勇于冒险 甘于艰苦 乐于和谐

       近日，南方科技大学生物医学工程系张华威等科研人员在Nature Communications杂志上以“Cryo-EM structure of human heptameric pannexin 2 channel”为题发表研究论文，报道泛连蛋白Pannexin 2 (Panx2)的冷冻电镜结构及工作机制。            泛连蛋白（Panx）可形成大孔非选择性的膜通道，包括Panx1、Panx2及Panx3三类成员。Panx2可介导相邻细胞之间或者细胞与细胞外基质之间的物质交换，转运ATP及钙离子等小分子，在细胞通讯和细胞稳态中发挥重要作用。Panx2的功能异常可导致缺血性脑损伤、神经胶质瘤和多形性胶质母细胞瘤等多种疾病。相对于Panx1及Panx3，Panx2 有着较长的序列和独特的C端结构域，对Panx2的结构研究可为 Panx家族工作机制提供新见解。        在本项工作中，研究人员通过一系列表达条件及纯化条件的筛选，得到适合冷冻电镜研究的Panx2样品，在南科大冷冻电镜中心进行冷冻条件的筛选及数据收集工作，并最终获得分辨率为3.4 Å的Panx2通道结构（图1）。Panx2 由七个相同的亚基组成，它们围绕跨膜通道以七重对称的方式进行组装。每个亚基可分为三个结构域：胞外结构域 (ECD)、跨膜结构域 (TMD) 和胞内结构域 (ICD)。其中胞外结构域中的Q91、E102、S264及Y94残疾分别与相邻亚基的Y82、Q285、Y82及S278残疾形成相互作用位点，胞内结构域中的CH1 和 CH3螺旋分别与相邻亚基的CH6 和 CH7螺旋相互作用，这些位点共同形成了Panx2七聚体的结构基础。   图1. Panx2冷冻电镜结构          通过Panx2与Panx1的结构比对分析、Panx2通道半径分析以及Panx2通道静电情况分析，研究人员推测本项目获得的Panx2结构处于开放状态。位于细胞外入口处的七个R89精氨酸残基组成的环形成通道的最窄部位，作为调控底物选择性的分子过滤器。这些观察得到分子动力学模拟及ATP 释放实验的进一步验证 （图2）。本研究加深了人们对 Panx2 通道的认识，也为理解Panx家族的工作机制提供新的见解。   图2. R89残基调控Panx2通道的开闭          生物医学工程系博士后张行博士为本文第一作者，张华威副研究员及中科院深圳先进技术研究院的袁曙光教授为本文通讯作者。南方科技大学为本文第一单位及通讯单位。本项目得到国家自然科学基金委员会、深圳市科技创新委员会、南方科技大学冷冻电镜中心等单位在资金及技术方面的支持。   论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-36861-x  

       为迎接同学们重返校园，帮助同学们迅速调整至开学状态并投入到全新的学习和生活当中，3月3日中午，来自生物医学工程和智能医学工程两个专业的60名本科生在工学院南楼813报告厅召开了2023年春季学期第一次主题班会。生医工系主任蒋兴宇、党总支书记奚磊、副系主任吴长锋、班主任唐斌老师共同参与了此次活动。   蒋兴宇老师与同学们交流 吴长锋老师与同学们交流 奚磊老师与同学们交流 唐斌老师与同学们交流          本次班会主要围绕“着眼未来、脚踏实地，实现人生理想价值”的主题进行展开交流。参会老师结合自身学习与科研工作的经历，深入浅出地向在场同学讲解如何做好时间管理、如何培养学习兴趣等问题，鼓励同学们要抓紧时间，认真做好学习科研、升学就业、英语学习等各项规划。        会后，同学们积极发言提问，老师们对此一一进行答疑。本次班会的顺利召开，有助于帮助和引导学生客观认识自我，及时确立生涯目标和个人发展路径，从而通过不断奋斗实现人生理想。        新学期，新气象。希望同学们从今天起，能给自己的人生做好规划，在新的一年都能有所收获，书写崭新篇章。     采写：王丹、肖然

      近日，南方科技大学生物医学工程系助理教授郭琼玉团队与电子与电气工程系助理教授唐晓颖团队合作，发表了一种可视化3D肿瘤栓塞模型，该模型结合深度学习以及图分析方法，在肝癌化疗栓塞体外评估模型构建中取得了重要进展。研究成果以“基于深度学习定量分析的3D局部化疗栓塞药物缓释模型的构建（A 3D Tumor-Mimicking in Vitro Drug Release Model of Locoregional Chemoembolization Using Deep Learning Based Quantitative Analyses）为题，在《先进科学》（Advanced Science）上发表。        肝细胞癌占据原发性肝癌90%以上，具有高侵袭性和致死率，仍然是一个世界性的健康问题。经动脉化疗栓塞（transarterial chemoembolization），是针对不可切除的肝细胞癌治疗首选治疗手段，该治疗对肿瘤血管进行栓塞时输送高浓度化疗药物，使药物在肿瘤供血血管内长期滞留，局部缓慢释放，进而促进肿瘤的坏死。然而该手段的治疗效果一直存在争议，因此设计理想的栓塞模型评价肿瘤内部释药情况，准确评估不同栓塞制剂在体内的治疗效果具有重要的意义。 图1基于深度学习的可视化3D栓塞模型示意图        郭琼玉教授团队和唐晓颖教授团队合作，利用脱细胞肝脏，设计了一种基于深度学习的脱细胞肝脏3D可视化药物释放肿瘤模型（图1）。该模型中包含了影响体内药物释放的三个关键特征：复杂的血管系统，影响药物扩散的电负性细胞外基质，以及可控的药物损耗。所设计的基于注意力机制与对抗训练的U形分割网络可以实现少量标注样本下的血管栓塞区域的精准分割。进而结合一系列图像处理及图分析算法，成功实现了药物损耗的精准且自动量化统计分析。为了进一步验证该模型的可行性和准确性，该研究对药物在肿瘤部位的栓塞深度、药物在血管内的残留以及血管外的药物扩散就进行了定量分析，实现了体内-体外相关性的建立。        利用所建立的可视化模型，初步评估了化疗药物阿霉素溶液三种不同形态药物制剂在血管内部的栓塞效果（图2）。研究者运用图像处理算法对所分割的栓塞血管进行骨架提取，并构建自定义的多层级树，随后在不同树层级进行量化分析及统计比较，可以清晰明了的刻画三种制剂80天内栓塞深度的差异以及血管内药物残留变化。 图2阿霉素栓塞制剂在3D脱细胞肝脏栓塞模型中的栓塞效果比较。DOX: 盐酸阿霉素水溶液；EO-DOX：碘化油-阿霉素乳剂；DEB：阿霉素洗脱微球。         化疗药物在肿瘤内的局部药物浓度是决定其治疗效果的重要因素，得益于3D模型的可视化性能，研究者详细分析了药物从血管内扩散的区域和荧光强度，并与体内实验中药物扩散行为进行对比，发现该模型的评估结果与体内研究结果具有一致性，验证了该栓塞化疗模型应用于体内-体外一致性评价的有效性，对新型药物制剂的研发和临床栓塞化疗效果的评价具有重要指导意义（图3）。 图 3 药物洗脱微球在血管外扩散距离的测定以及体内-体外相关性评价。        南方科技大学生物医学工程系博士后刘晓亚、电子与电气工程系硕士毕业生王雪莹为论文共同第一作者，生物医学工程系郭琼玉助理教授、电子与电气工程系助理教授唐晓颖为共同通讯作者。南方科技大学为论文通讯单位。合作作者包括南方科技大学19级硕士生罗煜成，21级硕士生王美娟，18级本科生韩晓昱等；感谢国家自然科学基金项目、广东省广创团队、深圳市科创委和南科大等经费资助和大力支持。          论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202206195?af=R 

      近日，南方科技大学生物医学工程系先进显微成像课题组李依明团队在三维全细胞大视场高通量超分辨成像领域取得重要进展，相关研究成果以 “Field-dependent deep learning enables high-throughput whole-cell 3D super-resolution imaging”为题在国际顶级期刊Nature Methods上长文发表。        具有高对比度和超分辨率的荧光显微镜彻底改变了细胞生物学研究。此外，生物医学研究通常需要大量的统计分析才能得出具有高置信度的结论，具有丰富信息内容的高通量成像被广泛应用于定量生物学研究。一个新兴的趋势是发展用于高内涵筛选的高通量超分辨显微成像技术。基于宽场成像的单分子定位超分辨显微成像技术（single-molecule localization microscopy, SMLM），将光学分辨率提升一个数量级以上，理论上通过使用大面阵探测器就可以在不损失分辨率和速度的条件下，提升成像通量。然而，视场相关的像差通常将SMLM有效的成像区域局限在几十微米的尺度。传统的大视场超分辨成像需要多区域拼接完成，效率非常低下，限制了其对大尺寸样品进行高通量成像。        研究团队提出了一套针对空间移变点扩散函数（point spread function, PSF）精准定位的深度学习算法框架FD-DeepLoc（field dependent deep learning localization）。该框架集成了一套基于GPU加速的矢量PSF全局拟合算法和利用时空信息进行移变单分子定位的深度学习神经网络，在180×180×5 µm3范围内实现了无需扫描的全细胞超分辨成像，将三维SMLM的成像通量提升了约100倍(DOI ：10.1038/s41592-023-01775-5)。该工作为超分辨显微成像领域提供了新的技术思路和视角，对研究完整细胞群或组织中纳米级生物结构具有重要的理论意义和应用价值。          为了对大视场中的移变PSF进行精确建模，团队从适用于高数值孔径物镜的矢量PSF建模出发，构建了一套可描述任意位置像差的空间移变PSF模型。结合团队之前发表在Nature Communications的全局拟合算法globLoc对不同z平面的点光源图片进行全局拟合，实现对像差的高精度估计[1]。考虑到建模整个大视场空间移变的像差（21项泽尼克多项式系数表示）需要对整个视场进行上千次的采样，而基于矢量衍射德拜积分理论建立的PSF模型的计算涉及到多次傅里叶变换，计算量非常大。为了加速这一过程，团队开发了领域内第一个基于GPU加速的矢量PSF模型拟合算法和像差校正软件，将校正速度提高了50倍，满足了大视场的PSF建模需求。        近年来，深度学习算法已被广泛应用于科学研究中。凭借出色的特征感知能力和端到端的图像拟合能力，深度学习在SMLM中展现出远超传统算法的性能，尤其是对于分子高度重叠的情况。传统的卷积神经网络对图像中不同的区域使用的是同一个卷积核，对空间位置不敏感。当目标与其空间坐标解耦时，卷积神经网络往往能在目标识别中表现优异。然而，光学像差通常是静态的并且与其位置高度相关。对于大视场成像，需要空间位置敏感的超分辨重建算法。为了克服视场相关的像差，团队在卷积神经网络中引入两个位置相关的通道，卷积核在卷积单分子图片的时候，也对这两个位置通道进行卷积，从而把位置相关的信息编码到神经网络里（图1）。FD-DeepLoc突破了传统卷积神经网络对空间位置不敏感的局限，在全画幅sCMOS相机（1608×1608）视场范围内对空间移变的单分子数据精准定位，实现了三维大视场高通量超分辨成像。 图1 FD-DeepLoc网络框架图        深度学习算法通常需要先验知识对网络进行训练。在FD-DeepLoc网络中，通过精确建模物理成像过程生成海量数据，有效避免了深度学习过拟合的问题。此外，FD-DeepLoc唯一的先验就是PSF模型，不需要预先知道生物样品的结构信息，所以无需对不同的样品重复训练网络。考虑到校准系统PSF时存在测量误差以及样品自身引入的像差，FD-DeepLoc采用鲁棒训练策略，对PSF模型中的像差引入先验分布，同时将不均匀背景建模为柏林噪声，利用上述训练数据得到的网络表现出更好的鲁棒性和精确率。在模拟和实验数据中（图2），FD-DeepLoc相对于目前领域内两个表现最好的算法——团队2018年在Nature Methods上发表的基于三次样条插值的传统单分子拟合Cspline算法[2]和基于神经网络的DECODE算法[3]，都有显著的提升。在三维超分辨定位精度指标均方根误差（root-mean-square error, RMSE）上相比于DECODE提升近两倍。此外，FD-DeepLoc包含的大视场空间移变的矢量PSF建模和基于深度学习的单分子定位算法提供开源（https://github.com/Li-Lab-SUSTech/FD-DeepLoc）。 图2 FD-DeepLoc用于分析大视场下核孔复合物实验数据        大视场成像可以用来对大尺寸样品进行研究。体外培养神经细胞通常都在几百微米的范围内生长，传统的超分辨成像一般只能看到小于50 µm的轴突片段，往往忽略掉一些不常见的结构，而且无法在更大的尺度上观测神经元之间的精细互作信息。研究人员利用小鼠胚胎干细胞诱导的神经细胞，选用β2血影蛋白作为观测对象。利用传统散光调制的PSF进行三维超分辨成像（图3a-e），血影蛋白沿神经突的周期性组织清晰可见。然而，传统散光PSF的景深有限，难以对哺乳动物5-10μm典型细胞厚度进行全细胞成像，图3d由于重建的超分辨图像景深受限在1 μm左右，离焦处的神经突结构有部分图像丢失。 图3 β2血影蛋白在神经细胞中的三维超分辨成像。比例尺，50 μm （a，f），10 μm（d），1 μm（b，c，g–j）          为了拓展轴向成像范围，通常对光瞳函数进行调制得到不同形状的PSF来对不同景深范围的样品进行成像。传统的大景深PSF往往需要复杂的光瞳函数实现，需要用到高像素的空间光调制器。然而，空间光调制器对偏振敏感，用来对荧光信号进行成像会损失一半的光子数。与空间光调制器相反，可变形镜对光子数的利用率比较高，但是能控制的促动器数量较少。为了能精确获得可变形镜调制的光瞳函数，团队提出了一种以可变形镜促动器响应函数为基函数的相位设计框架[4]，优化得到了一系列基于可变形镜的三维精度最优PSF（DM-optimized PSF, DMO PSF）。DMO PSF可实现自由景深控制，显著提高了SMLM的图像质量（图4）。对于神经细胞的成像实验，采用可变形镜优化的3µm景深DMO PSF进行数据采集，即使在具有大直径的神经突中，也可以很好地重建血影蛋白的三维分布（图3f-j）。 图4 DMO-PSF原理及成像效果        大视场成像也带来了数据通量的提升。得益于高通量成像的能力，研究人员利用 FD-DeepLoc可以在短时间内采集到上百个不经过人工挑选的全细胞线粒体超分辨图像。如图5所示，研究人员在16个感兴趣的视场区域，利用FD-DeepLoc重建出121个全细胞线粒体三维超分辨图像（图5a）。通过提取这些细胞的形态（分叉、长度、球形度等）进行聚类分析，得到三种不同类型的线粒体细胞。如图5b所示，类型1细胞包含更多的小圆形线粒体和更少的分支结构；类型2细胞包含延伸的管状线粒体和更复杂的网络结构；类型3细胞含有球形和管状线粒体的混合物结构。精细的全细胞结构超分辨分析为细胞组学提供了新思路。 图5 全细胞三维超分辨线粒体图像的定量分析。比例尺，50 μm（a），10 μm（b1）        综上所述，该团队提出了一种可以对空间移变PSF进行精确定位的深度学习算法，结合GPU加速的矢量PSF拟合算法对大视场像差进行快速精准建模和基于可变形镜调制的DMO PSF自由景深控制，实现了三维全细胞大视场高通量超分辨成像。相比于传统基于散光的三维SMLM成像，FD-DeepLoc将SMLM的成像通量提高了约100倍，充分利用sCMOS的全画幅面阵实现高保真的生物结构重建和高精度体积成像。该工作无需复杂的硬件自动化即可将SMLM从低通量技术转变为高通量成像技术，使大尺寸样品的体积三维超分辨成像成为可能，这有助于生物学研究中罕见结构或事件的发现，并提高生物学研究中的定量统计分析能力。未来可利用最新更大面阵的sCMOS相机，对进一步提升超分辨成像的通量至毫米级尺寸，可为脑切片、病理样品和类器官等大尺寸样品成像提供新的技术手段，使研究人员在大尺寸厚样品原位解析生物大分子结构的同时分析细胞种群间的微小差异，为结构生物学、细胞生物学的研究提供新视角。        南方科技大学生物医学工程系的李依明副教授为该论文的通讯作者，在读博士生傅爽和石伟为论文的共同一作，南方科技大学为第一通讯单位。该项目得到了山东省重点研发计划，深圳市孔雀团队和南方科技大学启动资金等科研项目的支持。   原文链接：https://www.nature.com/articles/s41592-023-01775-5   参考文献： 1. Li, Y. et al. Global fitting for high-accuracy multi-channel single-molecule localization. Nat. Commun. 13, 3133 (2022). 2.Li, Y. et al. Real-time 3D single-molecule localization using experimental point spread functions. Nat. Methods 15, 367–369 (2018). 3.Speiser, A. et al. Deep learning enables fast and dense single-molecule localization with high accuracy. Nat. Methods 18, 1082–1090 (2021). 4.Fu, S. et al. Deformable mirror based optimal PSF engineering for 3D super-resolution imaging. Opt. Lett. 47, 3031 (2022).   撰文：石伟，傅爽 审核修改：李依明   作者简介： 李依明，南方科技大学研究员，2009、2010、2015年分别于上海交通大学、海德堡大学、卡尔斯鲁厄理工学院获得生物医学工程学士、医学物理硕士和生物物理博士学位。2016-2019年受玛丽居里博士后奖学金资助，分别在欧洲分子生物实验室和耶鲁大学任职博士后和访问学者。长期致力于研究三维超高分辨显微成像技术及其生物应用，在光学仪器研发，光学理论和成像算法等方面均有一定的积累，近五年来发表高影响力论文13篇，其中第一/通讯作者论文7篇，包括Nature Methods（2篇），Nature Communications（1篇），Optics Letters（3篇）等。入选“深圳市海外高层次人才B类”，目前和包括来自EMBL，耶鲁大学，牛津大学和剑桥大学等多个实验室有合作关系。课题组长期招收博士后、研究助理及博士/硕士研究生，有物理，光学工程、计算机、机械工程、生物医学工程、生物技术、生物化学等相关专业背景，要求具备良好的学习能力、独立工作能力和团队沟通能力。 课题组主页：https://li-lab-sustech.github.io/ 有意者请将个人简历发送至李依明副教授邮箱：liym2019@sustech.edu.cn。 研究团队人员合影（通讯作者前排中间，共同一作前排左4和前排右1）

       近日，我系三名学生的论文被计算机领域的国际顶会IEEE-ICASSP接受。ICASSP是国际声学、语音与信号处理的顶级会议（h5-index 110，信号处理领域TOP1会议），是中国计算机学会CCF推荐的重要学术会议，受到产业界的高度关注，微软、谷歌、Facebook、腾讯、字节等著名企业每年均有组织地投稿。2023年ICASSP的投稿量达到6000+，将在希腊美丽的爱琴海半岛举行。        此次入选的论文分别是：        黄东敏，etc.“ A Contrastive Embedding-based Domain Adaptation method for Lung Sound Recognition in Children Community-Acquired Pneumonia”,同深圳市人民医院合作，利用无线听诊器诊断儿童社区获得性肺炎，同期发表一篇TBME期刊论文。        黄伟俊，etc.“Exploiting CCTV Cameras for Hand Hygiene Recognition in ICU”，同深圳三院合作，利用CCTV camera对ICU医护人员进行手卫生监测。        王志煜，etc.“Benchmark of Physiological Model based and Deep Learning based Remote Photoplethysmography in Automotive”，聚焦驾驶环境下的移动健康监护，极具挑战性。          我系除了在传统强势学科（如化学、材料、生物、光学、力学、脑机）保持领先优势外，在医疗数字化和智能化方向亦努力发展，将形成服务国家战略需求和产业创新需求的科研培养方案。例如，面对当前在自然语言处理领域如日中天的ChatGPT机器人，如何将其同“远程医疗和分级问诊”相结合，利用机器学习和医疗大数据服务人民健康，将是有趣味、有价值的研究方向。        欢迎热爱信息技术和人工智能的本科同学选择生医工，一起把智慧医疗做大做强！

       南方科技大学生物医学工程系党总支2022年度党支部书记抓基层党建工作述职评议考核会议于2月17日在工学院南楼722会议室成功召开。本次会议为党总支委员扩大会议，旨在全面总结2022年度各项工作，肯定成绩、检视问题、积累经验，推动基层党建工作任务目标落实落地。生医工系党总支书记奚磊、生医工系党总支委员、生医工系各党支部书记参加会议，各党支部委员列席会议，会议由生医工系党总支书记奚磊主持。        会议伊始，全体与会人员集中学习了习近平主席2022外交足迹回顾视频，共同感受主席的出访故事。随后，四个支部书记结合本支部实际情况，围绕履职情况和工作亮点、存在问题及原因、2023年工作计划等方面进行了现场述职，详细汇报了过去一年的党建工作开展情况。述职不遮掩不回避，主动反思、深刻分析，客观总结成绩，直面问题差距，明确了下一步工作的努力方向。党总支书记奚磊对每位书记的述职情况逐一进行点评，鼓励好做法、好经验，着重指出存在的突出问题，明确努力方向。述职结束后，评分人综合现场述职情况对各支部进行打分。按照评优比例要求，2022年度获得优秀的支部为：第二党支部、第一党支部。        最后，与会人员就2023年度的党建活动安排进行了深入的交流讨论。奚磊书记作总结部署：一是加强“基本队伍”建设。细致摸排教研序列老师入党意向，不断加强高层次人才政治引领和政治吸纳，着力提升教师党员比例。二是发挥“基本阵地”作用。严格执行“三会一课”、“第一议题”、“党政联席会议”等制度建设。继续开展各支部“书记项目”，深入优化“一支部一特色”的党建品牌。三是强调党建业务双融双促。以各活动开展为契机，推进结对共建活动贯彻落实，提升总支各项活动影响力。        此次会议的顺利召开，加强了各支部之间的沟通和交流，进一步明确了2023年度的工作重点和方向，为全系各级党组织的工作提供了有力的指导和支持。同时，此次会议对于进一步推进基层党建工作，提高党组织的凝聚力和组织力，具有重要的意义。相信在全体党员和各支部书记的共同努力下，南方科技大学生物医学工程系的基层党建工作一定会更加稳步有序地向前发展。

       近日，科技部公布国家重点研发计划“高端功能与智能材料”专项立项结果，由南科大生物医学工程系罗智副教授牵头的“基于柔性电子材料的药物控释和组织再生器件”项目获批立项，项目总经费1356万元，国拨经费956万元。该项目由南方科技大学牵头，联合华南理工大学、北京纳米能源与系统研究所、四川大学等四家单位，以临床医疗需求为导向，结合生物材料、微纳加工、生物传感等技术，开发基于镓合金液态金属的柔性电子器件，并应用于药物控释与组织工程。南科大宣传与公共关系部新闻中心采访了罗智副教授，请他谈谈项目及科研工作背后的故事。   柔性电子领域与组织再生器件的巧妙结合        组织和器官的修复与再生是生物医学领域面临的重大挑战。传统的治疗手段（如器官移植等）能够部分克服组织缺损带来的功能障碍，但存在着机体免疫排斥反应、供体来源稀缺和二次创伤等诸多缺点。尽管近年来组织工程技术已得到长足进步，但利用人工合成材料模拟复杂的组织微环境，重构组织和器官用于临床治疗的技术仍存在较多瓶颈与挑战。例如，现有的组织再生材料无法监测和控制移植后工程器官的功能。        利用先进的生物材料、微流控以及传感器技术，将能够实现智能化的再生微组织体外培养和药物的可控释放，有望为组织器官损伤修复领域提供创新解决方案。然而，传统的电子电路最大缺点在于其生物相容性差和机械特性与人体器官不匹配。例如，最常见的植入式设备（如起搏器）自身刚性较大，其植入手术会伤害软组织并引发免疫反应。 生物可降解柔性电子材料用于药物控释和组织再生        液态金属-高分子复合柔性电子材料的体内植入是柔性电子领域的前沿方向，能够通过原位电刺激实现不同的生理功能，如生物信号检测、细胞增殖和转染，药物递送等。可生物降解的液态金属-高分子复合柔性电子材料为器官再生与修复提供了巨大的想象空间。这个项目将通过微电极阵列设计和先进的刺激响应材料，实现空间、时间和剂量等多维度的药物递送，调控器官的培养与再生。        因此，基于柔性电子材料的组织再生器件是一种利用新型生物材料所制的医疗器械，它们可以帮助修复人体组织损伤，提高治疗效果。这个项目整体更像是出自科幻小说里描述的概念，研究的是用于治疗、修复或替换病损组织、器官或增进其功能的新型智能生物材料，有着巨大的临床治疗需求。   “既前沿又交叉”，在多重领域贡献力量        谈及近日获批国家重点研发计划“高端功能与智能材料”专项的项目“基于柔性电子材料的药物控释和组织再生器件”，罗智副教授侃侃而谈，详细介绍了这一项目及相关研究过程：这是一个高度交叉的学科方向，它在涉及新材料的开发和生物医药等多个领域同时，也具有广泛的应用范畴。例如，新材料的开发，包括具有生物可降解的医用材料和柔性电子材料；材料的生物医药应用，包括药物递送到组织工程等。        因此，这个项目涵盖了各个不同方向的前沿，整合到一起之后是一个更加先进、交叉的科研课题。罗智团队的愿景是想要开发一种和生物体相容的柔性电子材料，能够用于疾病的治疗，比如能局部给予人体组织一些电刺激，同时释放药物，促进受损器官的修复，从而有效改善患者的健康状况。        关于对科技发展的影响，罗智说道，把柔性电子和组织工程及药物递送结合的并不多，这几个方面的研究在国内外都还是方兴未艾发展的状态，目前只有少量研究。“对于促进科技的发展，我想在柔性电子生物材料及生物医药方面都会有所帮助，有望解决诸多临床难题。这个项目是国家重点研发项目的主要方向之一，顺应国家战略的需求。”        罗智团队的目标很明确，就是希望这个项目能为生物医药科技的发展尽绵薄之力。他说，目前由各类疾病、衰老、创伤导致的器官丧失或功能损伤是生物医药和健康领域面临的最难克服的问题之一。作为全球人口基数最高的国家，我国对组织和器官的修复与再生有着庞大医疗需求。年均数千亿元的医疗开销为社会保障体系及国民经济带来了巨大负担，这也一定程度上决定了科研工作者的研究方向。   科研路漫漫，上下而求索        罗智副教授的求学之路比较顺利，一路走来，他勤耕不辍，取得了不斐的成绩。他在国外拿到了瑞士洛桑联邦理工（EPFL）优等博士学位（PhD with Distinction），以及一个针对博士后等青年科学家的瑞士联邦人才计划。在欧洲本科毕业后直接攻读博士的人不多，因此他在当地科研队伍中算是比较年轻的一批。他说：“求学之路虽然漫长也辛苦，但总体还算一路坦途，我也心存感恩。”        科研路漫漫，任重而道远。罗智团队在科研的过程中也有苦有乐，苦味常有，而乐则是跨越挑战后的成就感。他回忆起有一次在做大型动物实验的时候，因为缺少相关文献和经验，且动物实验周期较长，时间有限，试错机会较少，因此时常要承受巨大的压力。之前没有人做过这个方向，他们是在挑战“无人区”，摸着石头过河。他们最终向不同领域的专家去请教，拜访了十多位不同方向的医生与教授，并勇于尝试，才解决了问题。罗智说道：“我觉得做科研最重要的是不怕失败，不断探索，一定要有必胜的信念，要在黑暗中寻找突破口。不要害怕去寻求帮助，毕竟科学要站在巨人的肩膀上，相信最终一定会获得胜利。”        除了最近获批的项目外，罗智团队在科研之路上还在不断前行，实验室有两个全新的研究方向：第一是开发生物医药材料创新的表征技术手段。这一部分将会依托于中国中子散裂源的大科学装置，这是国内首个中子散射仪器装置，研究所位置在东莞。第二是针对一些特定疾病的治疗，研究如何让药物更好的到达患者体内，进而被吸收和利用。譬如糖尿病患者需要胰岛素，但打针会对患者造成很大的痛苦，罗智团队尝试开辟口服药，达到和注射药物同样的效果。如果成功研发，将会为许多患者减轻治疗的痛苦，跨出巨大的一步。        对于今后的科研愿景，罗智想首先将“基于柔性电子材料的药物控释和组织再生器件”项目完成，在三年内构建出一套全新的器件，实现在大型动物体内移植的目标。“我们长期的愿景其实是能尽快在人体中植入器件，在医学领域做出贡献。但是医药器械的开发周期是很长的，大部分都是十年为单位，需要全面的研究，充分证明其有效性、可靠性和安全性，最终才能到人体去做实验。我们会倾尽全力，朝梦想迈进，从而实现这一目标。”   人物档案： 罗智副教授，1991年出生，国家级“海外高层次青年人才项目”获得者，是南方科技大学最年轻的国家重点研发计划首席科学家。2013年本科毕业于清华大学，2018年获瑞士洛桑联邦理工（EPFL）优等博士学位（PhD with Distinction），并于苏黎世联邦理工（ETH）药学系完成博士后研究。曾获瑞士联邦理工学者人才计划（ETH Fellow）、药学青年科学家、国家优秀自费留学生奖学金、德国海因茨-迈尔-莱布尼茨研究所年度论文等多项荣誉。近五年发表学术论文20余篇，包括PNAS, Nat. Commun., Sci. Adv., Angew. Chem. Int. Ed., Acc. Chem. Res., Adv. Drug Deliv. Rev. 等国际知名期刊；在口服药物递送领域科研成果已进入人体实验阶段，与多个跨国药企长期合作。     本文转载自南科大新闻网 原文链接：https://newshub.sustech.edu.cn/html/202302/43428.html

       近日，科技部公示了国家重点研发计划“高端功能与智能材料”专项，我校生物医学工程系罗智副教授牵头的“基于柔性电子材料的药物控释和组织再生器件”项目获批立项，项目总经费1356万元，国拨经费956万元。该项目由南方科技大学牵头，联合华南理工大学、北京纳米能源与系统研究所、四川大学等四家单位，以临床医疗需求为导向，结合生物材料、微纳加工、生物传感等技术，开发基于镓合金液态金属的柔性电子器件，并应用于药物控释与组织工程。        国家重点研发计划由原来的国家重点基础研究发展计划（973计划）、国家高技术研究发展计划（863计划）、国家科技支撑计划等整合而成，是针对事关国计民生的重大社会公益性研究，以及事关产业核心竞争力、整体自主创新能力和国家安全的战略性、基础性、前瞻性重大科学问题、重大共性关键技术和产品，为国民经济和社会发展主要领域提供持续性的支撑和引领。近年来，国家科技部等有关部门高度重视对青年科研人员的支持，充分激发创新潜能与活力，给予青年人才在国家重点研发计划等重要项目中挑大梁、当主角的机会。        南方科技大学生物医学工程系一直致力于共创多学科交叉创新的研究平台，不断面向生命医学前沿、面向人类健康重大需求，充分开展跨学科交叉研究，不断深化学科布局，高度重视国家级、省部级等纵向课题申报工作，高水平课题立项数量多年来保持了稳中有增的良好态势。此次罗智副教授牵头的“国家重点研发计划”项目，是生物医学工程系所承担的第三个科技部专项项目，也标志着该单位近年来在高端人才引进与培养，及整体科研实力的方面的不断提升。        本项目负责人罗智教授，1991年出生，国家级“海外高层次青年人才项目”获得者，是南方科技大学最年轻的国家重点研发计划首席科学家。2013年本科毕业于清华大学，2018年获瑞士洛桑联邦理工（EPFL）优等博士学位（PhD with Distinction），并于苏黎世联邦理工（ETH）药学系完成博士后研究。曾获瑞士联邦理工学者人才计划（ETH Fellow）、药学青年科学家、国家优秀自费留学生奖学金、德国海因茨-迈尔-莱布尼茨研究所年度论文等多项荣誉。近五年发表学术论文20余篇，包括PNAS, Nat. Commun., Sci. Adv., Angew. Chem. Int. Ed., Acc. Chem. Res., Adv. Drug Deliv. Rev. 等国际知名期刊；在口服药物递送领域科研成果已进入人体实验阶段，与多个跨国药企长期合作。   课题组招聘博后：        南方科技大学生物医学工程系仿生医药与材料实验室（Laboratory of Bioinspired Medicine and Materials）研究方向包括药物递送，基于中子散射等大科学装置的材料表征等。实验室拥有多学科高度交叉的研究背景，研究思路为从复杂的医学、生命现象出发，提炼出普遍的基础科学问题；将先进的仪器表征、分析方法引入到新型医药材料的探索之中；最终利用这些理论技术开发创新药物及其递送方式，解决临床上未被满足的需求。        课题组长期招聘博士后，欢迎具有药学、化学、材料、生物、医学等相关背景的申请者。南方科技大学博士后年薪35万左右（含广东省补助15万元及深圳市生活补助6万），并按照深圳市有关规定享受社会保险和住房公积金及其他福利待遇。特别优秀者可以入选校长卓越奖励计划，年薪可达41.5万（含广东省及深圳市补助）。对于优秀的出站博士后将积极推荐协助其申请南方科技大学研究助理教授等岗位。   申请方式： 申请材料发送至：luoz@sustech.edu.cn，申请材料包括： 1.求职信（cover letter） 2.个人简历 3.代表性论文及其他能够证明本人成果与能力的材料 应聘材料将予以严格保密，初选合格者会尽快安排面试。    

       近日，由共青团广东省委员会、广东省教育厅、广东省科学技术厅等共同主办的第十三届“挑战杯”广东大学生创业计划竞赛决赛在广州举行。我校生物医学工程系“婴和智行”团队在此次比赛中荣获金奖。        “婴和智行”团队是由生物医学工程系助理教授刘泉影作为指导教师，本科生杜鹏辉为队长，队员包括本科生车文心、郑可锌、叶梓元、刘思齐、张嘉怡、邱喆。参赛成员有着不同的学科专业背景，在创新创业竞赛中充分发挥了多学科交融交叉的优势。在为期六个月的竞赛中，团队成员锐意进取，团结合作，以新生儿脑健康监护系统为选题完成商业策划书，获得了省赛决赛金奖的佳绩。生医工系刘泉影老师获优秀指导教师奖。        本次比赛“婴和智行“团队以新生儿脑健康监护系统为选题，面向三甲医院重症新生儿健康需求，结合参赛者已有的技术基础，为新生儿脑健康智能监护设计了完整的解决方案，完成了一个优秀的商业策划书。“婴和智行“团队借助人工智能科技，致力于使用智能脑电监测技术优势，帮助医院医生实现智能化的新生儿惊厥监护，疼痛监测，睡眠监测与脑电综合分析等功能。旨在减轻医护人员的工作量，让中国各地的新生儿可以享受到低成本、智能化的脑健康监测。 “婴和智行”参赛队员决赛现场合影        据悉，“挑战杯”系列竞赛是目前国内大学生最关注最热门的全国性竞赛，也是全国最具代表性、权威性、示范性、导向性的大学生竞赛。自1989年首届竞赛举办以来，“挑战杯”竞赛始终坚持“崇尚科学、追求真知、勤奋学习、锐意创新、迎接挑战”的宗旨，在促进青年创新人才成长、深化高校素质教育、推动经济社会发展等方面发挥了积极作用，在广大高校乃至社会上产生了广泛而良好的影响。 采写：杜鹏辉

       2022年4月1日至2日，由中国医学装备协会指导，首届中国智能医疗器械创新大赛决赛在浙江大学成功举办。经过激烈角逐，共有来自全国13个省（市）、27所高校的40支参赛作品进入最终决赛。        南方科技大学Bone shakalaka团队是由生物医学工程系刘超与机械与能源工程系吴勇波担任指导老师，包括来自不同专业的张诗博、陈致锐、刘洋、蔡浩添、潘永昊等学生组成的多学科交叉团队。本次大赛中，该团队勇创佳绩，荣获研究生组特等奖、优秀指导教师奖。        超声骨刀是利用高强度聚焦超声原理, 进行软硬骨组织切割的一种医疗器械。Bone shakalaka团队利用高强度聚焦超声技术，通过换能器，将电能转化为机械能，开发了一套切割效率高、产热少的超声骨刀装置。        此外，该团队还荣获第十三届“挑战杯”广东省大学生创业计划竞赛金奖、第十三届“挑战杯”广东省大学生创业计划竞赛南方科技大学校内赛一等奖。

       12月7日，我校安全、健康与环境办公室江祥桂主任、董霄老师、李新蕾老师、社区警务室林涵警官一行到访生医工系，对近期校园安全注意事项进行专项强调。        江主任从疫情防控、交通安全、电信诈骗等多个问题切入，以实际案例强调了安全的重要性，提醒各位师生要始终保持高度警惕，坚决克服松懈麻痹思想和侥幸心理。       系主任蒋兴宇讲席教授对江主任一行的到访表示感谢，并表示将对提到的安全隐患高度重视，持续完善落实学校有关安全的相关制度，用实际行动为平安校园贡献生医工力量。   采写：邓丹丹

       为深入学习贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想和党的二十大会议精神，加强我系各课题组之间的交流沟通，鼓励积极创新，营造良好的科研学术氛围，由南方科技大学生物医学工程系党总支主办的“庆祝二十大 ，奋斗新征程”——第三届BME Research Day(学术交流日）活动，于11月19日在工学院南楼813报告厅顺利召开。中国工程院外籍院士、工学院院长徐政和与生医工系师生出席活动，与同学们交流探讨科研成果。 活动合影 徐政和院长致开场词 蒋兴宇系主任主持        活动分为口头汇报、壁报展示两个环节。活动伊始，徐政和院长致开场词并介绍了活动举办的初衷及交流议程，鼓励同学们在此次活动中，积极分享自己的所学所想。徐政和称此次活动是生医工系第一支部的特色“书记项目”，也是进一步强化落实基层党建工作责任意识、推进“一支部一特色”基层党建品牌建设的重要举措，希望大家珍惜这次学习机会，积极参与分享和讨论，做到学以致用。        随后，口头汇报环节正式开始，来自生医工系22个课题组的19位研究生以及3位本科生们讲述了自己的科研成果，并积极回答在场师生的提问。选手们的学术报告思维清晰、条理明了，充分展示了我系学生的高水平科研能力以及超强的学术报告水平。壁报展示环节穿插其中，64位参展学生就科研成果与在场师生展开讨论。在一整天的学术交流中，参会师生们进行了学术思想的碰撞和交流，进一步加强了我系各课题组的相互了解，为今后的科研合作奠定了良好基础。        经激烈角逐，并由我系全体教授共同评议，最终决出口头汇报一等奖，为庞泽阳；二等奖为张峻宁，周思妤。口头汇报最佳表现奖（本科生），为康小我。墙报展示一等奖为孙晨阳；二等奖为刘洁，李志华；三等奖为吴艳，王漠，曾咏燊、王昊文。 获奖学生合影        BME Research Day每年定期举办，是我系学生培养的重要环节，也是提升我系学术氛围的重要组成部分，是我系特色传统活动之一。今后，我系将继续致力于搭建常态化学术交流平台，助力形成良好学术氛围，实现学科特色发展和人才高质量培养目标。     采写：张艺真、肖然