我校生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院與材料科學(xué)研究所聯(lián)合團(tuán)隊(duì),在國(guó)際知名期刊《生物材料科學(xué)與工程前沿》上,發(fā)表了題為《組織工程支架的純化策略:從基礎(chǔ)原理到臨床應(yīng)用挑戰(zhàn)》的綜述文章,系統(tǒng)性地回顧和展望了生物活性材料——特別是用于組織再生的支架材料——在純化技術(shù)方面的最新進(jìn)展與未來方向,彰顯了我校在該交叉學(xué)科的深厚積累與前沿視野。
文章深入剖析了組織工程支架作為生物活性材料的核心地位。理想的支架不僅需要具備良好的生物相容性、可控的降解性與匹配的力學(xué)性能,其純度更是決定其安全性與功能性的關(guān)鍵。微量的殘留溶劑、未反應(yīng)的單體、催化劑或加工過程中引入的雜質(zhì),都可能引發(fā)炎癥反應(yīng)、免疫排斥或干擾細(xì)胞行為,最終導(dǎo)致組織再生失敗。因此,高效的純化工藝是支架從實(shí)驗(yàn)室走向臨床應(yīng)用的必經(jīng)之路,也是當(dāng)前生物材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)與難點(diǎn)。
本綜述首次從“材料來源與制備工藝”的源頭出發(fā),對(duì)純化需求進(jìn)行了分類梳理。文章詳細(xì)比較了針對(duì)不同材料體系(如天然聚合物膠原/殼聚糖、合成聚合物PLA/PGA、以及生物陶瓷等)和不同制備技術(shù)(如靜電紡絲、3D打印、相分離、氣體發(fā)泡等)所產(chǎn)生的特征性雜質(zhì),并指出“一刀切”的純化策略并不可行,必須發(fā)展材料與工藝特異性的純化方案。
在系統(tǒng)梳理現(xiàn)有純化技術(shù)方面,文章涵蓋了物理方法(如超臨界流體萃取、透析、超濾)、化學(xué)方法(如溶劑置換、化學(xué)洗滌)以及組合工藝。團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)分析了新興的綠色純化技術(shù),如超臨界二氧化碳流體技術(shù),因其無溶劑殘留、操作溫度溫和、穿透性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),在去除內(nèi)部孔隙雜質(zhì)方面展現(xiàn)出巨大潛力。文章也強(qiáng)調(diào)了在線監(jiān)測(cè)與過程分析技術(shù)對(duì)于實(shí)現(xiàn)純化工藝標(biāo)準(zhǔn)化、可控化的重要性。
除了工藝本身,綜述創(chuàng)造性地提出了“功能化純化”的概念。即純化過程不應(yīng)僅僅被視為去除雜質(zhì),更可作為一個(gè)功能化修飾的契機(jī)。例如,在純化過程中同步引入特定的生物活性分子或進(jìn)行表面拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)修飾,從而在“清潔”支架的一步到位地賦予其誘導(dǎo)細(xì)胞定向分化或血管化的能力,簡(jiǎn)化生產(chǎn)流程,提高支架的性能效率比。
文章直面臨床轉(zhuǎn)化的核心挑戰(zhàn)。團(tuán)隊(duì)指出,當(dāng)前從實(shí)驗(yàn)室規(guī)模到工業(yè)化放大生產(chǎn)過程中,純化工藝的穩(wěn)定重現(xiàn)性、成本控制以及符合藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范(GMP)的驗(yàn)證體系,是制約生物活性支架產(chǎn)業(yè)化的主要瓶頸。未來的研究需要材料科學(xué)家、化學(xué)工程師和臨床醫(yī)生更緊密地合作,建立從材料設(shè)計(jì)之初就融入可純化性考量的“設(shè)計(jì)-制備-純化-驗(yàn)證”一體化研發(fā)范式。
該綜述的發(fā)表,不僅為國(guó)內(nèi)外同行提供了清晰的技術(shù)路線圖,也標(biāo)志著我校在生物活性材料與組織工程這一戰(zhàn)略前沿領(lǐng)域,已從跟蹤模仿進(jìn)入引領(lǐng)部分方向發(fā)展的新階段。相關(guān)工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目及學(xué)校“雙一流”學(xué)科建設(shè)經(jīng)費(fèi)的持續(xù)支持。團(tuán)隊(duì)表示,將繼續(xù)深耕于此,推動(dòng)更安全、高效、智能的下一代組織工程支架從實(shí)驗(yàn)室走向病床,造福患者。
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更新時(shí)間:2026-04-18 16:58:12
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