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谢粤辉：中国心脑血管医疗器械的创新突破
南科大罗智团队开发出一种创新多肽药物制剂技术并进入人体实验阶段
近日，南方科技大学生物医学工程系副教授罗智课题组在Science Translational Medicine期刊上发表了题为“Boosting systemic absorption of peptides with a bioinspired buccal-stretching patch”的研究文章。该研究受到章鱼触手吸盘结构的启发，开发了一种创新的口腔贴片技术，该研究目前已进入临床转化阶段，有望重新定义大分子药物剂型，进而在医药研发领域产生深远的影响。
近年来，越来越多的新型药物被开发用于疑难杂症的治疗，例如多肽、mRNA、单克隆抗体等。这些生物大分子药物在糖尿病、心血管疾病、癌症、病毒感染等疾病的治疗中发挥着越来越重要的作用。然而，多肽与蛋白质等药物的口服递送面临着多重挑战，例如，药物在消化道的不稳定性、低生物利用度以及肝脏首过效应等。这些挑战不仅限制了大分子药物在临床应用中的有效性，还因其复杂和不便的给药方式（如皮下注射）影响了患者的依从性和生活质量。因此，开发针对多肽药物的新型口服递送系统具有至关重要的意义。
如下图所示，该技术通过机械拉伸口腔黏膜并结合渗透增强剂，能够显著促进药物的跨膜吸收。这一设计模仿了章鱼吸盘的肌肉排列，实现了稳定而高效的粘附，能以大约100千帕的力量拉伸软组织，从而改变黏膜的细胞结构和脂质屏障，促进药物的扩散。贴片内还可以装载各种辅助剂，包括渗透增强剂、缓释剂等，实现药物的可控释放。这种机械和化学的协同作用，是一类全新的药物递送机理，能够大幅度提高大分子药物的生物利用度。
图1. 一种仿生章鱼吸盘通过口腔黏膜的机械变形来输送大分子药物的生物吸力贴片
经过一系列严格的实验验证，包括在比格犬和40名健康人体试验参与者的临床前研究，该工作证实了这种基于吸盘的贴片在提升药物生物利用度方面具有显著效果。例如，使用该贴片递送的去氨加压素（Desmopressin）的生物利用度从0.12%提升到了16.4%。近两个数量级的突破性提升在药物递送研究中具有里程碑意义。更进一步，在人体试验中（图2），大多数参与者表示，与传统的注射方式相比，他们更倾向于使用这种贴片作为常规和周期性的给药方法。
图2. 人体实验证实新剂型的安全性及高接受度
在临床实验中，研究团队发现以下优势，首先，这种贴片技术有潜力在治疗糖尿病、肥胖症以及其他需要依赖注射递送的疾病中找到广泛应用。由于其非侵入性特点，这种给药方式可以提高患者的治疗依从性，从而带来更为有效的治疗结果。其次，这种新型递送系统的开发还可以促进与之相关的药物研发，推动制药工艺的创新和优化，加强对创新药的专利保护。因此，该研究不仅在科学上具有突破性，也为未来医药研究和临床应用提供了新的方向和可能性。
罗智为论文第一作者及通讯作者，南科大为论文第一单位。合作单位苏黎世联邦理工大学教授Jean-Christophe Leroux为论文共同通讯作者。本工作得到了科技部国家重点研发计划、广东省生物材料重点实验室等项目的支持。
论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.abq1887
王秀明：A Framework for Formulating Field Equation of Motion under the Postulate of Energy Invariant
2023年“富途锐”奖学金获奖名单
根据《生物医学工程系“富途锐奖学金”评定办法》，现将生物医学工程系2023年“富途锐”奖学金获奖名单予以公示。公示时间为2023年10月7日起至2023年10月11日止。仅公示名单，排名不分先后，对结果有异议者，请以邮件形式反馈到生物医学工程系。反映问题应本着实事求是原则，署真实姓名并提供联系方式。
联系人：王老师
办公地点：南方科技大学工学院南楼628
联系电话：0755-88015001
电子邮箱：wangd3@sustech.edu.cn
| 序号 | 学号 | 姓名 | 院系 | 专业 | 奖学金金额 |
| 1 | 12012621 | 贺廷祯 | 生物医学工程 | 生物医学工程 | 1923 |
| 2 | 12011119 | 卓著 | 生物医学工程 | 智能医学工程 | 1923 |
| 3 | 12112525 | 杨中武 | 生物医学工程 | 生物医学工程 | 1923 |
| 4 | 12111318 | 赵元龙 | 生物医学工程 | 生物医学工程 | 1923 |
| 5 | 12112317 | 牟新语 | 生物医学工程 | 智能医学工程 | 1923 |
| 6 | 12212859 | 黎思婕 | 生物医学工程 | 生物医学工程 | 1923 |
| 7 | 12211854 | 张畅洋 | 生物医学工程 | 生物医学工程 | 1923 |
| 8 | 12212502 | 史向涛 | 生物医学工程 | 生物医学工程 | 1923 |
| 9 | 12210552 | 孙一凡 | 生物医学工程 | 生物医学工程 | 1923 |
| 10 | 12210326 | 苏浩泽 | 生物医学工程 | 生物医学工程 | 1923 |
| 11 | 12210153 | 邹佳辰 | 生物医学工程 | 智能医学工程 | 1924 |
| 12 | 12212630 | 易舒涵 | 生物医学工程 | 智能医学工程 | 1923 |
| 13 | 12212659 | 马文骁 | 生物医学工程 | 智能医学工程 | 1923 |
| 合计 | 25000 | ||||
生命科学与健康工程交叉论坛
BME学术沙龙（第十二期）
一、活动介绍
为锻炼生物医学工程系各年级学生及博士后的科研展示能力，促进学术交流与合作。由生物医学工程系主办，生物医学工程系第二党支部承办的BME学术沙龙第二轮于新学期隆重回归。该活动计划每月举行一次，每次Normal talk由我系两个课题组的学生或博士后进行学术分享。
二、活动详情
活动时间：10月11日，18:20-19:30
活动地点：工学院南楼813报告厅
活动对象：生医工系本科生、研究生及博士后进行学术分享，欢迎全校师生参与交流
Everyone are welcome!
Pizza and drinks will be served!
（本次Pizza将会在活动前18:15开始供应，请大家合理安排时间，提前入场）
三、活动流程
18:20-19:00 Normal talk
19:00-19:02 Fire talk
四、本期活动预告
【Normal talk】
吴艳（2019级博士生，蒋兴宇课题组）
题目：
Three-dimensional liquid metal-based conformal neuro-interfaces for human brain organoids
报告摘要：
Brain organoids derived from human induced pluripotent stem cells (hiPSCs) have emerged as promising models for investigating neurodegenerative disorders, such as schizophrenia and Alzheimer’s disease. However, obtaining the electrical information of these free-floating organoids in a noninvasive manner remains a challenge using commercial multi-electrode arrays (MEAs). The 3D MEAs developed recently acquired only a few neural signals due to limited channel numbers. We established a cyborg organoid (cyb-organoid) platform coupling a liquid metal-polymer conductor (MPC)-based mesh neuro-interface with brain organoids. The mesh MPC (mMPC) integrated 128-channel multielectrode arrays distributed on a small surface area (~2*2 mm). Stretchability (up to 500%) and flexibility of the mMPC enable its conformal attachment to hHOs. We successfully detected neural signals from this cyb-organoid. Compared with traditional planar devices, our non-invasive coupling offers an adaptor for recording neural signals from 3D models.
报告时间：10月11日，18:20-18:40
李林阳（2023级博士生，奚磊课题组）
报告题目：Double spiral resonant MEMS scanning for ultra-high-speed miniaturized optical microscopy
报告摘要：
Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS)-based optical scanners play a vital role in the development of miniaturized optical imaging modalities. However, there is a longstanding challenge to balance the temporal resolution, field of view (FOV) and systematic fidelity. Here, we propose a double spiral scanning mechanism to enable high-frequency resonant scanning of MEMS scanners without sacrificing the imaging quality, and offer the versatile imaging interface for applications in different scenarios. This arrangement, demonstrated by photoacoustic endoscopy, shows that the imaging rate and FOV can be improved more than 60 and 2 times, respectively. The proposed method is general to address the limitations of MEMS-based scanning microscopies and can be adapted for various miniaturized imaging modalities, such as endoscopy, intraoperative image-guided surgery and wearable devices.
报告时间：10月11日，18:40-19:00
【Fire talk】
张铄（2021级硕士生，刘泉影课题组）
报告题目：Irrelevant social comparison affects exploration of uncertainty and its association with subjective expectations
报告摘要：
Social comparison widely exists, which involves individuals evaluating themselves in comparison to others. Although this process may provide useful information in some cases, there are instances where the comparison holds no relevance to an individual’s personal outcome. The effect of those irrelevant social comparisons on decision-making under uncertainty is not well understood. The current study aimed to examine the effect of this irrelevant social comparison on uncertainty exploration and its association with subjective expectations. Participants were recruited to engage in a decision-making task under uncertainty while exposed to both themselves and others’ outcomes. The results revealed that purely presenting others’ outcomes affected participants’ exploration behavior significantly, with lower rewards than others leading to increased exploration of uncertainty. Additionally, subjective expectations were found to be associated with social comparison, whereby higher rewards than others and lower subjective expectations consistently increased participants’ exploitation behaviors, indicating that social comparison affected individuals’ adjustment of subjective expectations. These findings emphasize the role of social comparison in decision-making processes, even in cases where the comparison doesn’t directly pertain to an individual’s personal outcome. Our work provides insight into modeling complex social interaction and extends valuable implications across domains such as psychology and economics.
报告时间：10月11日，19:00-19:02
我系与多单位合作开发便携式SARS-CoV-2变异监控技术
新冠病毒（SARS-CoV-2）的不断变异导致公共卫生响应和疫苗接种计划复杂化。面对这样的紧急状况，南方科技大学生物医学工程系的张博课题组联合斯坦福大学戴宏杰院士、深圳市第三人民医院的袁静主任、南方科技大学生物医学工程系微流控-生物材料实验室以及Nirmidas生物科技公司唐梅杰博士，研发出一种名为FEMMAN的新型SARS-CoV-2突变株检测技术，并将这一成果发表在《Nature Biomedical Engineering》上。这一科技突破有望从根本上改变我们对新冠病毒变种的诊断和监控方式。
病毒变异一直是科研和公共卫生领域面临的重大挑战，尤其是在全球疫情持续蔓延的情况下。传统的检测方法，如逆转录聚合酶链反应（RT-qPCR）虽然具有一定的准确性，但在识别多种病毒突变方面存在局限性。考虑到新冠病毒的快速变异，以及新出现的变种对疫苗有效性和治疗方案的影响，更精确的病毒检测方法显得尤为重要。FEMMAN技术利用纳米技术和生物传感器相结合的先进方法，不仅能准确检测病毒的存在，还能分辨出多达数十种不同的突变。
图1. 等离激元芯片结合RPA扩增可实现个位数拷贝检测灵敏度和多种新冠突变株的区分
FEMMAN技术综合运用了等离子原纳米材料、DNA微阵列、微流控芯片等多项先进技术，以高灵敏度和特异性成功识别SARS-CoV-2病毒及其多个变种。这一技术的灵活性和准确性，使其成为未来疫情防控的有力工具。与此同时，FEMMAN也具有很高的可扩展性，能迅速适应新出现的病毒变种。这意味着，无论未来会出现怎样的新变种，FEMMAN都有能力进行快速而准确的检测。这一突破成果能够显著提升疫情防控的精度和效率，有助于全球各地更加精准地进行风险评估和资源分配。
FEMMAN技术的独特之处不仅在于其多重检测能力。张博教授和他的团队进一步优化了这项技术，使其可以适应新出现的病毒变种。简而言之，FEMMAN不仅是一种高灵敏度和特异性的检测工具，同时也是一个高度灵活和可扩展的多重核酸检测平台。
图2. 等离激元芯片多通道核酸检测应用于新冠病毒突变株区分
这一突破性研究得以实现，离不开跨学科、跨机构合作的支持。项目团队运用多年积累的专业知识，解决了项目中遇到的多个关键性科学问题。通过与深圳市第三人民医院袁静主任团队合作，项目团队开展了上千例的临床实验验证，使FEMMAN技术能够快速从实验室走向临床，甚至有望在不久的将来广泛应用于各种场合，包括但不限于医院、机场、学校和社区等。
图3. 新冠突变检测的临床验证
当被问及这项研究的社会意义时，文章的第一作者刘莹博士表示：“FEMMAN技术的出现，让我们有了更加强大的武器来对抗新冠病毒的不断变异。特别是在全球许多地区面临检测资源不足和医疗体系压力巨大的背景下，这一技术能够大大提升我们的疫情防控能力。通过更准确地识别和跟踪病毒变种，我们不仅可以更有效地进行风险评估和资源分配，还可以针对不同变种制定更精确的疫苗和治疗方案。”
与此同时，FEMMAN技术的可扩展性也让其具有广阔的应用前景。除了新冠病毒，该技术还有潜力用于检测其他各种病毒和微生物，包括但不限于流感病毒、埃博拉病毒、寨卡病毒等。FEMMAN技术的出现将有助于医院提高患者诊断的准确性，特别是在资源有限的环境下，这一点对于全球公共卫生安全具有深远的意义。FEMMAN不仅能提高诊断准确率，还能大大缩短检测时间，这在紧急情况下是非常宝贵的。例如，在突然爆发的疫情中，我们需要在最短的时间内准确诊断和隔离患者，以减少病毒的传播。
为了进一步适用于实际的临床和现场（Point of care）应用，微流控-生物材料实验室设计了便携式的FEMMAN微流控检测设备。构建了一个‘工具箱’大小的便携式实验室，可以根据疫情相应迅速部署并启动。它可以在不同的环境和条件下高效地运行，为急性疫情提供了及时而有效的应对方案。
图4. 微流控芯片控制平台及荧光成像系统
基于FEMMAN的高灵敏度、高特异性和可拓展性，它还可以应用于环境样本分析，如检测污水或食品中的病毒存在，进一步增强了其在公共卫生和疫情防控方面的价值。总体而言，FEMMAN技术不仅是一项重要的科学成果，也是多方共同努力和合作的典范。随着该技术逐步走向市场和临床应用，有理由相信它将为全球抗击新冠疫情，乃至其他传染病疫情提供有力的科学支持。
随着疫苗接种和其他防控措施逐渐展开，全球正努力摆脱新冠病毒的阴影。然而，病毒的不断变异和新变种的出现使得这一努力变得异常艰巨。在这样的大背景下，FEMMAN技术的成功研发无疑为全球抗击新冠疫情提供了有力的科技支撑。作为一个既先进又实用的检测工具，FEMMAN预计将在全球范围内引起广泛关注，成为未来疫情防控的重要武器。
我校生物医学工程系研究助理教授刘莹为论文第一作者，杨扬、王光会、王斗为论文共同一作，生物医学工程系张博副教授、斯坦福大学戴宏杰院士、深圳市第三人民医院袁静主任和Nirmidas公司唐梅杰博士等为论文通讯作者，南方科技大学为论文第一单位，合作单位包括斯坦福大学、深圳市第三人民医院、Nirmidas Inc.、广州医科大学。以上工作得到了国家自然科学基金、广东省基础与应用基础研究基金、深圳市科技计划项目、广东省先进生物材料重点实验室、国家重点研发计划项目、南方科技大学核心科研基金、国家科技重大项目、深圳市高水平医院建设基金的支持。