未来20年 生物材料改变人类

2012-06-03 09:56 · lobu

传统的生物材料时代已经结束,“中国的生物材料发展离不开世界,世界的生物材料繁荣也离不开中国”。


昨日,第九次世界生物材料大会正式进入学术讨论阶段,国际工程科技发展战略高端论坛同步举行,近30名国内外顶尖专家共同探讨生物材料科学与工程的现状、未来及发展战略。

中国工程院院士、中国工程院院长周济在论坛上表示,随着科技与新技术的发展,进行宏观思考和战略研究,畅想未来20年生物材料的发展前景非常必要。中国工程院院士、四川大学校长谢和平也称,传统的生物材料时代已经结束,“中国的生物材料发展离不开世界,世界的生物材料繁荣也离不开中国”。

国际生物材料科学与工程学会联合会主席、美国医学院和工程学院院士、法国药学院院士尼古拉·佩帕斯在会上呼吁学界加强跨学科合作。“我们不仅仅是生物学家、化学家,我们要找到共同的理念,去共同应对问题。”他谈道,生物材料的研究不仅是科学界的问题,还和公共政策、法律、监管部门的参与密切相关,而跨学科合作将是这种融合的开端。

美国科学院、医学院院士詹姆士·安德森则以“超越生物材料”为话题,强调了跨学科视角在教育中的重要性。英国皇家学会会员、皇家工程院、皇家医学院院士威廉·邦菲尔德从另一个角度谈到了多领域融合,他称,科学不仅仅是由好奇心推动的,重要的是要向社会证明它的价值。

美国斯蒂文斯理工学院副教授王红军

人造皮肤也有自己的血管

王红军原是我国最早研究皮肤组织修复工程的专家,今年他带着团队最新研究成果来到第九次世界生物材料大会。

王红军介绍,人工皮肤起于上世纪80年代,经历了“非活性材料”制成的人造皮肤到“异体细胞”制成的人造皮肤的过程,“现在已经实现了自体细胞的移植,但自体细胞皮肤培育时间太长,需要1个月时间,而烧伤病人临床移植时间最多为3个星期。”

王红军称,为此他们研发了由人工材料和天然材料结合起来的新材料,只需两周就能够制作出自体细胞活性皮肤,力学性能也很好。

然而,目前人造皮肤的仿生功能离真正的皮肤还差得很远。

真正的皮肤有色素、毛囊、汗腺、血管、神经,这些功能人造皮肤都还没有办法实现。“人造皮肤现在主要用于一度烧伤和二度烧伤,要应用到三度烧伤上还很难。”王红军说:“三度烧伤要求移植过来的皮肤要血管化,能够与身体的血管相容,如果没有血管,皮肤移植过去也会很快死掉、脱落。”

“我们一直在研究怎么让汗腺、毛囊、血管、神经在人工皮肤里再生出来。”王红军说,“前期的工作,已经在研究或者动物实验上实现,也许再过五年,人造皮肤就能够真正血管化,也能长出毛孔了。”

中国工程院院士,骨外科学和骨科生物力学专家戴尅戎

让人工骨能够帮着修复伤口

戴尅戎昨日在接受记者采访时表示,骨科植入物正在向生物活性材料方向发展,不仅将具有固定伤处的作用,还将在未来起到促进愈合的效果,“人工骨目前已经具有杀菌的能力,未来或具有抗癌能力!”

“我们正在寻求的是具有生物活性的材料,帮助修复伤处。”戴尅戎举例,如果能够让植入物帮助修复,那么伤处的愈合便可以加快,“受伤的运动员就能够更快的恢复训练,不再影响他的运动生涯。”

骨科还面临着骨畸形或者骨肿瘤等更严重的问题,戴尅戎谈道,在这样的情况下,需要的则是切除原有的骨头后,换上人工骨和人工关节。戴尅戎说,可是目前针对有骨肿瘤的部位,不少的医生担心换上人工骨后被肿瘤再次感染,“未来这一担心可以免去,因为我们正在研发具有抗肿瘤功效的人工骨。”

美国国家工程院院士霍夫曼

未来生物材料可在人体内成长

霍夫曼教授同意接受记者独家采访后的第一句话是:“没问题,但是我们首先得离开这里,因为我实在太想抽烟了。”话毕,他拄着一根拐杖,健步如飞:“快点领我出去。”

这位不羁的学者霍夫曼已经是第三次来成都。这次,他将为全球生物材料界的顶尖人士带来一场公开演讲,“我要讲的,是未来的生物材料将会变得越来越小。”

霍夫曼谈道,生物材料的设计将立足于分子生物学,将来的发展趋势会更加“分子化”,研究将以纳米、皮米为单位。“我们现在在研究纳米技术,将来,更多的将是皮米技术。”

此外,他还预言称,“生物材料研究的未来在DNA。”对于DNA的认识越深入,人类便越可以设计出与人体更兼容、更有用的材料。这意味着今后放入人体里的,将是更加“自然”的材料它们会在人体中“生长”。

著名金属学及材料科学家,中国科学院、中国工程院院士师昌绪

中国是生物材料第一大市场

在会场,一位年过九旬的老人引起了记者的注意。这位穿着灰色西装、戴着助听器的老人,与会的许多教授、学者尊称他为老师,并纷纷要求与他合影。这就是著名金属学及材料科学家,中国科学院、中国工程院院士师昌绪。

谈到本次会议,老先生说:“我们在这个领域还很落后,必须要大力发展。”他称,现在很多生物材料都依靠进口,外国材料几乎占领了中国的市场:“一想到换支架,人们就想用外国的。一个支架,美国卖5万块钱,中国卖2万块钱,其实性能差不多,差价都被中间商赚了。但其实我们的也不比他们差。”

在师老先生看来,生物材料的市场巨大,他称:“中国人口多、老龄化严重,应该是第一大市场”。他解释道:“你看,人老了就要换器官。”又幽默地补充了一句:“不过我就没有换。”

法国药学院院士尼古拉·佩帕斯

人体植入芯片 喝多了会提醒你

对于生物材料的发展进程,尼古拉·佩帕斯表示非常感慨:“50年前,软性隐形眼镜还没有出现。”如今,随着智能生物材料的发展,未来人体甚至可以植入芯片,“芯片将信息回馈给电脑,以及时反映人体内部的情况,它可以告诉我们,你是否吃了太多的冰淇淋,或是饮酒过量。”

佩帕斯进一步解释道,目前的药品绝大部分都是淀粉,只有很小一部分是有效药物。借用计算机芯片的概念,在体内植入一个生物微芯片,上有一存放药物的小囊,可以智能地控制药物的释放。将芯片植入癌症部位之后,药物能够直接杀死癌症细胞,而不会杀死其他正常细胞。

当然,现在这个方法刚刚进入临床。它存在的问题是,芯片还比较大,可能会在体内产生排斥反应,那植入体内的芯片要不要取出来?解决思路有两个:一是尽量将芯片做得更小,最好只有指甲盖那么大;二是可以做成可降解材料。