组织器官修复再生的“助推器”
本报讯 组织或器官的丧失或功能障碍是人类健康所面临的主要危害之一,也是导致人类疾病和死亡的最主要原因。浙江大学高分子科学与工程学系教授高长有团队立足“高分子组织再生材料的表界面设计及功能构筑”的研究,取得了一系列创新成果,不久前获得2018年度浙江省自然科学奖一等奖。
建立在材料科学、生命科学和医学等多学科交叉基础上的组织工程和再生医学技术可以更好地重建缺损组织器官的结构,改善或恢复组织器官的功能,并最终实现组织器官的修复与再生。其中,如何通过组织修复与再生材料的表界面调控细胞迁移行为、实现活性物质传递及对细胞功能的调控决定了组织再生的速度与质量,是迫切需要解决的重要科学问题。高长有介绍,此次获奖的项目正是专注于组织再生材料表界面的结构和功能构筑的研究,因为其表面的性质直接影响到细胞的粘附、铺展、增殖、迁移和分化等行为,并最终影响组织修复和再生的效果。
1996年,组织工程的概念在国内刚刚兴起,通过生物材料来实现组织器官的修复与再生是一个崭新的研究领域,应用前景广阔的同时也充满了未知和挑战。高长有意识到,可以发挥团队在高分子材料、化学等基础研究中的特长作出自己的贡献,便带领大家义无反顾投入到这一领域的研究中。
历经19年的潜心探索和攻关克难,高长有团队围绕调控细胞在材料上的迁移行为、传递活性物质的微纳米粒子结构调控及与细胞相互作用、复合活性因子的三维多孔支架的制备等关键问题,不断调整实验方案,进行了无数次尝试,提出了通过高分子梯度材料调控细胞迁移,从而促进组织再生的研究思想;发现了微纳米粒子在组织再生过程中常用于活性物质传递,其微结构和性能影响与细胞的相互作用行为。
此外,高长有团队针对组织再生材料的活性功能化问题,提出了生物活性水凝胶填充复合支架的新概念,建立了基因活性组织再生材料的功能化新策略,解决了生物活性信号的可控和高效传递难题,实现了软骨/软骨下骨的一体化同步再生和皮肤的快速无瘢痕修复。
“我们也最新提出了‘自适应’表界面的创新理念和设计思路,希望赋予生物材料表界面类似生命体的智能性和自我调节性能。”高长有说,这一系列研究成果的最大意义在于所发现的基本科学规律和建立的前沿技术能够指导先进的、具有自主知识产权的生物材料和医疗器械的研发与生产。他告诉记者,团队成员将会继续坚持这一项目的研究,希望能将其中比较成熟的技术进行产业化,生产出先进的生物医用材料和医疗器械,为人民的生命健康作出贡献。
本报记者 甘玲