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沿着组织工程的道路奔向产业化
2018/5/11 13:17:17 易丝帮 0 条评论 邀请点评

沿着组织工程的道路奔向产业化

——访东华大学莫秀梅教授   

编者按:2004年,东华大学从德国人才引进(东华大学生物材料与组织工程研究室),莫秀梅教授回到中国从事静电纺纳米纤维用于组织再生的研究。十几年过去了,莫教授沿着静电纺丝用于新型组织工程支架制备这一研究方向,道路越走越宽,目前担任东华大学生物医学工程学科“生物材料与组织工程”课题组组长,在血管、神经、皮肤、骨和软骨等组织的再生方面取得了许多创新性的研究成果,是中国电纺丝在组织再生方向的权威专家。近日,莫秀梅教授接受了易丝帮(www.espun.cn)的专访。

ESPUN:您为什么热衷于电纺丝技术制备纳米纤维材料这一领域的呢?

莫秀梅教授:我是2001年在新加坡国立大学Seeram Ramakrishna教授课题组做研究员时开始电纺丝技术制备纳米纤维材料的,研究了P(LLA-CL)静电纺纳米纤维及与平滑肌细胞的相互作用,文章发表在“Biomaterials”上。制备出的P(LLA-CL)纳米纤维柔软且有利于细胞的增值,认为它非常适合许多软组织的再生,于是在2004年引进到东华大学做教授后就全面开展了静电纺纳米纤维用于组织再生这一领域的研究。10年多来在这一领域的不断坚持使我们在纳米纤维用于血管再生、皮肤再生、神经再生、肌腱再生和软骨再生中做出诸多成果。我们课题组最先协助上海松力公司制备出P(LLA-CL)-纤维蛋白复合纳米纤维,现在此纳米纤维已有公司推进进入临床实验阶段,将被用于疝气补片临床应用。

ESPUN:您在生物材料以及静电纺丝纳米纤维用于组织再生方向颇有建树,能否向我们介绍下课题组的研究成果?

莫秀梅教授:我们课题组有各种各样的静电纺设备,除了传统的静电纺,同轴静电纺,共轭静电纺之外,我们还自主研发设计制备了动态水流静电纺设备和连续纳米纱线制备设备。动态水流静电纺是用底部带孔的水盆接收纳米纤维,纺在水面上的纳米纤维可被水的漩涡捻成纱线,经收集后达到纳米纱支架,这种支架与纳米纤维相比孔径大孔隙率高,有利于细胞的三维长入和组织再生。连续纳米纱线制备设备是将正的静电发生器产生的纳米纤维和负的静电发生器产生的纳米纤维经中间旋转的漏斗抱和成纱线,由此得到的纱线可以连续卷绕成团,从而得到连续纳米纱线,此纱线可进一步针织成组织工程支架。基于上述静电纺技术我们制备出胶原蛋白和壳聚糖复合纳米纤维,成功地用于大鼠背部皮肤缺损的修复;制备出胶原蛋白-壳聚糖-P(LLA-CL)复合纳米纤维管状支架,成功地用于狗的股动脉修复;制备出丝素蛋白-P(LLA-CL)复合纳米纤维管状支架,成功地用于大鼠坐骨神经的修复;利用动态水流静电纺制备出胶原蛋白-P(LLA-CL)复合纳米纱支架,成功地用于兔子的髌腱再生;制备出纳米纱和纳米纤维双层管状支架,成功地用于兔子的气管软骨再生。最近我们结合静电纺技术和冷冻干燥技术,将静电纺纳米短纤维冷冻干燥得到三维多孔支架,经过热交联后,支架可显示出回弹性,此支架也被成功地用于兔髌骨软骨的再生。我们在静电纺纳米纤维用于组织再生的研究成果获得了2015年上海市自然科学三等奖。

ESPUN:您课题组在这些领域的研究能取得这些丰硕成果的原因是什么?

莫秀梅教授:我们课题组在这些领域的研究能取得这些丰硕成果的原因之一就是选对了静电纺丝技术用于新型组织工程支架制备这一研究方向,静电纺丝纳米纤维具有细胞外基质类似的纳米丝状结构,能促进组织的再生,因此在此领域我们的路越走越宽。还有一个原因是我们课题组成员对静电纺丝用于组织工程领域的热爱,我们的研究生都因为喜欢这个领域而进入我的课题组,他们做出优秀论文后都找到了满意的工作或高薪读博后。最后一个原因是我们不懈的努力,我们一直有不仅要做的好还要做的更好的信念。

ESPUN:这些研究成果在学术界价值是什么呢?应用前景在哪里?与其他成果的显著进步在于哪里?

莫秀梅教授:在静电纺丝研究之前,组织工程支架制备方法是传统的相分离和粒子沥滤等方法,静电纺纳米纤维为组织工程支架制备提供了新方法,并且纳米纤维组织工程支架可以仿生组织细胞外基质的纳米丝状结构,促进组织再生。我们的研究成果在学术上推进了组织工程学科的发展,同时也具有极大的应用价值。广州迈普再生医学公司已经将PLA纳米纤维开发成硬脑膜医用产品。与传统的静电纺产品相比我们制备的纳米纱支架明显地促进了组织的三维增长, 并且与冷冻干燥技术结合我们得到了三维纳米纤维多孔支架,使骨和软骨这些三维组织的再生成为可能,克服了传统静电纺只能得到膜状支架的局限。

ESPUN:课题组未来计划如何加强这一领域的研究,打算在哪些方向上还有出重大成果的计划?

莫秀梅教授:本课题组还将加强在静电纺纳米纤维用于组织再生领域的研究,扩大与各大医院的合作,解决医生根据临床需要提出的组织再生对支架材料的需求问题,提供理想的组织再生纳米纤维支架。打算在三维多孔支架用于骨组织再生上做出成果,在纳米纱线用于医用缝合线上做出成果,和在纳米纱线针织支架用于组织再生上做出成果。

ESPUN:您在电纺丝领域的这一系列成果是否有产业化可能呢?您目前有计划吗?

莫秀梅教授:我在电纺丝领域的这一系列成果是具有产业化可能。我们最先和上海松力公司合作的P(LLA-CL)-纤维蛋白复合纳米纤维已经由松力公司推进到临床实验阶段,被用作疝气补片。济南一家公司在与我们合作将丝素-PCL纳米纤维用于伤口敷料。另外烟台一家公司希望开发我们的神经导管。

ESPUN:您对您研究的纳米材料领域有何展望?或者对静电纺丝/纳米材料的未来发展趋势有何预测?

莫秀梅教授:静电纺纳米纤维经过10多年的发展其研究处于深入阶段,其产业化处于展开阶段,成熟了的研究结果,正被企业用于产品开发。研究促进开发,开发为研究提供新课题,正处于良性循环。据我所知上海一家公司正在开发静电纺纳米纤维血管产品,北京一家公司正在开发纳米纤维牙再生膜产品。上海典范医疗科技有限公司已经把静电纺纳米纤维防黏连膜推向临床应用。静电纺丝设备设计制造在我国已经很成熟,静电纺医疗应用产品正在全面开发中。静电纺丝/纳米材料的未来发展趋势良好。

ESPUN:您对有志从事该领域科学研究的学生有什么建议?

莫秀梅教授:建议对静电纺丝有兴趣的学生们尽快进入静电纺纳米纤维领域,不仅目前有许多有关静电纺丝的研究课题做,将来也会有许多静电纺丝技术岗位为毕业生提供,我们国家静电纺研究发表文章篇数已经排在世界第一,研究领先世界,产业化也领先世界,将来会需要许多这方面的人才。          

文章关键词: 静电纺丝,组织工程
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