大学和南卡医科大学联合生物医学工程中心”；2012年起为美国弗吉尼亚医学院/弗吉尼亚联邦大学的 William Goodwin 首席终身席教授、生物制造实验室主任、再生医学实验室主任；开发出包括全合成绕圈状多肽为基础的干细胞培养技术在内的一百二十多项世界领先的生物医学核心技术；先后荣获美国国家科学基金青年科学家成就奖、2014年世界生物医学工程领域被引用次数最多的中国学者且2015、2016、2017、2018年蝉联生物医学工程领域“中国高被引学者”等。

　　文学军带领团队研发的这种全新的抗菌材料无色无味、可溶于水，能滴在眼里，也可以入口，无毒无刺激。

　　据介绍，这种抗菌材料不是药物，属于医疗器械的物理性杀菌。抗生素是通过打断细菌的一些酶或生化反应，通过影响细菌的代谢来杀菌。

　　与抗生素等药物杀菌的原理不同，他的这个物理性杀菌技术具有高度的选择性，能特异性地识别并消灭小于细胞的细菌、真菌和病毒，对人体细胞和组织无毒无害。同时，它具有高效的灭菌活性，可在两分钟之内100%杀灭细菌，五分钟内100%杀灭真菌和病毒。比如，在口腔溃疡喷完5分钟以后，患者就可以很明显感觉到疼痛感降低，且溃疡一两天内很快就会愈合。

　　已经完成的临床病例显示，该灭菌液可以较快地治愈Ⅰ级、Ⅱ级糖尿病足。使用3天后，患者的褥疮开始愈合。 

　　材料医学帮助干细胞再生

　　在文学军眼中，生物医学研究不是一项单纯意义上的工作，其创新的意义与价值在于：从事充分发挥思维能动作用的开创性实践，开发一项项新技术，改变一个个领域，并最终转化成解决行业痛点的项目，造福于世。

　　干细胞再生医学在疾病自我修复、人类抗衰老等方面的意义已成业内共识，然而现如今依旧面临着风险。风险集中于生物源引发的免疫反应。

　　临床中常见的案例是，在利用干细胞治疗关节炎的过程中，如果人体打了用生物源培养的干细胞，患者的关节就有可能发生肿一两个月的免疫反应。

　　“治疗某个疾病可以无效，但不能不安全。安全性第一，有效性第二。”文学军说道。 

　　当前，干细胞再生医学应用于临床的难点主要集中于：培养系统的安全、有效问题；干细胞行为的控制，以此遏制其不可控分化的副作用；降低失巢凋亡，提高干细胞移植到体内的成活率。

　　文学军认为，首先，要用全合成材料替代带生物源的细胞培养体系，避免免疫反应，做好干细胞再生治疗的安全性；其次，建立庞大的干细胞数据库，以提高免疫配型成功概率。“如果库里有1000个人的细胞样本，病人从中找到一模一样免疫配型的概率是1%~5%。但如果这个库的数据样本增加到200万个，找到和病人一模一样的免疫表型可能就有98%的概率。”文学军大胆预言。

　　当前医学，脑损伤被认为是不可逆的，而文学军及其团队首创的脑组织再生技术有望突破这一难题，通过研制用于脑损伤和中风修复的可注射型水凝胶材料,在无外源性干细胞移植的条件下,利用内源性干细胞作用于受损区域，实现网络化血管重建和神经再生。

　　通俗地说，干细胞被养在一个三维的材料内，2~3周内使脑部损伤的血管重建，接着将干细胞游离且引导至损伤部位，促进其分裂，当干细胞达到一定数量后，再将其诱导变成功能性的神经细胞，实现功能性脑再生。

　　文学军的科研成果远不止如此。比如，他在1996年时，曾在临床医学领域研究过程中，意外地发现了把铜加到镍钛形状记忆合金中后，超弹性特性更好且提高了耐腐蚀性能。现在，他的这个配方“承包”了美国整个牙科正畸界的的形状记忆合金丝。

　　本报记者 赵琦 通讯员 陈静