清麗脫俗的氣質，平易近人的神態，很難讓人將她與枯燥乏味的仿生納米材料製備與硬組織生物再生等高科技研究聯繫在一起；簡單幹練的語言，執著堅定的目光，卻顯示出了她寄情於仿生科技的決心以及在自己的領域為人類健康做出貢獻的嚮往；自由靈動的授課方式，緊密融合的時代步伐，更讓我們看到了她讓科技創新與教書育人齊頭並進、各具特色的能力。她就是北京大學口腔醫學院研究員劉燕。
前沿科技，引領健康理念
作為當前國際生物技術領域的前沿和熱點技術，納米生物技術已經發展成為融合物理學、化學、量子學、材料學、電子學、生物學、醫學等眾多領域的綜合性交叉學科，尤其是在醫藥衛生領域顯現出了廣泛的應用前景和明確的產業化前景，很多國家甚至已經將納米生物技術作為21世紀的科研優先項目予以重點發展。一直主要致力於仿生納米材料製備與硬組織生物再生研究的劉燕，憑藉著非凡的科研能力，已經在這一領域取得了突出成果。
劉燕是2009—2010年美國喬治亞醫學院牙學院聯合培養博士，2011年畢業於華中科技大學同濟醫學院獲得博士學位。目前任北京大學口腔醫院研究員、博士生導師，入選了第四批國家「萬人計劃」青年拔尖人才、科技部中青年科技創新領軍人才、北京市科技新星等。在科研方面，至今已經發表SCI論文60篇，其中第一/通信作者31篇，主持國家及省部級項目10項，獲國際國內學術獎勵24項。尤其是她領銜的仿生礦化課題組，近年來首次成功組裝了具多級結構的骨仿生替代材料——具拓撲結構的纖維內礦化膠原，實現了頜骨大面積缺損的有效再生，為骨仿生材料的臨床應用提供實驗依據，在國際上引起廣泛關注。
從該課題的科研背景來看，在我國，由牙周病、腫瘤、外傷等造成的顱面骨缺損的發生率長期居高不下，給患者的生活質量、心理健康帶來一系列負面影響。如何高效實現頜面骨再生，提高患者的生活質量成為當前整個口腔研究領域急需突破的技術瓶頸。劉燕和課題組在研究中發現，合成生物相容性優越、成骨性能良好、降解速度適宜的骨樣結構的材料是實現骨再生與修復的關鍵。然而，傳統的骨組織工程支架材料僅僅是對天然骨化學組成的簡單模仿，並未再現天然骨組織的多級結構。
因此，課題組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合成模擬，從而獲得具有良好生物相容性及生物活性的骨替代材料，以便為宿主細胞提供類似天然的微環境，誘導內源性骨再生。基於此，劉燕帶領課題組通過理論計算與熱動力學控制，使用改良的「bottomup」仿生礦化法實現三維骨樣微納結構支架的合成，這種支架材料，能夠更好地促進幹細胞的粘附、增殖與礦化，且與天然骨具有類似的應力分散能力及降解速率。體內研究表明在此材料引導下生成的新骨量更高，分布廣泛，納米結構更成熟，尤其是新生骨膠原與天然骨膠原的排列及機械性能一致，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。
目前，該研究成果已經發表在國際頂尖學術期刊如AdvancedMaterials、AdvancedFunctionalMaterials、ACSNano等，簡化了傳統組織工程三大要素，僅需單一支架材料或幹細胞來源即可獲得與自體移植骨類似的骨再生效率，且將骨再生效率提高到傳統支架材料的3倍，並突破了骨缺損中心血管化技術瓶頸，實現了功能骨的再生。該研究成果受到權威期刊（如《自然材料》）的高度評價，認為是生物礦化和組織工程的最好的例子之一，並被知名科技媒體（AdvancedScienceNews、MaterialsViews等）廣泛報導，首次合成細胞礦化微球是一種有效的骨組織工程再生療法。
如今，劉燕正帶領課題組通過改進材料的理化及生物功能，進而適應感染性骨缺損、牙周複合組織缺損等不同臨床類型組織缺損修復，並希望儘早將這種仿生材料應用於臨床，解決目前植入材料進口依賴，價格昂貴等問題，幫助更多患者擺脫痛苦。
教研相長，打造順應時代新人才
近期，劉燕入選了2019年國家「萬人計劃」青年拔尖人才，作為國家層面實施的重大人才工程，國家「萬人計劃」始終堅持重點遴選自然科學、工程技術和哲學社會科學領域的傑出人才、領軍人才和青年拔尖人才，給予特殊支持。而能夠入選這一計劃，足以證明劉燕的科研創新能力。
其實早在劉燕攻讀美國GeorgiaHealthSciencesUniversity聯合培養博士期間，便已在導師FranklinR.Tay教授和毛靖教授的指導下，在國際上首次合成了具拓撲結構的單纖維礦化膠原，並以第一作者身份在AdvancedMaterials、Biomaterials等國際權威雜誌上發表了8篇文章。此後在北京大學口腔醫院進行博士後深造期間，在周彥恆教授的指導下，致力於口腔硬組織的生物礦化機理及生物再生的研究，在基礎理論和應用技術方面，均取得了重大突破。先後揭示胚胎骨礦化機理，提出聚羧酸及磷酸鹽雙靶向調控的仿生礦化新方法，實現傳統方法難以合成的礦化膠原納米結構並闡明其熱動力學機理；將牙本質礦化率由傳統的56.4%提升至93.8%；將骨再生率提高至傳統植骨材料的3倍且可媲美自體移植骨，並揭示了內源性骨再生的免疫機制。
對於這些成果的獲得，劉燕深知除了自身的努力，很大一部分來自於多位老師的悉心教導。如今已經成為一位博士生導師的她，總能將自己的學生放在第一位，指導博/碩研究生10餘名，其中，3名研究生以第一作者身份在影響因子10分以上期刊發表學術論文。這些學生還獲得了「北京大學優秀博士學位論文」「北京大學優秀畢業生」「北京大學優秀科研獎」等榮譽，並多次獲得「國家獎學金」，她覺得這是對自己教學最大的認可。在教學過程中，她總能以一名海歸教師的國際視野、卓越理念，用一種自由而不失嚴謹的教學風格，將自己多年積累的嚴謹治學、砥礪勤勉的科研態度與國內傳統高校教育相互融合，毫無保留地教授給學生，讓他們能夠緊跟科技時代步伐，形成自己獨特的學習和發展理念。
劉燕說：「只要是有價值、有意義的研究方向，哪怕當時看起來是不可能完成的事，我也會鼓勵學生去嘗試。」當確定研究方向後，她也不會要求學生按照常規的研究方法，從而避免將學生固定在一個框架內，而是激發學生的發散思維，為研究尋求突破口。當然，這一系列操作都是在正確研究思路的基礎上進行的。更令人欽佩的是，即使學生在研究上出現錯誤，她也不會輕易否定，而是在鼓勵與支持的基礎上，循序漸進地為學生找到問題源頭，再進行突破。
劉燕還鼓勵學生積極參加校內外的科技活動，在2019年北京大學口腔醫學院首屆「學生科研周」——「科研領航」學術沙龍上，她作為分享嘉賓之一，以「積跬步，至千裡，感受科研之美」為題，通過分享自己上下求索的科研經歷，使同學們了解到了科研中的苦與樂，同時強調了堅持不懈的探索精神，讓學生受益匪淺。
在這樣的努力下，劉燕團隊的幾十位成員都已經找到了自己所擅長的研究方向。而她知道在教學上的任務還遠遠未完，因此，只要學生有需要，她總能第一時間出現，幫助學生解除疑惑。在學生眼中，如同一位知心姐姐，共同學習，共同進步。
從黎明出發，我們會迎接燦爛的朝霞；從孕育開始，我們將邁向沉甸甸的秋實。一路耕耘，一路收穫，成功的謎底是奮拓者身後閃光的足跡。當我們驚羨於劉燕這朵花春華秋實悄然綻放的時候，不要忘記她背後的付出和汗水。近十年來，她始終堅持科研、教學齊頭並進，並不遺餘力，用自己的一片冰心為健康事業增光添彩。
撰稿：舒銘澤 江 珊 舒 鵬
（轉自《中國高新科技》雜誌2020年第11期）