【前沿交叉学科】生物医用材料与组织工程研究中心:研发造福患者的生物医用材料

【编者按】北京大学前沿交叉学科研究院是跨学科的研究平台。研究院的基本任务是组织跨学科的学术交流、开展跨学科的科学研究和培养交叉学科的优秀人才。研究院以北京大学雄厚的基础学科和先进的技术学科为基础,组织联合相关的研究力量,建设具有良好学术交流环境、学科前沿性与学科交叉性相结合、实体与虚体相结合的交叉学科研究平台,为北京大学的交叉学科研究创造良好的学术氛围和研究条件。本网将陆续介绍一些相关的研究中心,以飨读者。

生物医用材料是指用于人体医疗(包括人工器官、外科修复等)的一类特殊材料。相较于传统材料,它以同人体组织相容性更好的优势,成为各国科学家竞相研发的热点。

生物医用材料的研发与传统科研的不同在于:生物医用材料的研发需要材料科学与物理学、化学、生物学及临床科学的紧密结合。然而,跨专业、跨院校实现多学科合作的学术研究,却存在着相当的困难。值得注意的是,2000年北京大学与原北京医科大学合并,组建了新的北京大学,不仅拓宽了北京大学的学科结构,也为促进医学和人文社科及理科的结合奠定了基础。2007年,依托北大理科、医科的优势资源,生物医用材料和组织工程中心应运而生。

“国内很少有学校可以聚集理科、医科多方面的优势来办起交叉学科,而北大正是这样一片沃土。”生物医用材料与组织工程研究中心奚廷斐主任介绍到。

立足舒适,减轻病痛

中心的研发工作与人们生活中的常见病痛息息相关。为此,中心立足于舒适化与人性化,为减轻患者的病痛带来了福音。

牙龈炎、牙周炎等牙部疾病的发病率极高,并会造成牙齿脱落。牙齿脱落后患者就需要戴假牙来咀嚼,但假牙存在与人的贴合程度不够好、需要取戴和清洗等弊端,使戴假牙的患者叫苦不迭。而种植牙是通过将支持牙体的材料植入骨组织内的下部(即牙根处),并在此基础上修复上部的牙齿。手术将支持牙体的材料植入并固定,再用特殊的装置和方式连接支持上部的牙修复体。种植牙可以获得与天然牙功能、结构及美观效果十分相似的修复效果,比起假牙更为便利、美观,与人体贴合度更好,已成为口腔医学界和缺牙患者的首选。中心的研究项目就包括纳米材料在口腔中的应用及种植牙相关技术的研究,并希望能够通过对材料的不断优化来实现产品的人性化、舒适化。

骨修复材料的研究也是中心的一项重点工作。中心常务副主任魏世成告诉记者,早在90年代,他和同事们便思索着能否用其他材料替代钢钉修复骨头,以避免二次手术和相关的排异反应。在化学研究所找到新的材料后,便用新材料制作了代替骨修复材料,并运用于临床中。将骨修复材料植入骨损伤部位代替原有的骨损伤部分的功能,并且促进组织再生。在骨组织自己再生修复的过程中,植入的修复材料也在慢慢的降解吸收,直到损伤部位修复好后,植入的材料也已降解消失。这样解决了以往钢钉钢板与机体不相容的问题,同时也免除了二次手术给患者带来的痛苦,减少了治疗后很多不安全的因素,提高了人们身体修复的完善性,为病人减少了很多后续的痛苦。中心现在还在寻找可以使用的材料与合成方式,从而达到更好地效果。

多元化的视野,搭建研发平台

中心为师生的研发工作搭建了优良的平台。“我原本是临床医生,在临床会遇到很多问题,而跟合作者的合作中很难达到自己需要的临床效果。在中心,我可以更为主动地做研究,整个过程都能参与,这样研究走向临床就会更容易一些,更快一些,”魏世成向记者分享了自己的工作心得。此前,魏世成想实现一些临床要用的材料,就必须要同相关专业的人员合作,有时由于合作者对临床缺乏了解而很难达到临床的要求,产品的实现效率会很低。现在他的学生有来自不同的专业背景的,如:材料学、力学、化学、生物医学等,遇到问题可以找对口专业的同学解决,各专业背景的同学可以有侧重的分工,各尽所长,研发效率较大地提高。

不仅教师的专业背景多元化,研究生也来自于不同的专业。同学们被分为各个小分队去做不同的项目,每个分队的成员来自于不同的专业,根据专业背景进行分工,不统一的地方在一起继续讨论。不同的小分队之间也有“混搭”,有的研究生同时在两个小分队做项目,进一步促进了沟通与了解。同学们在与来自不同专业背景的同学合作、讨论的过程中,产生了更多新的想法,有时把其它学科的研究方法运用到自己的学科中也能得到新的想法与成果。采访中,中心的同学告诉记者:“做交叉学科,相比困难,这更是一个刺激的挑战,我觉得很值得。”

研究成果向产品的转化

“我们不仅仅是做研究,更希望研究成果可以转化为产品使病人可以早日使用到这些产品,减少他们的病痛,”奚廷斐向记者谈到。

谈起对中心未来的展望,奚廷斐表示希望能够加快中心研究成果向产品的转化。一般情况下,研究成果要经过从实验、论文、鉴定、试验、实现于受试者到大范围推广诸多环节。这需要几年的时间才能够实现。

为了使中心的研究能够真正实现应用而不仅限于纸面上的论文,中心正与部分医疗器械制造的企业合作。中心在合作企业建立了工程中心,有较成熟的研究便委托合作企业在工程中心实现产品转化;合作企业在研究中心建立博士点实验室,借助研究人员的专业知识进行相关研究。这样的合作既使企业能够有很好的实验、理论方面的人才支持,又使中心的研究成果得到更好、更专业地生产制造。双方优势充分的发挥,不仅使企业与中心达到双赢,还加快了产品转化的进程,更好地促进生物医用材料的研发与生产。

中心在下一阶段还会继续促进研究成果向产品的转化,也希望我们在就医的时候能够尽早用到更加与人体相容的生物医用材料。

编辑:歆琴

链接:【前沿交叉学科】生物医用材料与组织工程研究中心:研发造福患者的生物医用材料插图

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