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美国国家工程院院士Nicholas A. Peppas教授做客第94期大师讲坛

作者:时间:2017-11-09摄影:来源: 点击数:


  11月6日,美国国家工程院和医学科学院院士、美国德州大学奥斯汀分校讲席教授Nicholas A. Peppas教授在图书信息楼八楼报告厅做客第94期大师讲坛,为交大师生带来题为“Biomedical Engineering Solutions for Patient Therapy Using Advanced Biomaterials”的精彩报告。

报告开始前,“科普三分钟”特色栏目以短视频的形式,向在座观众介绍了基于纳米技术的智能生物材料学在医学领域应用的基本概念和进展。

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讲座中,Nicholas A. Peppas教授首先从心脏移植的历史介绍了生物医学工程原理与技术在临床疾病治疗中的应用,引出了生物医学工程的重要研究领域——生物材料及其重要地位。他介绍,许多生物医学工程问题的先进解决方案需要用一种纳米技术、先进的生物材料和分子生物学协同交叉融合的方式来实现标向和有效的疾病治疗工具。工程智能凝胶/生物材料的分子设计首先通过控制结构、识别和特异性在协调和复制复杂的生物和生理过程发挥作用。最新在RNA干扰和蛋白质递送方面的发展已经可以直接针对蛋白释放的特异位点, 应用可感应环境的聚合物,通常在调节方式和改善它们的粘附和细胞识别行为方面实现pH值或者温度触发的释放。紧接着,他介绍了他们设计和合成的新颖的交联网络具有蛋白质释放能力和人工分子结构,具有生物分子的特异分子识别能力。基于一种生物相容的合成物的三维立体定向结合的分子印迹和微印迹技术可为智能药物递送、药物寻靶和组织工程制备仿生材料。之后,他介绍了他们团队在液体媒介中通过分子印迹技术成功合成的一种新颖的基于共价分子直接相互作用形成的葡萄糖和蛋白质结合的分子。他们研发了一种结构优越的材料作为RNA干扰有效载体用于治疗Crohn氏病和溃疡性结肠炎,取得了很好效果。 

他总结到,新型智能生物材料及其生物医学应用研究对于组织工程、药物递送释放与临床治疗十分重要。工程化新型智能生物材料可以为组织工程提供生物相容性支架,调节细胞与细胞、细胞与细胞外基质的相互作用,促进组织修复,在再生医学领域有广泛的应用前景。

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在互动环节中,Nicholas A. Peppas教授回答了有关生物材料学设计理念以及在生物医学领域应用等问题。他的回答体现了博学和严谨的治学态度,令在场师生感到由衷的钦佩。

讲座最后,大师讲坛学生组委会向Nicholas A. Peppas教授赠送了精心制作的泥塑人像作为纪念品,以表达交大学子对他到访由衷的感谢和诚挚的祝福。他也应邀留下大师手印,并与师生合影留念。

 

【嘉宾简介】

Nicholas A. Peppas,美国国家工程院院士,美国国家医学院院士,美国国家发明家学院院士,美国艺术与科学院院士,法国国家科学院院士和西班牙皇家科学院院士。他是美国德克萨斯大学奥斯汀分校(UT Austin)生物医学工程系前系主任、该校工程学讲席教授(Cockrell Family Regents Chair in Engineering)。他现任生物材料科学与工程国际联合会主席和美国科学进步协会工程分会主席等多个学术职务。他先后获得美国化学工程师学会创始人奖、William Walker奖和Jay Bailey奖等奖项,并于2008年被评为当代百名化学工程师。他还曾荣获美国生物医学工程杰出科学家奖、美国医学与生物工程院Galletti奖、美国生物材料学创始人奖、Clemson奖和Hall奖众多奖项。

 

【背景介绍】

经过数亿年的自然演化与优胜劣汰,地球上形成了由动物、植物和微生物组成的绚丽多彩的生态系统。每一种生物体,都是由多种生物材料组成的,它们以优化的协同方式实现生命功能。生物材料大都属于复合材料,有的由多种有机成分复合而成,有的由有机相和矿物质组成。生物材料往往具有从分子、纳观、微观到宏观的多尺度多级结构特征,并在各个层面上实现了优化,以有利于其生存的综合性能为目标。此外,生物材料具有自我调节、主动式微结构演化、损伤修复等功能。生物材料这些特性为新的生物材料制备、结构优化和性能改进等方面提供了创新源泉。随着生物医学技术的快速发展,对用于治疗、修复或替换病损组织、器官或增进其功能的医用生物材料提出了更高要求。生物材料学研究在对天然生物材料深入了解的基础上,设计出具有更多优异性能和功能的材料、器件和结构。

近二十年来,随着微纳米技术和计算机技术的快速发展,人们掌握了越来越先进的手段用以观察、测量、分析、表征和模拟在更微小尺度上的材料结构、特性和功能,也发展了多学科融合的生物医学工程技术以合成和制备新型智能微纳米材料,用于治疗、修复或替换病损组织、器官或增进其功能,促进生物医学的发展。

Nicholas A. Peppas教授是世界著名的生物材料学家。在四十多年的科研实践中,他在生物材料、高分子物理、药物递送、生物纳米技术及其医学应用方面做出了重要贡献,于2012年获美国国家工程院创始人奖(领域最高荣誉)。

【作者】姜宗来

【摄影】陈超

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