【医学青年学者访谈录】陈璞:聚焦“医学+X”,(2)
我们知道,有很多工程材料方面的创新,它其实没有真正地改变社会、改变整个研究领域。这是为什么呢?因为这些研究没有瞄准行业和领域的真正痛点,没有深刻理解做研究的生物系统和人类疾病的本质特征,没有根据用户的习惯进行设计。我也在不断告诉学生,做一项研究,要思考研究的问题是否是真正的问题,是否是重要的问题,开发的新技术和工具是否符合用户习惯。在了解了用户的真正需求之后,就需要设计出既有科学家精神又能满足用户需求的产品,真正实现其价值。
陈璞日常指导学生
目前我们建立了“五维一体”的研究生全方位和全流程培养模式,突出生物医学工程学科特色,体现交叉性、前沿性、系统性、实用性和国际化。在交叉性上,培养具有“医学+X”多学科交叉融合背景的高层拔尖人才,同时使研究生具备知识背景、理解力和沟通力,可以与多样化研究背景的科研工作者进行交叉学科合作研究。在前沿性上,聚焦能够深刻变革人类未来基础医学研究和临床医学实践的生物医学工程前沿领域,包括如干细胞治疗、组织工程、人造器官、类器官、器官芯片等,设立研究生学位课题。
在对研究生的系统性培育方面,从思政教育、科学思维、学术素养、科研方法与技能、学科知识等方面全方位提升研究生的理论和实践水平。在实用性上,体现学科实用性特点,强调“立地”。面向基础医学研究和临床治疗中的关键技术和工程化问题,推进由认知到技术、由技术到产品的两次转化和飞跃。在国际化人才培养方面,与法国洛林大学、美国斯坦福大学、德国布莱恩工业大学保持长期联系和合作,借助各类平台开拓研究生的视野,提升研究生培养的国际化水平,增强研究生与国际研究人员的交流和合作能力。
破局:打造前沿的类器官芯片+声学生物制造技术,填补市场空白
记者:请问您的团队近期主要正在从事哪些研究,有哪些技术突破?
陈璞:我们课题组长期致力于创新组织工程与器官制造策略、方法和技术,尤其专注于面向人体大脑、肝脏模型的构建和疾病研究,构建微尺度的体外三维器官水平生理和疾病模型以及宏观尺度的人体器官替代物。
微尺度新兴人源器官模型能够模拟人体器官的关键结构、功能和细胞种群,被认为将填补现有生物医学和生物医药研究中广泛使用的经典细胞培养模型和动物模型之间的缺口,促进对人类疾病分子机制的理解,提升临床前候选药物评估的准确性,成为未来生物医学和医药开发中新的研究模型范式。宏观尺度的人源器官替代物将解决目前临床器官移植中器官短缺的重大问题,并且潜移默化地改变现有的临床治疗模式,通过更换器官,极大延长人类寿命。
陈璞课题组实验室功能分区明确、管理规范
课题组技术创新的特色方向包括:一是类器官芯片。类器官芯片是构建人体器官水平体外3D模型的最新前沿技术,其有机融合了类器官和器官芯片的优势,能够精密调控类器官所在的微环境条件,模拟人体胚胎发育过程中器官生成过程。中国工程院战略咨询中心在2019年发布的《全球工程前沿》报告中将类器官芯片及其生物医学应用研究列为医药卫生领域 Top 10 工程研究前沿;世界卫生组织(WHO)发布的全球2019新型冠状病毒研发路线图中将类器官疾病模型列为应对病毒的高优先级项目。课题组通过研发类器官芯片模型,用于研究神经退行性疾病、肝脏代谢性疾病以及肿瘤发生和发展的分子机制,评估候选药物的安全性和有效性,优化临床治疗策略。
二是声学生物制造。声学生物制造是通过利用声场与生物微粒相互作用的物理原理,将生物微粒组装形成器官特异性的组织结构。中国科协在2020年发布的《重大科学问题和工程技术难题》中将特种能场辅助制造的调控原理列为十大前沿科学问题之一。课题组创新性构建了法拉第波和体超声生物操控技术,用于在体外构建宏观尺度人体组织、器官模拟物,服务于临床组织修复。
展望:未来10年,生物医学工程学科将大有可为
记者:请您谈一谈对生物医学医学工程未来趋势的一些判断。您对未来想加入武汉大学生物医学工程专业的学生有什么寄语呢?
陈璞:人工智能将变革临床疾病的诊断范式,再生医学将变革人类疾病的治疗范式。现有临床医院以内科和外科为主导的局面将在未来10年内被深刻变革,形成以生物技术、信息技术、生物医学工程技术为核心的新兴疾病诊疗模式。人类将在未来的30年内克服癌症、心脑血管疾病等重大疾病。人类的平均寿命将延长到85岁以上。而解决衰老将成为医学的重要问题。
文章来源:《生物医学工程学杂志》 网址: http://www.swyxgcxzzzz.cn/zonghexinwen/2021/1214/692.html