以交叉科技揭示“生命密碼”

孫雅琴

隨著生物材料科學(xué)和技術(shù)的急速發(fā)展，我國生物醫(yī)用材料行業(yè)市場的需求日益增長，現(xiàn)代醫(yī)療對高技術(shù)生物材料的要求也隨之水漲船高，這對相關(guān)從業(yè)人員來說，既是機遇，也是不可輕視的挑戰(zhàn)。為肩負(fù)起這份重任，在實驗室中孜孜不倦、朝乾夕惕地追蹤前沿，正是河海大學(xué)機電工程學(xué)院副教授朱曉璐的生活常態(tài)，帶領(lǐng)團隊奮斗在提高生物材料設(shè)計和制備工藝的道路之上，他樂此不疲。“一切都為更好地滿足我國健康事業(yè)和相關(guān)交叉技術(shù)行業(yè)的發(fā)展需求。”他說。

提到生物材料，就不得不提到其中極為關(guān)鍵的微納生物制造技術(shù)。作為面向組織工程與再生醫(yī)學(xué)的技術(shù)，它是醫(yī)工交叉領(lǐng)域中的一個重要研究方向，其研究內(nèi)容涉及生物細(xì)胞、組織和器官在微觀尺度下與人工材料之間相互作用的基礎(chǔ)規(guī)律，以及理性的系統(tǒng)控制方法及相關(guān)工程技術(shù)等。微納生物制造技術(shù)的研究目標(biāo)包括：對因疾病或外傷導(dǎo)致的組織器官損傷進行修復(fù)、組織和器官微結(jié)構(gòu)形成的關(guān)鍵科學(xué)因素確定，以及干細(xì)胞力學(xué)及生物學(xué)特性的形成機制和調(diào)控技術(shù)等。

本科時期，就讀于東南大學(xué)機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)的朱曉璐還并未接觸微納機械，但憑著對傳統(tǒng)機械專業(yè)的興趣，他在東南大學(xué)一扎根就是11年。其間，為拓寬自身科研視野，他選擇前往美國加州大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）進行交流學(xué)習(xí)。在那里，他開始學(xué)會如何從本源問題上去創(chuàng)新，逐漸走出模仿和跟隨研究的思維框架。不僅如此，他還同時樹立起了“做科研，需要大膽開拓想象”的信念。畢業(yè)之后，初出茅廬的勇氣使朱曉璐選擇挑戰(zhàn)自己，加入了彼時還未建立起生物制造相關(guān)專業(yè)的河海大學(xué)，投身于這片藍(lán)海。

初入河海大學(xué)，朱曉璐第一次切實感受到什么叫作“從零開始”——實驗設(shè)施的缺乏、相關(guān)人員的缺位一度令他束手，“做個形象的比喻就是要從毛坯房開始裝修，那時候是真的很迷?！?。然而，最慢的腳步不是跬步，而是徘徊;最快的步伐也不是沖刺，而是堅持，朱曉璐深諳此理，他開始一步一個腳印地填充實驗室，一步一個臺階地謀求發(fā)展。終于，他在堅守中迎來了重要進展：近年來不僅陸續(xù)主持了國家自然科學(xué)基金項目及江蘇省自然科學(xué)項目等，且在項目執(zhí)行過程中，通過設(shè)計制備特定的水凝膠基質(zhì)材料，實現(xiàn)了組織微結(jié)構(gòu)的動態(tài)自組織成型過程的調(diào)控;另一方面，他還帶領(lǐng)團隊提出采用納米聚簇交聯(lián)法設(shè)計制備水凝膠，發(fā)現(xiàn)并證實了聚簇交聯(lián)水凝膠對干細(xì)胞力學(xué)特性的理性調(diào)控能力。這對于研究細(xì)胞與外基質(zhì)之間力學(xué)作用，以及干細(xì)胞治療過程中微循環(huán)改善等提供了新的思路。

迄今，相關(guān)課題成果已發(fā)表于《生物制造》（Biofabrication）、《先進材料界面》（Advanced?Materials?Interfaces）及《生物工程雜志》（Journal?of?Biological?Engineering）等期刊。此外，朱曉璐還帶領(lǐng)學(xué)生進行面向產(chǎn)業(yè)的原位細(xì)胞觀測與分析儀器的技術(shù)開發(fā)，一方面革新了現(xiàn)有行業(yè)產(chǎn)品的功能體系，對自己實驗室的研究工作起到了支撐作用，另一方面通過逐步優(yōu)化，在現(xiàn)有行業(yè)市場形成了獨特的技術(shù)優(yōu)勢，目前此儀器正在進行產(chǎn)業(yè)化工作。

據(jù)朱曉璐介紹，微納制造技術(shù)在生物醫(yī)療領(lǐng)域擁有廣闊的應(yīng)用前景，也因此可被大膽地看作是“下一次工業(yè)革命”的重要組成部分。它不僅為生命科學(xué)與微觀科學(xué)領(lǐng)域提供了一種可靠的探索工具，且為人類解讀“生命密碼”打開了一片全新天地。執(zhí)此觀點，朱曉璐表示未來將繼續(xù)前行于深挖微納技術(shù)的發(fā)展?jié)摿χ飞?，助力人們進一步邁入微型化的交叉領(lǐng)域新世界。

（責(zé)編：關(guān)弋）