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科研成果

瞄准健康中国重大战略,服务国家及地方医疗器械/装备研发,形成生物力学与组织修复、智能数字健康与装备、生物材料与医疗器械、分子与细胞医学工程等4大优势特色学科方向。与陆军军医大学、苏州医疗器械研究院、华为、普门科技等开展政产研医深度合作,建立10余个联合创新与培养基地。十三五期间,承担国家自然科学基金杰青/重点/面上/青年项目、重点研发计划课题、国防前沿创新计划项目90余项。产生力学微环境/失稳损伤及修复原理、生物医用材料表界面与干细胞相互作用理论、肿瘤代谢与肿瘤微环境相互作用机制等原创科技成果,在Nat Neurosci, Sci Adv等发表论文600余篇,转化应用健康功能动态辨识领域的发明专利19项,编制个人互联健康设备互操作国际标准46项,获重庆市三大奖、中国标准创新贡献奖一等奖、中国侨界贡献一等奖等奖励10余项。产生以下代表性研究成果。

(1)疾病发生和再生修复中的力生物学规律

瞄准人类健康关键科学问题,以生物力学视角和技术手段探究疾病发生发展和再生修复过程的力学调控因素。国际上首次报道了神经损伤和皮肤再生过程中内皮吞噬和干细胞自组装对细胞力学特性;构建多力学加载系统研究了力学微环境对 MSCs 存活和分化调控,并开展药物对细胞力学性质调控的研究,开发了重大疾病诊断和治疗新策略。

(2)新型功能生物材料的表界面调控原理与技术

聚焦新型材料和表界面功能化的交叉研究,面向生物医学工程领域迫切解决的医学难题,发展了钛材、丝素蛋白、胶原蛋白和角蛋白等材料的创新应用,开发了不同材料的界面组装新方法,研究了材料性质与表界面功能的关系,并成功应用于药物递送、组织再生、光动力治疗和异物反应调节等,为材料功能设计提供普适性技术基础。

(3) 健康功能动态辨识和智能干预新方法

以发展健康全产业链为目标,突破健康功能动态辨识和精准干预的关键技术,研发高精度健康检测干预和智能化机能增强产品。包括:以运动特征规律为代表的疾病精准预防新策略、“反馈控制—自调整”新模式;基于个性化需求的跨平台个人健康管理系统及其标准化;基于多学科技术的创新治疗系统。

(4)肿瘤发生发展机制与干预治疗新方法

针对肿瘤治疗的重大挑战,聚焦肿瘤发生发展机制研究。本成果首次发现了 XBP1-u、 YY-1、 MEF2D等因子和自噬对肿瘤发生发展的影响,以及力学因素调控肿瘤细胞行为规律。根据肿瘤特殊病理微环境,发展了光动力、免疫、选择性化学动力等疗法,着力解决肿瘤多药耐药性、不良肿瘤渗透和抗肿瘤免疫反应激活等难题。

(5)高性能生物传感系统设计和构建新策略

生命体中的物质与生化反应监测是了解生命过程和评判健康状态的重要手段。本成果创新性的设计了 H3 Lys-9 生物传感器和 ZapLck 生物探针用于单细胞水平研究 H3 Lys-9 三甲基化和 Lck 激酶的动力学变化;同时对生物检测关键技术和新原理进行探索,开发了多种体外动态、灵敏和可用于实时分析的生物传感器。




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