生物新材料在體內可「再生」新骨 選擇性「凋亡」骨腫瘤細胞

2021-01-18 大眾網

義大利國家館的設計呈現出類似DNA的螺旋結構

  昨日,作為第十七屆中國西部國際博覽會的重要活動之一,「中意科技交流日——中意生物材料及新材料論壇」在蓉舉行。隨著國家「一帶一路」倡議的深入推進,四川與全球經濟發展、科技創新的聯繫越來越緊密,正加快融入世界創新鏈、產業鏈和價值鏈中。

  新材料如何助力「再生醫學」的發展?如何通過高分子載體,實現腫瘤藥物的「定位」輸送?論壇上,三位中國工程院院士以及來自義大利國家研究委員會、薩倫託大學的專家學者們,圍繞生物材料及新材料的技術前沿和成果落地,進行了全方位交流。此外,4家中、意企業進行了路演匯報,並對將來中、意企業合作的創新點進行了探討和嘗試。

  四川在再生醫學材料研究領域處於國際前沿水平

  通過無機材料能再造「人工骨」?未來,生物材料還可能重生皮膚、組織甚至器官?作為國際生物材料科學與工程學會聯合會主席,四川大學教授、中國工程院院士張興棟表示,在傳統觀念中,通過無生命的生物材料,來誘導生命組織和器官的形成,是不可能實現的,「但現在我們發現了一些新材料,可以不加幹細胞和生長因子,就能再生人體組織和器官。我們首次提出了這個新觀念,並證明了納米磷酸鈣材料在體內可以『再生』新骨,再生新骨被稱為『骨誘導人工骨』。」

  張興棟介紹,目前通過新材料可以再生新骨,完完全全是自己骨頭的再生與修復,進一步他們又發現了新材料還可以誘導「軟骨」形成。同時,國內其他研究機構相繼發現,一些新材料可以再生韌帶,甚至於再生神經,其適用範圍越來越廣。他表示:「從納米磷酸鈣入手,我們也在探索更多的生物新材料,用於再生醫學的研究和臨床試驗。」

  今年6月,由國際生物材料科學與工程學會聯合會主辦的「2018生物材料定義共識會」落地成都。張興棟介紹,該會議是第二次國際性生物材料定義共識會,來自國內外的頂尖生物材料專家齊聚蓉城,定下列入21世紀生物材料定義的內容。定義會上,張興棟提出的「組織誘導性生物材料」新定義被列入生物材料定義清單,成為我國首次提出的生物材料定義。

  張興棟表示,之前的生物材料定義基本都是西方提出的,「組織誘導性生物材料」的新定義被認可,代表著21世紀國際生物產業的發展方向和技術前沿,也表明國際上承認了中國在該領域的成就。「目前,在再生醫學或者說再生醫學材料研究領域,中國跟國際領先起碼是屬於『並跑』的水準,而四川在再生醫學材料研究領域也處於國際前沿水平。」

  選擇性「凋亡」骨腫瘤細胞

  臨床試驗已表現出一定療效

  「同樣這麼多細胞,它把腫瘤細胞凋亡了,把成骨細胞增殖了,對於正常細胞則沒有影響。」張興棟告訴記者,最近的研究試驗中發現,一種納米磷酸鈣材料可以選擇性地凋亡骨腫瘤細胞,並對成骨細胞有增殖作用。他表示,華西醫院已經在做臨床新技術的試驗,一共做了30多例。最早的試驗已經有1年多了,目前只發現了不到2例的復發情況。

  張興棟告訴記者,以前常規是對骨腫瘤進行大面積切除,甚至需要切除手、腳等肢體。因為骨腫瘤細胞即便殺死了,只要沒完全清除掉,還可以再生。「在常規治療中,骨腫瘤半年就會復發。因此,我們的新材料已表現出一定的療效。如果再有一年時間不復發的話,我們就算成功了。」

  張興棟表示,如果該材料能在臨床試驗上成功,這在國際上將是一個新的發現,也將是局部腫瘤治療領域的新進展。以後,對於局部的腫瘤治療,生物新材料就可以一定程度上代替現有的放療、化療等治療手段,也不會破壞人體的免疫系統。他表示,目前已經做了幾種腫瘤的研究,通過不同的生物新材料,對黑色素瘤、骨腫瘤都可以實現選擇性凋亡,「因為剛剛才發現這個新技術,其他腫瘤細胞是否可行,還在進一步探索中。」

  推動更多「意蓉」科技合作

  新型水泥、氣凝膠淨水、膠原再生材料……從義大利帶來的「黑科技」

  在本次中意科技交流日上,來自義大利國家研究委員會、薩倫託大學的專家學者們也作了專題報告,給成都帶來了一些新的科技理念和產品。論壇上,義大利薩倫託大學AlessandroSannino教授介紹了膠原基生物材料在組織再生的應用,他們研發的膠原基支架可以對特定的組織進行再生和定製,使得組織和材料之間能在一定時間內相互作用。

  氣凝膠作為世界最輕的固體,也是熱門新材料中的一種,它怎麼運用到水淨化的過程中去?那不勒斯第二大學博士MartinaSalzanodeLuna表示,目前正在做一種「納米複合吸附劑」的產品,採用了殼聚糖和石墨烯氧化氣凝膠的組分,能夠分別吸收水中的陰離子和陽離子,利用氣凝膠很高的孔隙度和比表面積,可大幅度提高染料廢水的吸附效率。

  除了專業學術報告,4家中、意企業進行了路演匯報,並對將來中、意企業合作的創新點進行了探討和嘗試。其中,來自義大利的科技企業HypucemSrl公司相關負責人介紹了他們的新產品,一款結合了無機材料和有機材料的新型水泥,「對於這種新型混合水泥,我們有試驗表明,隨著時間的推移,它的絕熱性等使用性能會越來越好。它的內部結構在優化,就像在『生長』。」

  義大利駐重慶總領事館科技參贊龔卓龍(LorenzoGonzo)表示,隨著義大利與四川的雙邊合作不斷深入,科技合作將成為至關重要的一環,也將推進更多「意蓉」科技合作的雙邊項目。實際上,2017年落地成都的中意創新合作周以及本次中意科技交流日活動,也給義大利和四川的科技合作帶來了更多機遇。他表示,「義大利非常重視與中國在科技、文化、商務等領域的交流與合作,為期一周的義大利主賓國活動,已於西博會的各個場館進行,意方也希望藉此機會增進中意兩國多渠道交流,促成雙方全方位合作。」

  義大利駐重慶總領事館科技參贊龔卓龍:

  點讚!成都非常重視科技發展

  在接受記者採訪時,龔卓龍表示自己經常來成都,對成都也很熟悉。他表示,本次中意交流的生物材料的基礎研究和應用研究,屬於雙邊合作的優先領域,也是開發創新性和顛覆性新產品的研究前沿。本次活動也將進一步加強和擴大義大利和四川的科技合作,並從學術界、企業界層面上,推動生物材料方面的技術轉讓與成果落地。

  龔卓龍告訴記者,四川大學、電子科技大學、西南交通大學等研發機構長期以來跟義大利國家研究委員會(CNR)等義大利著名科研機構有學術合作,並且也在四川大學搭建了新材料國際技術轉移平臺。並且,本次論壇也有中國和義大利企業進行先進產品和技術的交流活動。

  「我的感覺是,成都非常重視科技的發展。」龔卓龍表示,天府新區有成都天府國際生物城,這說明成都非常重視生物醫藥和生物材料的發展。此外,新材料不僅僅應用在生物方面,也會應用在航空航天等方面,而四川大學非常重視這個領域,並進行了新材料的研發。

  成都商報實習記者鄭鑫

  攝影記者王紅強

相關焦點

  • 生物陶瓷材料應用於頜面部骨缺損修復與再生的研究進展
    生物陶瓷材料是一類具有良好生物相容性、較強的抗壓縮性、耐腐蝕性及抗微生物活性等優點的陶瓷材料或金屬氧化物,其在骨組織再生中可作為骨替代物為骨缺損的修復提供穩定的支架結構,與骨源性細胞和生長因子聯合應用為頜面部骨組織再生提供了新的策略。本文就生物陶瓷材料在頜骨缺損修復中的應用研究進展做一綜述。
  • 生物可降解醫用鎂合金應用於骨缺損修復中的研究展望
    屏障膜在引導骨再生中起著重要的作用,是GBR 技術成敗的關鍵因素。鎂合金作為一種可降解吸收的金屬材料,生物相容好且物理性質接近骨皮質,能促進骨形成及骨再生[2,3],滿足了GBR中屏障膜所需具備的特性要求。作為一種新型的可降解生物植入材料,近年來被廣泛研究和討論。故本文就有關鎂合金的優越性能及屏障膜的的研究現狀和展望作一綜述。
  • Adv Funct Mater:可注射幹細胞微巢促進骨再生
    幹細胞移植,是一門先進的醫學技術,為一些疑難雜症的治療帶來了希望。幹細胞移植是把健康的幹細胞移植到患者體內,以修復或替換受損細胞或組織,從而達到組織再生的目的。骨髓間充質幹細胞(BMSCs)具向多種細胞分化的潛能,在骨再生過程中倍受青睞。
  • 中科院科學家3D列印生物陶瓷支架:可用於骨腫瘤治療
    傳統的放療與化療都具有較大的副作用,手術治療通常會有骨腫瘤細胞殘餘且造成大塊的骨缺損。如何製備出兼具治療骨腫瘤和修復骨缺損的生物材料是一項很大的挑戰。近期,中國科學院上海矽酸鹽研究所研究員吳成鐵與常江帶領的研究小組首次提出將骨組織工程與光熱治療相結合的思想,在製備用於治療與修復骨腫瘤缺損的光熱功能化的生物活性陶瓷支架的研究中取得了新進展。
  • GBR技術引導頜骨再生的研究進展_引導骨再生_生長因子_口腔科_醫脈通
    應用較多的膜材料有:①不可吸收膜:e-PTFE膜生物相容性好且能保護血凝塊,被視為屏障功能材料的金標準。然而,e-PTFE膜需要二次手術取出,若提前暴露於口腔環境會導致治療的失敗,所以需保證軟組織封閉。②鈦網:可以作為屏障膜單獨使用或用於加強可吸收膠原膜,有良好的生物機械性能。
  • Current Biology: 凋亡細胞促進腫瘤生長
    2015年3月13日訊/生物谷BIOON/--正常機體的細胞,保持著增值與凋亡的平衡。而腫瘤的發生正是由於這種平衡被打破,腫瘤細胞變成了永生的細胞。誘導腫瘤細胞凋亡一直被認為是治療癌症的一個思路,但最新的研究表明,事情並沒有那麼簡單。
  • 生物陶瓷為什麼越來越受到重視
    該研究團隊通過對傳統的白色生物活性陶瓷材料(矽酸鹽和磷酸鹽等)進行熱還原處理,研製出新一代「黑色生物活性陶瓷」,將傳統生物活性陶瓷材料的應用領域從組織再生拓展到腫瘤等疾病治療。生物陶瓷,是指用作特定的生物或生理功能的一類陶瓷材料,即直接用於人體或與人體相關的生物、醫用、生物化學等的陶瓷材料。
  • 骨折補塊「陶瓷」:中國院士研發人工骨生物材料可誘導骨再生
    經過多年研究,張興棟發現,多孔磷酸鈣生物陶瓷不僅具有良好的生物相容性,在一定條件下還表現出骨誘導性,即不用外加生長因子或活體細胞就可以誘導骨組織生成,在治療骨缺損方面有很好的應用前景。「植入人體內過一段時間,陶瓷中會形成新骨頭,陶瓷本身會慢慢消失,最終轉變為人骨。」
  • J Hepatol|病毒感染的肝細胞中線粒體彈性降低在腫瘤壞死因子受體信號轉導後能誘導細胞凋亡
    病毒感染肝細胞的選擇性消除是通過病毒特異性CD8 t細胞識別肽加載的MHC分子發生的。在這裡,我們報告了病毒感染的肝細胞也通過細胞自主機制選擇性地消除。培育了重組腺病毒和轉基因小鼠模型,以鑑定體內tnf誘導肝細胞凋亡的分子機制,並使用體內生物發光成像、免疫組織化學、免疫印跡分析、RNAseq/蛋白質組/磷蛋白組分析、生物信息學分析
  • 不同幹細胞來源外泌體在牙周再生領域的研究進展
    在組織再生過程中,幹細胞可通過旁分泌機制釋放多種生物活性分子(如趨化因子、生長因子等),構建複雜的局部微環境,趨化周圍的宿主幹/祖細胞遷徙至損傷部位並增殖、分化,抑制受損細胞凋亡和炎性反應,促進血管新生,調節細胞免疫功能,誘導再生反應的發生。外泌體作為幹細胞旁分泌機制的重要產物,在組織損傷修復過程中發揮重要作用,本文對外泌體在牙周組織再生領域中的研究進展進行綜述。
  • 上海九院眼科範先群團隊發現環狀RNA促進骨修復新機制,為骨再生...
    近期範先群教授團隊研究發現了與成骨分化密切相關的環狀RNA circRNA-vgll3通過circRNA-vgll3/miR-326-5p/整合素(Itga5)通路顯著促進脂肪間充質幹細胞(ADSCs)的成骨分化。CircRNA -vgll3修飾的ADSCs與磷酸鈣骨水泥(CPC)支架複合在動物標準骨缺損模型中取得顯著療效,這些研究成果將為臨床上治療眼眶骨缺損提供新依據。
  • Nature Communications:嵌入黑磷的細胞外囊泡用於分子識別引導的生物礦化
    適體可以將生物激發的MV引導至靶細胞,並且來自BP的無機磷酸鹽濃度的增加可以促進細胞生物礦化。Apt-bioinspired MVs的光熱效應還可以通過刺激熱休克蛋白和鹼性磷酸酶的上調表達來促進生物礦化過程。此外,Apt-bioinspired MVs具有出色的骨再生性能。
  • 可降解生物材料微環境pH分布及其對破骨細胞活性的調節作用
    期刊:ACS Appl Mater Interfaces主題:可降解生物材料周邊微環境pH空間分布及其對破骨細胞活性的調節作用標題:Spatial Distribution of Biomaterial
  • 兩細胞凋亡藥物聯合治療獲中美臨床試驗許可,「合成致死」機製成...
    合成致死機制,即生物體內多個基因共突變時,會造成無法被機體調控機制修復的DNA損傷,進而引發細胞凋亡。因此通過關鍵基因位點的共突變,引起的合成致死效應可用於癌症治療。作為深耕細胞凋亡研究的國際知名藥企,亞盛醫藥對於利用合成致死機制進行癌症治療的技術思路同樣保持高度關注,並在其聯合治療的臨床試驗中積極開展了相關研究和技術應用。
  • 2019中國生物醫學工程大會即將召開
    2019中國生物醫學工程大會暨創新醫療峰會將於2019年11月14-16日在山東濟南召開,我們為您甄選了此領域的熱門研究話題:醫學人工智慧,神經工程,再生醫學,生物材料及醫學科技發展趨勢等,希望對您的研究有所幫助。所有內容免費開放至2019年12月12日。抓緊時間及時下載您所感興趣的文章吧!
  • 兩細胞凋亡藥物聯合治療獲中美臨床試驗許可 「合成致死」機製成...
    合成致死機制,即生物體內多個基因共突變時,會造成無法被機體調控機制修復的DNA損傷,進而引發細胞凋亡。因此通過關鍵基因位點的共突變,引起的合成致死效應可用於癌症治療。  作為深耕細胞凋亡研究的國際知名藥企,亞盛醫藥對於利用合成致死機制進行癌症治療的技術思路同樣保持高度關注,並在其聯合治療的臨床試驗中積極開展了相關研究和技術應用。
  • 再生醫學的再生材料,人類頭骨的生物植入物
    再生醫學的再生材料,人類頭骨的生物植入物 2020-10-22 11:56 來源:澎湃新聞·澎湃號·湃客
  • Nature子刊|Mikos院士萬字長文詳論:骨組織工程材料設計策略
    細胞可以植入前播種到材料上,或在體內植入後從周圍的本地組織招募。雖然將生物成分(如細胞和生長因子)納入骨組織工程戰略具有潛在的價值,但在實踐中,含有生物成分的生物材料系統受到高成本和複雜監管要求的限制 。研究工作、臨床和商業化策略大大受益於僅限於材料的方法,這些方法排除了生物成分, 而是旨在招募身體自己的細胞來實現骨再生。本綜述概述了材料設計骨組織工程的策略。
  • 全能的3D列印骨修復材料被成功開發
    常用的材料包括PCL、PLGA,具有很好的機械強度和可列印性,但由於列印過程中往往涉及有機溶劑或高溫,所以會喪失支架的生物活性;可光交聯的水凝膠類生物墨水例如GelMA、HAMA等機械性能太低,無法為骨再生提供支撐,且在光交聯過程中,會受到較高的溫度,使得生長因子、DNA等具有生物活性的分子失去活性;無機材料例如羥基磷灰石或磷酸三鈣可以改善成骨活性和機械強度,但是其在支架內部往往分布不均勻甚至堵塞列印噴頭
  • 高強、可降解、具生物活性的可光交聯3D列印墨水
    該納米複合材料墨水具有優異的力學性能以及易於調節的流變性質、潤溼性、降解性和可列印性,同時具備良好的體外和體內的成骨能力,該納米複合材料墨水在3D列印骨移植物中具有廣闊的應用前景。(A)在第1天,細胞在不同材料表面上的粘附。綠色螢光表示細胞骨架,藍色螢光表示細胞核。(B)在第3天的活/死染色。綠色螢光表示活細胞,紅色螢光表示死細胞。(C)在第1天對不同材料表面上的細胞面積進行定量;(D)基於活/死染色的細胞活力的定量分析。(E)使用DNA定量測定法測量的細胞增殖。