【摘要】隨著科技的不斷進步，「仿生技術」逐漸成為業界重要的研究方向。其中，生物礦化及生物仿生便是其中一種，也為人們的生活提供了更多可能性。比如，利用生物礦化及仿生技術製成的血管、人造心臟、人造骨、人造皮膚等，為無數患者帶來生的希望。
感受基層故事，聆聽一線從業者新年心聲。今天，讓我們走近一位口腔醫院正畸科的一線研究員，感受她從事「生物仿生」研究的勵志故事。
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光明網記者 李政葳
科學家從螢火蟲發光器的結構中獲得靈感，通過合成螢光素和螢光酶製造出了生物燈具，並廣泛應用在不能利用電源的危險環境中……這段科技趣談幾乎眾所周知，雖然聽起來帶有幾分科幻色彩，但仿生技術離我們並不遙遠。
北京大學口腔醫院正畸科研究員劉燕，就是這一領域的一位從業者，重點研究生物礦化及生物仿生納米材料製備，並將研究重點放在牙骨礦化機理以及生物仿生納米材料的實際應用上。
年終歲尾，聊起自己最近的動態，劉燕說，現在正在對生物仿生納米材料的臨床轉化進行深入研究，「儘管要走的路還很長，但已經做好了準備，隨時迎接科學的挑戰」。
其實，劉燕結緣「科研」工作，與家庭環境密不可分。劉燕的叔叔是我國口腔領域的知名專家，從小在叔叔的影響下對口腔知識有了廣泛了解，也正是在這樣的薰陶下，「科研」兩個字從小就在劉燕心裡扎了根。
2006年，劉燕進入華中科技大學同濟醫學院碩博連讀。期間，作為聯合培養博士，劉燕前往美國喬治亞醫學院牙學院繼續科研之路，並對生物礦化機理及生物仿生納米材料在口腔疾病中的應用進行了深入探索。
儘管剛到異國他鄉還沒完全適應，但劉燕的身心早已撲在了科研上。在畢業前，以第一作者身份在Advanced Materials、Biomaterials及Acta Biomaterialia等國際頂尖材料雜誌上，發表了8篇高質量學術文章。
不管走多遠，劉燕都想用所學知識更好地回報祖國。2011年博士畢業後，劉燕回國來到北京大學口腔醫院正畸科進行了兩年的博士後深造。
提及剛到口腔醫院時的情景，劉燕仍記憶猶新。「那時正畸科實驗室還沒建立，很多研究都無從下手，幾乎一切都是從零開始。」劉燕說，為了能夠進行實驗研究，只能到處「借」實驗室，在其他科研人員使用完畢後利用空隙時間使用儀器。那時，她常常凌晨4點就要起床前往實驗檢測中心，做完實驗後又要馬不停蹄地迎著朝陽趕往北京大學口腔醫院上班。
在這期間，劉燕對研究方向進行了擴展。起初自己主要針對牙釉質和牙本質的礦化進行研究；後來，在此基礎上，將研究重點轉向了牙骨。牙齒與口腔內的骨有著異曲同工之妙，其本質都是礦化組織，她在經過系統研究後發現，在進行正畸治療中，要想移動牙齒，常會與骨頭發生「衝突」，因此牙與骨需要相互配合，這同樣也是正畸的重要原理。
諸多的「奇思妙想」亟待付諸實踐，劉燕也迫切想要利用生物礦化技術為口腔疾病治療打開一扇新的大門。「做科研的最終目的是什麼，還是要讓研究成果能應用於臨床治療，切實服務更多的人。」劉燕說。
事實上，對於整個口腔研究領域而言，如何高效實現頜面部的骨再生一直是亟需突破的研究瓶頸。劉燕的課題組經過仔細研究決定，從微納米水平入手，對天然骨組織的各級結構及胚胎發育進行仿生模擬，以便為宿主細胞提供類似天然的微環境。
為此，他們通過理論計算與熱動力學控制，最終體外重組了天然骨的多級結構。這種仿生合成的支架材料具有天然骨樣的應力分散能力及降解速率，且能調節免疫微環境並促進宿主細胞的招募，實現了內源性骨再生。這一系列成果，也相繼發表在了國際頂尖學術期刊上。
目前，劉燕團隊正在通過改進材料的理化及生物功能以適應臨床不同類型組織缺損修復。比如，感染性骨缺損、牙周複合組織缺損等, 希望推動這種仿生材料能應儘早用於臨床，解決植入材料進口依賴價格昂貴等問題，不斷造福廣大患者。
從本科、碩士、博士再到博士後，劉燕先後入選2018年科技部中青年領軍人才、2019年國家「萬人計劃」青年拔尖人才，並獲得了北京市科技新星、第一屆全國口腔優秀青年、國際口腔傑出青年學者一等獎及世界華人青年研究學者一等獎等榮譽。
除了科研成果遍地開花，劉燕也沒有忘記自己的另一份職責。採訪中，她不止一次提到自己在美國研究期間導師自由而又不失嚴謹的教學風格，以及回國後北京大學口腔醫院前輩們認真負責、充滿活力的科研作風，這也讓她對培養學生有了獨到的理念。
「只要有價值、有意義的研究方向，哪怕當時看起來是不可能完成的事情，我也會鼓勵學生去嘗試。」如今，劉燕的團隊已有十多位成員，每個人都找到了自己所擅長的研究方向。多年來，團隊運作模式靈活、合作融洽。
站在2020年的路口，劉燕期待能在生物礦化及生物仿生納米材料的製備這片神奇土地上，繼續縱橫馳騁，也期待科研團隊取得更多自主創新成果，「追逐簡單自在的科學快樂」。
[ 責編：王宏澤 ]