ENG

勇于冒险 甘于艰苦 乐于和谐

Adventurous Arduous Amiable

2022-04-23 | 科研新闻

第十届世界华人生物医学工程大会线上成功举办

      2022年4月22-23日,由世界华人生物医学工程协会主办,南方科技大学生物医学工程系承办的第十届世界华人生物医学工程大会拉开帷幕。全球生物医学工程领域知名华人学者和业界顶尖人士代表齐聚一堂,共同探讨生物医学工程领域最新研究成果。        世界华人生物医学工程大会是该领域高规格、高水平、高参与度的年度盛会,是政府、科研、教育、产业、资本各方代表共同研讨领域颠覆性技术、产业发展现状和未来趋势的重要平台。        期间,世界华人生物医学工程协会创会会长、美国两院院士、匹兹堡大学荣休教授Savio L-Y.Woo教授,世界华人生物医学工程协会会长、香港理工大学生物医学工程学系张明教授,深圳市科技创新委员会副主任钟海,南方科技大学代理副校长杨学明院士,本次会议组委会主席哥伦比亚大学生物医学工程系郭向东教授,南方科技大学生物医学工程系蒋兴宇教授,世界华人生物医学工程协会候任会长、上海交通大学生物医学工程学院郑诚功教授分别在开、闭幕式上致辞,共同表达以开放合作共建人类卫生健康共同体的期待与祝愿。        开幕式后,来自美国约翰霍金斯大学Jeff Tza-Huei Wang教授做大会特邀主题报告,大会理事长、亚利桑那州立大学李宗明教授向其颁发纪念奖章。随后,美国西北大学黄永刚院士、上海交通大学杨广中院士、深圳大学张学记院士、中国科学院深圳先进技术研究院郑海荣教授与刘陈立教授、美国耶鲁大学Rong Fan教授、美国俄克拉荷马大学Rong Gan教授、美国加利福尼亚大学Song Li教授、香港科技大学I-Ming Hsing教授、纽约市立学院Bingmei Fu教授等多位专家学者进行了为期两天的大会主题报告和分论坛报告。 颁发纪念奖章        来自科研、教育、产业、资本各界数千位嘉宾代表参加了本次会议。会议涵盖了医学人工智能、生物力学、康复工程、组织工程和再生医学、医疗器械创新、生物医学工程教育、产业转化等方面内容,聚焦了基础前沿、关键核心技术、产业发展等领域,吸引了众多具有不同学科背景和研究专长的青年学者与会研讨,促进了生物医学工程领域最新研究成果的交流,增强了相关学科领域的交叉与融合。        本次大会的承办单位南方科技大学作为迅速崛起的学术高地,建校12年已经成长为国家“双一流”建设高校。作为本次大会承办单位的南方科技大学生物医学工程系高度重视人才队伍建设,具有一支国际化高水平的科研队伍。多名教师获得“国家杰出青年基金”、“国家自然科学优秀青年基金”等项目和奖励。教学科研系列教师100%具有海外工作经验,100%具有在世界排名前100名大学工作或学习的经历,半数教师获国家级人才称号。 线上会议        世界华人生物工程大会每两年举办一次,首届大会于2002年在台北举办,此后相继在北京、曼谷、香港、台北、深圳召开。由于华人科学家在世界生物医学工程领域的较高地位和特殊贡献,世界华人医工年会已成为具有较高的学术水平和全球影响力的国际性会议,在生物医学工程领域有着广泛的认可度。          会议官方网站:https://www.wacbe2022.com/     采写:刘超、张艺真、赵晓刚、肖然

2022-04-13 | 综合新闻

2021-2022中国生物医学工程大会暨创新医疗峰会召开

         中国生物医学工程学会主办的“2021-2022 中国生物医学工程大会暨创新医疗峰会 (BME2021-2022)”于 2022 年 4 月 10-12 日以全线上的形式召开。此次会议由广东省医学科学院(广东省人民医院)、南方科技大学、深圳技术大学、国家高性能医疗器械创新中心、中国科学院深圳先进技术研究院、深圳大学等单位承办。        中国生物医学工程学会理事长曹雪涛、广东省医学科学院(广东省人民医院)院长余学清、南方科技大学校长薛其坤分别在开幕式上致辞,共同表达了践行健康中国战略、服务人民健康的的理念和决心。        开幕式后,中国科学院院士程和平、骆清铭、刘昌胜、顾东风,中国工程院院士王军志、田伟,加拿大两院院士、西湖大学讲席教授Mohamad Sawan,广东省人民医院院长余学清,广州医药股份有限公司董事长郑坚雄,北京纳通科技集团有限公司董事长赵毅武,南开大学教授孔德领等专家和企业家进行了为期一天的主旨报告。        南方科技大学生物医学工程系讲席教授蒋兴宇担任此次大会执行委员会主席,系内多位教师担任执行委员会委员,全力支持此次大会顺利召开。        大会还设有6个专题报告、11个分论坛和20个分会场。会议涵盖了医学人工智能、神经工程、智慧医疗、医学影像、生物力学、康复工程、生物医学光子学、纳米医学、组织工程和再生医学、医疗器械创新、生物医学工程教育、产业转化等方面内容,聚焦基础前沿、关键核心技术、产业发展等领域,全链条展示生物医学工程的前沿进展,探讨自主创新的中国医疗器械发展之路。        开幕式期间,曹雪涛宣布了2020-2021年度(第4届)“黄家驷生物医学工程奖”评选结果,其中骆清铭团队和李路明团队分别荣获技术发明类和科技进步类一等奖。“黄家驷生物医学工程奖”以学会首任理事长,著名医学家黄家驷学部委员的名字命名,旨在激励生物工程医学领域科技工作者在开展原创性科学和技术研究中取得的杰出成果,迄今为止已经评选24项。        会上发布了中国科协项目“2020-2021生物医学工程学科发展报告”,中国生物医学工程学会副理事长王广志对报告进行了解读。2019年以来中国生物医学工程领域的年发文量已居世界首位,ESI TOP1%高被引论文之中中国学者的篇数占比亦列榜首。2016-2020年中国获授权发明专利数量位于世界第二。        青年学者是中国生物医学工程发展的中坚,青年学子是中国生物医学工程发展的希望。这次大会上,20名青年学者亮相青年学者论坛做学术演讲,三百余名青年学者和研究生投稿参与青年优秀论文展示。骆清铭在开幕式上介绍了教育部生物医学工程类教学指导委员会倡导的、由学会主办的“2021年全国大学生生物医学工程创新设计竞赛”的举办情况。        伴随大会所秉承的会议主题“医工融合发展 创新引领未来”日益深入人心,学会打造了产、学、研、医、管等各领域融合的交流平台。会议直播观看点击量达36万人次,总观看时长达到5万6千小时。大会为学术成果提供了更为广泛的传播渠道,也将引发对学术思想的深度思考。        展望新征程,不忘初心、牢记使命。曹雪涛表示,未来,学会将构建面向国家重大需求的专业智库,健全面向经济主战场的激励创新机制,使学会真正成为连接产学研医管的纽带,把学界团结起来,把企业界调动起来。引领和激励广大生物医学工程科技工作者崇德力行,心怀“国之大者”,抢占科技自立自强制高点,紧跟科技革命和产业变革时代步伐。为推动我国生物医学工程事业的发展,为推进中国医疗器械的进步,为健康中国建设做出新的贡献。     文章部分引自《科技日报》,编辑:王晓宇 原文链接:http://xiangyu.wokeji.cn/app/template/displayTemplate/news/newsDetail/8/25251.html?isShare=true

2022-03-21 | 科研新闻

南科大微流控-生物材料实验室在柔性电子领域取得系列进展

《AFM》:湿粘弹性体用于液态金属基适形表皮电子器件        可穿戴电子设备越来越多地用于不同情况下的健康监测和治疗。然而,很少有设备能在运动和淋浴后(出汗、变形、摩擦)与皮肤粘附而不变形。近日,南方科技大学微流控-生物材料实验室与国家纳米科学中心施兴华教授等人合作提出了一种简便的方法,利用聚乙二醇(PEG)混合聚二甲基硅氧烷(PDMS)胶粘剂(PPA)制备金属聚合物导体(MPC),将镓基液态金属合金电路封装为表皮电子器件。在PDMS预聚物中加入PEG可以得到比PDMS本身承受更大变形的、更柔软的湿粘弹性体。柔软的可粘接电子产品可与皮肤适形粘接达2天以上。实验证明,这些电子器件能够满足运动和淋浴48小时穿戴时的运动检测、电生理信号检测和皮肤伤口愈合的需求。        作者预计这种具有优良生物安全性的湿粘电子产品将得到广泛应用,解决医用胶粘剂和人机界面存在的问题。相关工作以“Wet-Adhesive Elastomer for Liquid Metal-Based Conformal Epidermal Electronics”为题发表在3月18日的《Advanced Functional Materials》。 图1. PPA和PPA- MPC电子设备示意图 图2. PPA的机械性能及附着力 【文章要点】 一、PPA的制备及表征        为防止溶剂不受控制的蒸发所造成的缺陷,提高弹性体的力学性能,选用了分子量分别为200、400和600的室温液态PEG寡聚体。研究者研究了添加不同比例PEG低聚物的粘接剂的模量(图2a)、断裂伸长率(图2b)和对前臂皮肤的粘接力(图2c)。当相对量相同时,PEG-600组的模量较低,断裂伸长率较高,附着力较高。最大添加量时,弹性体的模量和粘结力似乎相同,分别为30 kPa和0.9 N cm−1。        将PPA贴附于前臂皮肤,剥离后进行皮肤附着试验。将刚固化的PPA和放置14 d的PPA分别贴附在前臂皮肤上,并测试各组剥离力,以测试室温下PPA粘附性能的保留效率。刚固化的PPA的剥离力为0.87 N/cm,两周前固化的PPA的剥离力为0.54 N cm−1(图2e)。测试了不同附着时间下PPA的剥离力。48 h后,附着力从0.9 N cm−1略微下降到0.63 N cm−1(图2f)。最后进行了循环粘附剥落试验。粘连剥离40次后,粘连力仍大于0.5 N cm−1,表明PPA连续剥离后仍可作为表皮粘接剂使用(图2g)。 图3. PPA-MPC电子器件性能及PPA-MPC粘接应变传感器的运动检测 二、用于运动检测的PPA-MPC粘接式应变传感器 对于应力-应变曲线,PPA-MPC电子器件显示出比PDMS-MPC明显更低的模量和更高的伸长率(图3a)。测试了不同应变下电阻的变化,应变传感器的应变分别为20%、40%、60%、80%,具有较高的精度和线性度(图3b),显示了其在连续精确传感方面的巨大潜力。该应变传感器被拉伸至50%,循环1000次,以表征其耐久性。显然,它可以承受这种连续的变形,并且在整个过程中保持一个稳定的电阻(图3c),这意味着应变传感器能够长期的运动监测。将应变传感器连接到肘部和膝盖皮肤上,并以不同的速度连续弯曲(图3d,g)。该自粘式应变传感器能够保持稳定的粘接,变形与皮肤保持一致。36小时后,再次执行相同的任务。在这段时间里,除了日常工作外,研究者做了一个小时的运动,洗了两次30分钟的淋浴。结果显示,佩戴36小时后,应变传感器仍能适形附着在皮肤上,并实时显示关节的运动(图3e,f,h,i)。        原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202200444   《ACS Nano》:基于纳米纤维的柔性电子导管用于体内清除循环肿瘤细胞        清除外周血中与肿瘤转移和复发密切相关的循环肿瘤细胞(CTCs)有助于降低肿瘤复发和转移的概率。然而,传统的旨在杀死CTCs的治疗方法往往会对正常的血细胞、组织和器官造成损伤。近日,南方科技大学微流控-生物材料实验室报道了一种柔性电子导管,它可以通过不可逆电穿孔(IRE)高效地捕获和杀死CTCs。柔性电子导管由纳米纤维(NFs)与液态金属聚合物导体(MPC)电极组装而成。用上皮细胞粘附分子(EpCAM)抗体修饰NFs,以提高特异性生物识别和细胞粘附能力。导管可反复筛查全身血液,纳米纤维上的EpCAM抗体可使CTCs富集到导管表面。利用高比表面积,这种基于NFs的导管在CTCs中的捕获效率比以前报道的研究高25倍。此外,每mm2导管非特异性捕获的白细胞数量小于10个,而原来的4-11 × 106 mL-1全血数量较多,显示了柔性电子导管良好的特异性。柔性和生物相容性的MPC电极对兔模型中捕获的CTCs具有100%的杀灭效率。此外,未见明显血液学指标及血管及主要器官形态变化,说明该电子导管具有良好的生物相容性。这种功能性电子导管为提高临床肿瘤治疗效率提供了一种新的替代策略。相关工作以“Flexible Electronic Catheter Based on Nanofibers for the In Vivo Elimination of Circulating Tumor Cells”为题发表在3月18日的《ACS Nano》。 方案1. 使用柔性电子导管在体内富集和消除CTCs的示意图 图2. 治疗用导管对癌细胞的体外捕获和杀伤性能 【文章要点】 一、柔性电子导管的体外试验        根据研究者的设计,具有微米孔隙的网络结构可以扩大比表面积,使CTCs有很高的捕获概率(图2A)。最终结果表明,MPC/ NF导管可有效捕获55.2%的HepG2细胞。利用高表面积、高孔隙率和靶区富集的优点,NF基导管用于CTCs的捕获效率比之前报道的高25倍(图2D,E)。此外,研究了CTCs致死的电压。HepG2细胞在不同电压(50、100、200 V)作用10 ms。CCK-8染色分析显示,随着电压升高,细胞活力下降,在200 V时细胞几乎死亡(图2F)。annexin V-FITC/碘化丙啶染色分析显示,IRE引起的凋亡是HepG2细胞死亡的主要原因(图2G)。这些结果证实了本方法的可行性,并表示了IRE作用在临床CTC治疗中的潜在应用。 图3. MPC/ NF导管体内CTC捕获能力的评价 二、柔性电子导管的体内试验        研究者建立了基于MPC功能化和NF功能化静脉留置导管的体内CTC清除系统(图3A、B)。使用新西兰兔模型进一步测试性能。捕获的HepG2细胞经免疫染色鉴定为DAPI+/ PE-CD45 – / FITC-CK +。在1、2、3只家兔上分别捕获HepG2细胞2580、2192和1908个。无EpCAM特异性抗体的导管作为对照;分别从4、5和6只家兔中捕获18、32和48个HepG2细胞(图3C、D)。HepG2的捕获效率比之前报道的高11倍。MPC/NF导管的非特异性捕获WBCs的数量小于10个/mm2,而原来MPC/ NF导管的全血数量为4-11 × 106 mL-1,显示了MPC/NF导管的良好特异性。HepG2细胞富集后,在电极上施加200 V电压10 ms进行细胞杀伤。AO和PI成本法显示,MPC/NF导管可以使IRE杀死所有捕获的细胞,杀伤效率为100%(图3E,F),表明具有良好的体内清除CTCs能力。        原文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c09807   本文转载自:高分子科学前沿公众号

2022-02-15 | 教学新闻

南方科技大学入选新一轮“双一流”建设高校

       近日,教育部、财政部、国家发展改革委发布第二轮“双一流”建设高校及建设学科名单。南方科技大学榜上有名,正式进入“双一流”建设高校行列,成为深圳首所“双一流”建设高校。        南科大是中国最年轻的“双一流”建设高校之一。该校是深圳在中国高等教育改革发展的时代背景下创建的一所高起点、高定位的公办新型研究型大学。学校借鉴世界一流理工科大学的学科设置和办学模式,以理、工、医为主,兼具商科和特色人文社科的学科体系,在本科、硕士、博士层次办学,在一系列新的学科方向上开展研究,使学校成为引领社会发展的思想库和新知识、新技术的源泉。        “双一流”建设是党中央、国务院在新的历史时期为提升我国教育发展水平、增强国家核心竞争力、奠定长远发展基础作出的重大战略决策。作为深圳举全市之力兴办的新型研究型大学,南科大肩负“探索中国特色的现代大学制度、探索创新人才的培养模式”使命。建校以来,南科大牢记“两个探索”的初心使命,以改革立校、以创新兴校,突出“创知、创新、创业”的办学特色,坚持高起点、高定位、高质量发展,取得了一系列成绩。面向未来,南科大将立足中华民族伟大复兴战略全局,心怀“国之大者”,以聚焦国家重大战略需求和服务地方需求为己任,紧抓“双一流”建设重大机遇,坚持立德树人根本任务,坚持为党育人、为国育才,践行“明德求是 日新自强”的校训精神,助推深圳经济特区在先行示范道路上迈出坚实步伐,为粤港澳大湾区高水平人才高地建设和国家高水平科技自立自强作出新的更大贡献。        南科大生医工系将紧抓“双一流”建设重大机遇,依托南方科技大学一流的科研、教学条件,力争将生医工系建设成为国际知名的生物医学工程研究基地。   教育部通知链接:http://www.moe.gov.cn/srcsite/A22/s7065/202202/t20220211_598710.html

2022-02-09 | 综合新闻

生医工系进行开学前实验室安全大检查

       为响应学校号召,做好开学前准备工作。2月7日下午,生物医学工程系系主任蒋兴宇讲席教授、副系主任吴长锋教授,在系安全员邓丹丹陪同下,对生物医学工程系实验室进行了全面检查。        生物医学工程系科研实验室分布于工学院南楼一、五、六、七层及创园8栋3楼,共有课题组22个,实验室约30间。蒋兴宇讲席教授和吴长锋教授依次走访了每个课题组实验室,针对实验室安全、卫生、消防安全等安全隐患进行了检查和提醒,并对已经回校和寒假一直在校工作学习的师生进行了亲切问候。        由于仍在寒假期间,实验室工作人员较少,蒋老师特意指出:实验室中通电仪器能关机的尽量关机,以防有安全隐患;对于一些短时用不上的加热设备,要求相应科研人员关闭用电;部分实验室因假期工作时间短,安全日志填写欠及时,这些常规性的工作应注意及时完成;针对化学品安全方面,对于管制类化学品柜加了双锁的实验室,其钥匙需进行专门保管。 除此之外,在此次检查中,还发现有部分老师办公室玻璃破裂,报修之后还未及时更换的情况。考虑到碎玻璃可能有高空坠落砸人的风险,应再次督促物业进行更换玻璃前的安全预处理。        经过本轮实验室安全检查,我系做到了对各实验室安全情况心中有数,并为即将到来的开学开工做好了前期安全准备。   采写:邓丹丹

2022-01-19 | 科研新闻

我系张明明助理教授团队荣获第二十&二十一届国际机器人与仿生学大会最佳机器人论文提名奖

      2021年12月27日至31日,第二十&二十一届国际机器人与仿生学大会(The 20-21th International Conference on Robotics and Biomimetics,IEEE-ROBIO 2021)在中国海南三亚举行。来自美国德克萨斯州立大学、德国慕尼黑工业大学、日本千叶工业大学、日本大阪大学、意大利技术研究院、清华大学、香港大学、上海交通大学、南方科技大学、南开大学、东北大学、中科院沈阳自动化研究所等20多个国家的知名高校与企业专家学者共计近三百代表参加了本次线上和线下会议。       我校生物医学工程系张明明助理教授团队博士后苗青的一篇论文被IEEE-ROBIO 2021接收,张明明助理教授受邀现场参加了本次国际会议并进行了宣读。该论文的主题为“Improving Human-Robot Interaction Safety through Compliant Motion Constraints in Bilateral Upper Limb Rehabilitation”。经过国内外专家认真、公平、公正地评选,该文在数百篇学术文章中脱颖而出,荣获本次大会的T.J. Tran最佳机器人论文提名奖。       据悉,IEEE-ROBIO国际会议是机器人领域内的顶级学术会议之一,每年举办一届,至今已成功举办了二十一届。自2004年在中国沈阳开始,先后在中国台湾普吉岛、泰国曼谷、印度尼西亚巴厘岛、马来西亚吉隆坡等城市举行。本次参会,张明明助理教授作为通讯作者,在汇报环节与参会人员进行了热烈的讨论与深入的交流,得到众多与会专家学者的关注与赞许,充分展现了团队研究成果在机器人领域的学术影响力。

2022-01-18 | 科研新闻

2022年南方科技大学机器人交互技术及医工应用高端系列论坛圆满落幕

       为推进机器人人机共融领域发展、聚焦机器人交互关键技术及医工应用,由南方科技大学生物医学工程系脑—机器人康复技术实验室主办的“2022年南方科技大学机器人交互技术及医工应用高端系列论坛”于2022年1月11日-13日圆满召开。        加拿大工程院院士孟庆虎、中科院深圳先进技术研究院集成技术研究所副所长吴新宇、南方科技大学机械与能源工程系系主任融亦鸣、生物医学工程系系主任蒋兴宇,以及来自国内机器人领域专家学者参加活动。会议采用线上线下相结合的方式举行。        本次论坛由中国科学院院士段广仁等知名专家进行战略指导,孟庆虎院士、吴新宇教授、融亦鸣讲席教授、蒋兴宇讲席教授担任共同荣誉主席,南方科技大学脑—机器人康复技术实验室主任张明明助理教授担任论坛执行主席。 会议共邀请了16位机器人交互技术及医工应用领域的著名专家做主题演讲,旨在搭建一个未来人机交互发展的交流平台,线上总参会人数达800余人次。 系列论坛 I        1月11日为本次论坛的第一场系列论坛。会议开始,由论坛两位荣誉主席孟庆虎院士及蒋兴宇讲席教授致开幕词,对此次论坛进行了肯定,并预祝活动圆满举行。 论坛执行主席张明明助理教授对与会专家学者、老师和同学表示欢迎,并就南方科技大学脑—机器人康复技术实验室的科研工作进行了全面汇报。希望通过本次论坛,能够促进机器人交互技术及医工应用领域等方面的交流与进步。        随后,各嘉宾进行主题报告。系列论坛I由南方科技大学张明明教授和中国科学院深圳先进技术研究员徐天添教授联合主持。 程龙教授、徐昕教授、付俊教授分别就手康复机器人设计、人机协同驾驶、确定性动态优化与非线性控制主题开展报告。刘华平教授、赵新教授、王贺升教授就分别就机器人多模态主动感知、机器人化克隆技术、机器人定位导航主题进行了学术报告。 系列论坛 II        1月12日为第二场系列论坛。论坛荣誉主席、中国科学院深圳先进技术研究院研究员、国家杰青吴新宇教授致开幕词。        系列论坛II由张明明助理教授和付成龙教授联合主持。 刘连庆教授、陈谋教授、裴海龙教授分别就人机共融、无人机决策、涵道风扇无人机系统主题开展报告。兰旭光教授、熊蓉教授就分别就机器人自主作业与协作、人机知识传递主题进行了学术报告。 系列论坛 III        1月13日为第三场系列论坛。张明明助理教授致谢。他向各位专家的到来和指导、向与会的各位嘉宾表示感谢。        系列论坛III由张明明助理教授和宋嵘教授联合主持。李贻斌教授、王龙教授、韩建达教授、方勇纯教授、刘洪海教授分别就腿臂协作机器人 、智能决策、脑功能疾病智能诊断、仿生蛇形机器人、多模态人机交互等主题进行了学术报告。          本次论坛促进了机器人人机共融领域最新研究成果的交流,增强了相关学科领域的交叉与融合,吸引了众多具有不同学科背景和研究专长的学者与会研讨。 在为期三天的论坛中,会议共听取了16个主题报告,演讲专家和与会嘉宾展开了开放性、针对性的学术探讨。进一步深化了机器人交互关键技术及医工应用领域的交流与合作。     采写:林维聪 编辑:肖然

2022-01-17 | 教学新闻

生物医学工程系刘泉影课题组举办The Best Paper in 2021学术沙龙活动

       2022年1月16日,生物医学工程系刘泉影课题组年终活动——The Best Paper in 2021学术沙龙在我校会议中心举行(线上线下同时进行)。会议邀请了北京大学的鲍平磊老师、中科院先进院的鲍进老师、澳门大学的伍海燕老师、腾讯AI lab的卞亚涛老师作为点评嘉宾参加,并与同学们交流研究成果。 刘泉影老师致辞        刘泉影老师对与会嘉宾的到来表示欢迎和感谢。并对参加The Best Paper的同学提出要求,希望同学们通过10分钟的演讲,能重点突出论文主旨、总体框架以及创新性。鼓励同学们在此次活动中,积极分享自己的所学所想。 现场提问和点评        会议分为上午/下午两场进行,来自刘泉影课题的博士后、科研助理以及研究生共21人参加报告,学术报告思维清晰、条理明了,充分展示了南科大人的高水平科研能力以及超强的学术报告水平。 口头汇报环节        点评嘉宾充分肯定了本次活动的意义和必要性,并就每一位同学的Paper都提出了具体意见和建议。学生们也都纷纷表示受益匪浅,通过激烈的角逐,最终评选出技术流和科学流最佳品味奖,并现场颁发了荣誉证书和奖金以资鼓励。 获奖学生合影 刘泉影课题组合影     采写:刘雯

2022-01-07 | 科研新闻

科研进展|ACS Nano:智能伤口敷料,自带换药提醒功能

功能强大的金纳米材料 大量的研究已经表明金纳米颗粒可以有效降低皮肤、肺、肠道的感染风险。在多种表面配体的帮助下,金纳米材料表现出了高效抗菌活性和优异的生物相容性。尤其是金纳米簇这一金纳米材料,不仅抗菌性能优秀,还具有荧光特性,是一种能力强大的材料。   细菌纤维素敷料 在另一方面,细菌纤维素(BC)具有高机械强度高、透光性、超软度、水吸收性能强等特点,其多孔结构也与组织的细胞基质类似,非常适合作为敷料以加速皮肤的再生。更重要的是,高度透光的细菌纤维素薄膜能够更加方便观察敷料下伤口在愈合过程中的形貌变化。   给敷料“上个闹钟” 因此,通过金纳米簇和细菌纤维素的特点,南方科技大学微流控-生物材料实验室设计了一种智能敷料,可在治疗过程中自我检测剩余纳米药物的浓度。研究将氨基苯硼酸(ABA)修饰的金纳米簇(A-GNCs)装载到细菌纤维素薄膜上形成抗菌伤口敷料,该敷料在治疗多药耐药性细菌感染伤口时可通过原位比色法实时显示剩余A-GNCs纳米药物的剩余量。A-GNCs可在紫外激发下发射明亮桔色荧光,而与此同时细菌纤维素薄膜在伤口处湿润状态下呈现透明的性质,因此BC- A-GNCs纳米复合材料会随着A-GNCs的释放显示桔色荧光强度逐渐降低的现象,从而为患者提供更换敷料的合适时间点。 相关工作以“Fluorescent and Antibacterial Aminobenzeneboronic Acid (ABA)-Modified Gold Nanoclusters for Self-Monitoring Residual Dosage and Smart Wound Care”为题发表在ACS Nano。   文章要点 一、A-GNCs的表征 对A-GNCs的表征显示,其具有2纳米左右的平均直径且晶格结构清晰,在溶液中呈现亮黄色,而在365纳米激发下发射高强度的桔色荧光(图1)。A-GNCs具有优异的抗菌性能,SEM显示A-GNCs能够破坏细菌细胞壁造成融合,从而发挥强效的抗菌作用。 图1 A-GNCs的基本表征 二、BC-A-GNCs纳米复合薄膜 细菌纤维素具有良好的机械强度和巨大的比表面积,非常适合装载A-GNCs形成敷料。实验发现,当A-GNCs溶液浓度为32 μg/mL时,几乎所有的A-GNCs都吸附在细菌纤维素薄膜上,验证了细菌纤维素的高装载容量。 随着溶液浓度进一步增加,研究发现128 μg/mL的 A-GNCs溶液能够导致最大化的装载能力,因此作者选择在这个浓度制备BC-A-GNCs纳米复合材料(BGN)。对A-GNCs 在BGN里的释放行为进行研究发现,由于部分A-GNCs存在于表面,突释行为发生在最初的3天,而在5天后,A-GNCs的累计释放量可达88%,展现了缓慢持续的释放行为。经过7天的时间,剩余的A-GNCs浓度大概在12 μg/mL(而抗菌的最小抑制浓度MIC为8.75 μg/mL),表明BGN即将失去治疗能力并且应当在该段时间内被更换(图2)。 图2 装载A-GNCs的细菌纤维素支架示意图   三、BC-A-GNCs纳米复合薄膜的抗菌性能 随后,作者研究了BGN的抗菌性能和生物相容性。研究发现,装载了A-GNCs的BGN薄膜能够抑制革兰氏阴性菌及其相应耐药菌株的增殖。在与革兰氏阴性菌及其相应耐药菌株接触24小时后,BGN展现出了非常明显的生长抑制区域。对细菌纤维素和BGN的血液生物相容性进行溶血分析可知,4小时的孵育不会对大鼠红细胞产生任何溶血作用,证明BGN作为敷料可进行血液接触应用。此外,将正常细胞放到BGN敷料上进行细胞活性检测也进一步证实了BGN具有高度的生物安全性。   四、抗耐药菌评估 最后,研究评价了BGN在革兰氏阴性菌感染伤口模型中的治疗作用。绿脓杆菌是慢性感染伤口中最常见的细菌,在治疗14天后,研究发现绿脓杆菌感染伤口的愈合面积比例达到了91 ± 3.1%,而耐药性绿脓杆菌感染伤口的愈合面积比例也达到了96 ± 2.5%,说明A-GNCs掺杂的细菌纤维素薄膜能够加速感染伤口的愈合。 由于薄膜的透光性,作者可以在日光下直接观察伤口愈合过程并定量分析剩余的A-GNCs浓度。随着时间的推移,BGN可逐渐释放A-GNCs,相应地敷料颜色变得更加暗淡,在第七天时,BGN就基本无法观察了,这表明也BGN失去了治疗能力并且应当被替换(图6)。此外,对敷料下肉芽组织生长进行观测也能够非常准确的评价伤口愈合行为。而死的或未活化组织不仅能够阻止伤口愈合过程,也会增加感染的风险。因此,通过BGN观测伤口愈合可避免敷料的频繁、不必要更换,从而减低二次伤害风险。 图3 伤口愈合评价   结论        为了可视化监测纳米药物伤口敷料,作者发展了一种新型策略,通过将纳米药物的荧光性能和支架材料的透光性相结合,可原位显示敷料中剩余药物量。在这一策略中,作者使用氨基苯硼酸改性的金纳米簇作为具有强效抗菌性能的荧光纳米药物,同时选择细菌纤维素薄膜作为透明支架材料。在伤口愈合过程中,A-GNCs的荧光强度随着释放行为的进行而逐渐降低,利用此现象可在纳米药物浓度低于最低抑菌浓度时及时更换敷料。因此,敷料状态的实时监测只需简单使用紫外光源就可以实现,而容易造成伤口破坏的敷料反复更换则可以被有效避免。        文献链接: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c06139

2021-12-22 | 科研新闻

南科大微流控-纳米医学课题组在提高HIV疫苗效力方面取得新进展

       近日,南方科技大学微流控-纳米医学课题组与中国医学科学院医学生物学研究所报道了一种二维纳米片作为免疫调节剂来提高HIV疫苗效力。研究成果以“Two dimensional nanosheets as immunoregulator improve HIV vaccine efficacy”为标题发表于《化学科学》( Chemical Science, 2022; )。        二维材料因其形态多样性、结构有孔隙在药物装载和递送方面显示出巨大的潜力,但因在引入免疫调节模块具有挑战,较难合成具有免疫调节功能的平面材料,目前还未实现将二维材料开发成免疫调节剂。以稀土元素为主的复合物已经显示出其独特的巨噬细胞调节作用,调节体内免疫应答。多种稀土元素(如铒(Er),镝(Dy),镧(La)和钕(Nd))对免疫效应细胞行为和功能具有免疫调节作用,可以调节免疫细胞的功能,而La和Nd会导致细胞膜通透性破坏细胞结构,过度诱导炎症小体激活,破坏Ca2+内流平衡,导致细胞死亡,相比而言,Er和 Dy在体内表现出更好的生物安全性。        在本研究中,研究人员设计并合成了一种新型的具有良好水溶性的2D铒-镝纳米片(2D NSs)(图1)。这种纳米片作为免疫调节剂可以靶向淋巴结,激活巨噬细胞,显著增强HIV疫苗在小鼠体内的体液免疫应答和细胞免疫应答反应(图2)。转录组学结果分析进一步揭示了6个关键分子(Msr1, Ccr2, Serpinb9, Klrk1, Klrd1, Klrc1)与体内2D NSs介导的免疫调节密切相关(图3)。这些结果为这种新的免疫调节剂的机制提供了新的见解也更好地指导我们优化设计其他具有免疫调节作用的2D材料。本研究工作是目前第一次实现了免疫调节2D NSs的设计及概念验证,2D NSs在改善疫苗及免疫治疗方面也显示出巨大的潜力。本文将2D NSs免疫调节剂概念实现,极大地拓宽了传染病疫苗接种、肿瘤免疫治疗等以免疫为基础的预防和治疗的选择范围。 图1 2D NS合成及表征   图2 2D NSs在调节HIV DNA疫苗免疫应答中的作用 图3 单独使用HIV疫苗或HIV疫苗+2D NSs处理小鼠的转录组分析          该工作得到了国家自然科学基金,国家重点研发计划,中国科学院,腾讯基金XPLORER奖,云南省卫生健康委医学领军人才计划,云南省中青年学术技术带头人计划,云南省基础研究计划等项目的支持。

2021-12-21 | 教学新闻

生医工系第二届学术交流日活动顺利召开

       2021年12月18日,为加强师生交流,展示学生风采,促进合作创新,由南方科技大学生物医学工程系党总支主办的献礼建党100周年“书记项目”——第二届BME Research Day(学术交流日)活动,在工学院南楼813报告厅顺利召开。工学院党委副书记彭中华、生医工系系主任蒋兴宇及多位系内教师出席活动,与同学们交流探讨科研成果。   蒋兴宇主任致辞        活动伊始,蒋兴宇讲席教授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。 彭中华副书记致辞        彭中华副书记作交流会致辞,称此次活动的举办是进一步强化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。 口头汇报环节 壁报展示环节        随后,口头汇报环节正式开始,来自生医工系各个课题组的17位研究生以及6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,18位参展学生在介绍海报作品的同时,并就科研成果与在场师生展开讨论。 获奖学生合影        经激烈角逐,并由我系全体教授共同评议,最终决出本科生组最佳口头汇报1名:王一珂、最佳壁报展示1名:吴雨桐,研究生组最佳口头汇报2名:刘洁、李迓曦、最佳壁报展示2名:王美娟、查梦蕾。 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,进一步实现学科特色发展和人才高质量培养目标。     供稿:生物医学工程系 采写:肖然

联系我们

广东省深圳市南山区
学苑大道1088号

bme@sustech.edu.cn

关注微信公众号