生物流变科学与技术教育部重点实验室

研究成果
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实验室紧密围绕国家人口与健康领域的战略需求开展研究,取得了一系列创新性研究成果,获国家科技进步二等奖1项(2/2),获省部级自然科学奖一等奖1项,三等奖3项,中国专利优秀奖1项;出版英文专著1部,主/参编《个人健康医疗器械》等系列国际标准、科技部《国家“十二五”医疗器械产业发展规划》等国家及地方政策规划35件;在Adv Mater、Angew Chem Int Ed等期刊发表SCI/EI论文500篇,ESI论文12篇,获权美国发明专利1项、中国发明专利161项。

在骨关节组织、心血管、胃肠道的流变学调控方面,提出并证实“力生长因子可补偿应力刺激不足,促进损伤组织修复”的科学假设,揭示力刺激调控MSCs腱系分化过程中的力转导途径,证实体内血液循环系统中的脂质浓度极化现象。构建可实现精准力载荷及神经应答记录的国内首个消化道实验平台。相关研究为临床损伤组织修复提供生物流变学新策略。

在骨/关节修复方面,发现钛基材类骨纳米结构界面的蛋白质响应阈值,揭示基材表面化学影响蛋白吸附与细胞粘附流变规律,提出生物功能性界面与MSCs双向“交流”调控的理论假说。研制了温度相变骨填充材料,实现应力传导并促骨生成。融合药物控释载体及理念,研发植入体纳米储池型“药械结合”界面构筑的关键技术。相关研究为研发骨/关节修复用新材料及抗菌/抗炎、抗骨质疏松功能性植入器械提供理论与技术支撑,被美国工程院院士Jin教授等高度评价。

在生化过程中的流变学关键技术及转化方面,创建 “克服负反馈,生物活性物质分级提取”的新工艺,成功应用于上海凯宝股份公司,新增产值8亿元。发现了禽胆汁转化熊胆汁关键生物酶,设计了符合生物传质及流场分布规律的复杂基质双酶转化系统,攻克了体外培育熊胆粉关键技术屏障,实现了公斤级的产品转化;基于力谱学规律指导药物分子及制剂设计,研发了抗生素原料药等10余种产品、制剂,获国家科技进步二等奖。

在肿瘤、心脑血管疾病的监测与治疗方面,基于力-电耦合效应,率先实现微流控芯片的高通量细胞电融合,并应用于医学研究;突破高频、纳秒脉冲对细胞膜不可逆电穿孔的力-电耦合关键技术,研发肿瘤消融治疗仪,实现1000万技术转化;建立系列心脑血管的生物力学参数无创检测技术,获美国发明专利;研制的新型无创颅内压检测仪被纳入国家“创新医疗器械产品应用示范工程”,并在全国近500家医院应用。

综上,实验室通过聚焦重大疾病,揭示其流变学调控机制,突破医用材料、生化过程及仪器研发等与流变学关联的技术,实现技术与产业转化。