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张胜民教授团队在3D打印专用生物材料和再生医学领域获进展

文章来源: 博亚体育app入口官网下载发布时间:2022-05-11 20:59
本文摘要:国际生物材料领域名列第一的期刊《生物材料》(Biomaterials)刊出了华中科技大学先进设备生物材料与的组织工程研究中心张胜民教授团队利用3D打印机专用生物材料顺利再造修缮关节软骨/骨综合病变的研究进展。该论文以杜莹莹博士和刘浩明博士为联合第一作者,张胜民和A.Mikos教授为联合通讯作者,王江林教授、马军副教授、杨琴博士等参予部分研究工作。

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国际生物材料领域名列第一的期刊《生物材料》(Biomaterials)刊出了华中科技大学先进设备生物材料与的组织工程研究中心张胜民教授团队利用3D打印机专用生物材料顺利再造修缮关节软骨/骨综合病变的研究进展。该论文以杜莹莹博士和刘浩明博士为联合第一作者,张胜民和A.Mikos教授为联合通讯作者,王江林教授、马军副教授、杨琴博士等参予部分研究工作。

该项成果凸显了三大亮点:一是使用具备几乎独立自主知识产权的3D打印机专用生物材料;二是利用3D打印机技术建构出有关节软骨/骨组织的简单仿生结构支架;三是仿生支架在需要预置任何活细胞和生长因子条件下,构建了关节软骨/骨综合病变的再造修缮。尤其是第三点,无活细胞和生长因子产品更加更容易被FDA、CFDA登记批准后,从而为构建该项技术的较慢转化成奠下了基础。

在3D生产浪潮仍未构成之际,张胜民率领团队大力研判和做到世界科技发展大势,落后布局生物3D打印机领域研究,获得了系列3D打印机专用生物材料核心关键知识产权。在3D打印机历史上,我校较慢原型生产团队仍然占有国内外该领域的最重要地位,特别是在3D大型生产设备和简单构件领域,作出了系列创造性贡献。但是,当时在生物3D打印机领域国际上仍难都有的突破。

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从2004年开始,团队就积极思考如何将我校在较慢成型生产领域强劲的标准化技术和学科基础转化成为生物3D打印机的独有优势这一最重要课题。研究找到,一段时间制约生物3D打印机发展的技术瓶颈是缺少限于的3D打印机专用生物材料。

这一点类似于我国在激光印刷领域的遭遇,其技术瓶颈不是生产打印机而是“墨粉”技术掌控在国外少数大公司手里。生物3D打印机领域堪称少有和缺乏这样的“生物墨粉”。课题组根据生物体的组织结构细致和高度多级有序的特征,明确提出并发明者了一系列“微纳生物砖—生物微球”、“生物墨水”及其生产技术,取得中国许可发明专利20余项。

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这些微球和微纳建筑单元可更进一步填充或携载活细胞、药物和生长因子。上述概念的明确提出和知识产权取得要早国内外同类工作7-10年左右。

目前该团队研发的系列3D打印机专用生物材料早已构建产业转化成和规模生产。基于上述发明者和转化成,团队同时在3D打印机专用生物材料前沿基础研究领域也获得最重要进展,成果公开发表在还包括《美国化学学会纳米》(ACSNano),《生物技术进展》(BiotechnologyAdvances)等国际一流期刊上,部分成果还被值得一提的是《先进设备身体健康材料》(AdvancedHealthcareMaterials)及《纳米尺度》(Nanoscale)等杂志的封面文章。

团队近期公开发表在《生物材料》的工作,挑战了关节软骨和软骨下骨综合病变再造修缮这项世界性难题,通过使用具备几乎独立自主知识产权的3D打印机梯度微球专用生物材料与选择性激光3D工件技术相结合,建构出以连续梯度微球为“建筑单元”的多层仿生关节软骨/软骨下骨缺损支架,已完成体内外生物安全性评价,然后植入指定动物模型展开研究,最后构建了关节综合病变部位的高质量再造修缮,并表明出有最重要的临床转化成前景。


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