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川大教授改写生物材料定义

2018-06-14 06:54   来源: 华西都市报   编辑: 孙仲秋(实习)   责任编辑: 马兰

50多位中外院士齐聚成都,参加“第二次生物材料定义大会”。

中国工程院院士张兴栋是此次会议发起人。

6月11日至12日,在由国际生物材料科学与工程学会联合会主办的“2018生物材料定义会”上,来自美国、澳大利亚、加拿大、英国等17个国家和地区的50多位生物材料领域领军专家齐聚成都,其中亚洲代表占了40%以上,中国代表就有十来位。

此次会议的发起人和主席是四川大学教授、中国工程院院士张兴栋,他同时也是美国国家工程院外籍院士、国际生物材料科学与工程学会联合会主席。“2018生物材料定义会”是“第二次生物材料定义大会”。第一次定义会在32年之前召开,当时,不仅中国,整个亚洲都没有专家出席,而这一次会议能够定在成都召开,用美国工程院院士、美国医学院院士詹姆斯·安德森教授的话来说,这是中国生物材料界国际地位显著提高的标志,意味着中国乃至亚洲在生物材料领域中的崛起!

据了解,张兴栋院士建议的“组织诱导性生物材料”经大会投票通过后作为新定义列入了“生物材料定义”,这也是由我国科学家首次提出的生物材料定义。

据悉,“2018生物材料定义会”成果将以专著形式公开出版发行,书名为《二十一世纪生物材料定义》。

中国崛起

时隔32年在成都召开的大会

制定“世界通用标准”

据介绍,生物材料经过接近70年的发展,目前已经在人类生活中发挥了重要作用。

上世纪80年代,生物材料学科基本形成,1986年,欧洲生物学会召开了第一次定义会。当时64位参会代表来自12个国家和地区,但均来自欧洲和美国,中国乃至整个亚洲都没有专家出席会议。会议对于生物材料学科的内涵进行了讨论,提出了系列化的定义。1987年,全球第一本“生物材料定义”书籍出炉,这是全球从事生物材料领域的专家学者的通用指南,也为政府的管理提供了决策依据。

但是随着科技的快速发展,全球生物材料领域已经发生了翻天覆地的变化。张兴栋院士提到,生物材料是一个多学科交叉的领域,经过几十年的发展,对它的认识已经大大深化,新材料、新技术和新领域大量涌现,1987年的定义应当重新审定、修改和完善,萌生的新领域需要规范化和制订新的定义,才能使生物材料科学与产业正常发展。

张兴栋院士举了一个例子:生物3D打印是生物材料发展的一个颠覆性技术,其中活体细胞是最重要的原料。细胞是材料吗?生物材料是否属于生物医药领域?由于缺乏明确的定义,所以全世界不同国家在执行中也有不同的理解和标准,这对于生物材料学科的发展十分不利。于是,重新考虑生物材料定义已经迫在眉睫。这一次,中国的科学家掌握了话语权。全球生物材料领域最顶尖的专家都汇聚到了成都,这是对中国的认可。

美国工程院院士、美国医学院院士,中国工程院外籍院士加图·洛朗森教授,是肌肉骨骼组织再生领域的专家。他在接受华西都市报-封面新闻记者采访时提到,这次会议具有高度的权威性和广泛性。张兴栋院士是国际生物材料科学与工程学会联合会主席,所以把会议举办地放在了成都,但深层次的原因是,中国在生物材料领域已经登上了世界舞台,这是17个国家和地区的几十名专家、院士愿意齐聚成都的理由。

改写定义

引领现代生物材料发展新方向

中国专家取得世界话语权

如此重要的会议到底讨论了什么?对生物材料规范提出了怎样的新定义?

张兴栋院士说,比如某一个人身患癌症,他原来是通过吃药来治疗,但是药物进入肠胃之后会被胃酸作用,治疗效果会打折扣;但是如果通过靶向输运和控释,把药物装进一个载体里,精准地传输到病灶区,药物慢慢地释放,可以持续很长时间。不仅降低了药物的使用量,也提升了治疗效果。这是生物材料领域的一大进步,也是一个比较新的领域,也是此次大会上所有专家达成共识的内容。

在生物材料领域还有一个曝光率很高的词语——组织工程。以前的材料放进人体,例如一块不锈钢,或者一块陶瓷,尽管能够恢复被损坏的人体组织的形态,也能够恢复简单的力学功能,但是它是异物存在于体内,寿命是不长的。而现在,经过骨诱导技术,可以长出一块新的骨头,这就成为人体组织的一个部分了。

再比如生物3D打印,可以将活体细胞装入支架材料,使之成为一个活体器械,植入体内诱导组织再生;生物芯片植入到身体里,能够反映出人体的各种信息,这些技术都是在最近几十年里生物材料新发展的领域。因此,让全世界最有话语权的专家们共同认可这些新型前沿技术非常重要。

这些新兴领域都改写了原有的“生物材料定义”,为将来生物材料领域的发展提供了科学依据,也是现代生物材料发展的方向。

值得庆贺的是,张兴栋院士提出的“组织诱导性生物材料”被列入了“生物材料定义”,这也是我国首次提出的生物材料定义。张兴栋院士对此解释,就是材料植入人体后,可以刺激人体发生特定反应,调动人体的自我完善修复功能,再生人体组织或器官。

曲折之路

划时代的医学材料发现被误解

曾有人要他退回自然科学基金

其实,张兴栋院士的“骨诱导技术”遇到了太多的挫折。1983年,张兴栋开始开展生物活性人工骨(牙)及涂层植入体研究,1991年,他发现并确证无生命的多孔磷酸钙陶瓷具有生物活性物质特有的诱导骨再生的作用,提出“骨诱导性生物材料”。简单来说,就是把一种磷酸钙生物陶瓷植入体内,隔段时间陶瓷就会转变成人的新骨头,并慢慢消失。当时全世界没有任何人认同他的观点。“一个学物理的,他懂分子生物学吗?真是一个怪异的想法。”对于学固体物理的张兴栋来说,他承受了巨大的压力,甚至有人说,他拿到了自然科学基金,降低了整个中国自然科学基金的水平,要求取消他的资格。

科学界之所以有如此强烈的反对声音,是因为传统观念认为,只有活性生物物质才可以诱导骨和组织的形成,无生命的材料是不可能做到这一点的。

在各种质疑声中,张兴栋冷静地推进自己的研究。2008年,在第八次世界生物材料大会上,他的研究报告被列为大会“第一个报告”。经过多年的努力,他的理论终于得到国际生物材料科学界的认可。日本学者小久保正评价道:“划时代地宣告再生医学中骨诱导材料的到来!”

目前,张兴栋院士的这项技术已经被全世界所认同,陶瓷、金属经过优化设计和处理都可以“诱导”骨头生长,他的“软骨诱导性材料”已经在临床试验中,应用他的理论,其他单位已证明材料亦可以诱导断裂的韧带再生。截至目前,30多万例病人使用了张兴栋团队研发生产的骨诱导材料,全国80%以上的人造关节都在使用他发明的材料涂层技术。

最值得庆贺的是,由于“组织诱导性生物材料”被写进了“生物材料定义清单”,这将为下一步这项技术在全球的推广提供支撑。

曾经有一位浙江小伙子给张兴栋写信表示感谢,他的下巴因故短了一截,脸庞看上去极不正常,张兴栋利用“骨诱导技术”,让小伙子的下巴“长”了出来。张兴栋的技术,换来了小伙子的新生。“骨诱导技术”是张兴栋院士的杰作,他被选为美国工程院院士的理由之一是,他在生物材料领域为世界做出了卓越的贡献。

原标题:川大教授改写生物材料定义

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