章培標(biāo)，男，博士，研究員，博士生導(dǎo)師,課題組長。1999年于白求恩醫(yī)科大學(xué)獲醫(yī)學(xué)碩士學(xué)位。2003年獲吉林大學(xué)理學(xué)博士學(xué)位。2003-2005年為中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所化學(xué)博士后，出站后留所工作，被聘為副研究員，在高分子物理與化學(xué)國家重點實驗室從事醫(yī)用高分子和組織工程研究。2009年轉(zhuǎn)入中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境高分子材料重點實驗室。2010年4月～10月為日本理化學(xué)研究所（RIKEN）訪問學(xué)者，從事高分子表面處理研究。2012為中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所研究員。2014年開始擔(dān)任再生醫(yī)學(xué)材料課題組組長。近20年來在高分子改性、組織工程、藥物釋放和醫(yī)學(xué)應(yīng)用等方面進(jìn)行了較深入研究，研究成果發(fā)表于Biomaterials、Biomacromolecules等國際知名刊物，共發(fā)表科技論文140余篇，其中SCI論文120篇，申請專利44項，授權(quán)專利32項。分別于2007年、2011年和2021年獲“吉林省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎”2項和“吉林省自然科學(xué)二等獎”1項。主持科技部國家“863”計劃和國際合作專項各1項，主持國家自然科學(xué)基金面上項目6項，吉林省“雙十”重大科技攻關(guān)計劃1項，CAS－JSPS共同研究資助項目1項，JD后勤開放重點項目1項，以及其它省市科技發(fā)展項目20余項，共獲項目經(jīng)費達(dá)2000多萬。主導(dǎo)成立了中科院長春應(yīng)化所“再生醫(yī)學(xué)材料聯(lián)合研究中心”（2017－），河南匯博醫(yī)療－中科院長春應(yīng)化所"創(chuàng)傷修復(fù)材料與再生醫(yī)學(xué)研發(fā)中心"（2016－），吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院－中科院長春應(yīng)化所"骨科生物材料工程研究中心"（2015－），中科院長春應(yīng)化所－眾健興通（長春）- “再生醫(yī)學(xué)材料聯(lián)合研究中心”，分別擔(dān)任中心主任或副主任。2021年8月于長春新區(qū)主導(dǎo)成立成果轉(zhuǎn)化企業(yè)-吉林省中科康的科技有限公司，推動可降解高分子、重組生長因子、細(xì)胞微載體以及植入材料和器械的成果轉(zhuǎn)化，部分產(chǎn)品正在商業(yè)化推廣。研發(fā)生產(chǎn)的高純度聚合物原料（如PLA、PGA、PCL和PLGA、PGCL、PLCL等）、重組生長因子（bFGF、EGF、IGF-1、NGF等）和細(xì)胞微載體（如明膠微載體、殼聚糖微載體、葡聚糖微載體、PLGA微載體等）數(shù)百個品種和規(guī)格產(chǎn)品已經(jīng)在公司官網(wǎng)和淘寶網(wǎng)上市銷售（見淘寶店鋪“中科康的生物試劑”）。目前為中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會組織工程與再生醫(yī)學(xué)分會（2019-）、中國復(fù)合材料學(xué)會生物醫(yī)用復(fù)合材料分會（2024-）、中國生物材料學(xué)會生物復(fù)合材料分會（2023-）副主任委員，吉林省藥學(xué)會生物制品專業(yè)委員會常務(wù)委員（2023-），歷任中華損傷與修復(fù)雜志（電子版）-編委（2006-）、特約編委（2010-）和通訊編委（2016-）。
主要領(lǐng)域與成果
1、新材料設(shè)計、合成和改性
從醫(yī)學(xué)應(yīng)用的需求出發(fā)，設(shè)計、合成和制備再生醫(yī)學(xué)相關(guān)新材料和新產(chǎn)品。具體策略是：1）采用生物合成方法，仿生制備有利于細(xì)胞生長分化和組織再生的生物活性大分子，如體外重組生長因子、人工膠原分子及其它活性多肽；2）將生物活性分子與天然或合成高分子進(jìn)行接枝或共聚，制備具有特定功能的新型生物降解高分子材料；3）采用原位聚合或接枝改性方法，對無機(jī)功能粒子進(jìn)行表面修飾改性，提高材料的生物相容性和生物活性； 4）根據(jù)天然組織的成分、組成和結(jié)構(gòu)，開發(fā)材料復(fù)合的新技術(shù)和新工藝，制備具有仿生組分和結(jié)構(gòu)的醫(yī)學(xué)新材料。
2．材料界面與組織細(xì)胞的作用關(guān)系和機(jī)制
生物材料植入后與機(jī)體的相互作用關(guān)系主要發(fā)生于材料表面界面。眾多研究表明，材料表面界面的物理或化學(xué)性質(zhì)是影響細(xì)胞行為和組織再生的關(guān)鍵因素。因此，體外或體內(nèi)研究生物材料的表面界面性質(zhì)與細(xì)胞、組織的相互作用關(guān)系及分子機(jī)制，對醫(yī)用高分子的設(shè)計與改性，改善材料的生物相容性和生物活性，提高材料的組織再生能力具有重要的研究與應(yīng)用價值。我們通過建立相應(yīng)的材料學(xué)和生物學(xué)研究方法，從分子、亞細(xì)胞、細(xì)胞和整體等不同水平研究不同表面界面性質(zhì)的材料對細(xì)胞行為和功能的影響，評估材料的生物相容性和生物活性，探索其相互作用的分子機(jī)制，為新材料的設(shè)計、改性及其在組織工程和再生醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)；同時，通過施加電磁信號、光信號和力學(xué)刺激，研究材料表面細(xì)胞的生物學(xué)效應(yīng)和機(jī)制；也為胚胎或成體干細(xì)胞的分化誘導(dǎo)機(jī)制研究提供平臺。
Human condrocytes /rabbit osteoblasts grew on the surfaces of g-HAP/PLGA nanocomposites (Biomaterials, 2005,26, 6296-304; Acta Biomaterialia 2009;5:2680-9)
RGD conjugates for cell adhesion and bone tissue engineering (Biomacromolecules 2011; 12 (7): 2667-80 )
3. 組織工程支架
生物材料在組織工程和再生醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用，除與材料的生物降解性、生物相容性和生物活性有關(guān)，還與材料的形狀、孔隙結(jié)構(gòu)、表面形貌和機(jī)械性能等因素有關(guān)。我們針對不同組織修復(fù)的需要，開發(fā)了靜電紡絲、溶液或熔融離心紡絲、溶液澆鑄/粒子瀝濾、模壓鑄型/粒子瀝濾和熱致相分離等加工方法和工藝，制備出了納米、亞微米和微米級的纖維支架，以及不同孔尺寸、孔隙率和孔隙結(jié)構(gòu)的組織工程多孔支架。同時，逐步深入開發(fā)超臨界CO2氣體發(fā)泡制備組織工程支架的新技術(shù)和新工藝，采用物理或化學(xué)方法對支架或器件進(jìn)行表面改性，改善支架材料的微觀結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)，提高材料的藥物擔(dān)載能力和組織再生引導(dǎo)能力。目前在這一方面工作，我們已經(jīng)申請了發(fā)明專利15項，授權(quán)3項。
Biomaterials, 2009, 30, 58-70； Acta Biomaterialia 2009;5:2680-9
Chin J Polym Sci 2011; 29(2):215-22
（中國專利，申請?zhí)枺?/span>200910265393.8）
4. 藥物控制釋放與組織再生.
重組生長因子的應(yīng)用是增強(qiáng)組織或器官再生能力的關(guān)鍵技術(shù)之一。臨床上常用于患處直接注射，但由于重組蛋白質(zhì)在常溫或體溫下的不穩(wěn)定性，時效短，費用高，使其應(yīng)用受到限制。以介孔羥基磷灰石、高分子納米微球或組織工程支架作為載體，將生長因子或基因、及其它活性藥物靶向地輸送至損傷局部并實現(xiàn)控制釋放，直接刺激病體內(nèi)病損組織的修復(fù)與再生，是組織工程和再生醫(yī)學(xué)的重要研究內(nèi)容。
我們在（1）介孔納米羥基磷灰石的制備與蛋白藥物擔(dān)載；（2）PLA微球的制備與MSM的控制釋放；（3）骨形態(tài)蛋白-4(BMP-4)開關(guān)基因的構(gòu)建及安全應(yīng)用等方面進(jìn)行了積極探索。
同時，采用基因工程或固相合成技術(shù)，設(shè)計制備了多種具有特異或高度粘附能力的生長因子或多肽，如含膠原特異結(jié)合基團(tuán)的cb-FGF,cBMP-2和含貽貝粘附分子的IGF-1等，以增強(qiáng)活性蛋白或多肽與材料的結(jié)合能力，提高材料的生物活性和智能性。
Materials Science & Engineering C 2015, 46: 158-165，IF: 2.409
RSC Advances, 2015, 2015, 5, 96725 – 96732
5、電/磁信號與生物應(yīng)答
在胚胎發(fā)生和組織修復(fù)過程中，器官的形成與組織的再生，通常表現(xiàn)為細(xì)胞的生長、遷移、分化和基質(zhì)分泌等諸多行為改變。生命活動中的這些細(xì)胞行為均與信號傳導(dǎo)有關(guān)。雖然化學(xué)信號是細(xì)胞與細(xì)胞之間信息傳遞的主要形式，但胞內(nèi)和胞間的電信號傳導(dǎo)是影響細(xì)胞行為的重要因素。聚苯胺等導(dǎo)電高分子由于其特有的導(dǎo)電性和電化學(xué)活性，不僅在生物傳感器、神經(jīng)探針、藥物釋放的調(diào)節(jié)器、引發(fā)器以及自氧化劑等生物醫(yī)學(xué)方面具有潛在的用途，眾多研究表明還可作為組織誘導(dǎo)材料促進(jìn)細(xì)胞生長、分化和誘導(dǎo)組織再生。
我們的興趣是設(shè)計合成系列具有導(dǎo)電性、電活性或電磁響應(yīng)性的生物降解高分子材料及納米雜化材料；通過施加外源電/磁信號，研究電/磁響應(yīng)性智能生物材料對干細(xì)胞的行為和功能影響，揭示生物電/磁信號影響干細(xì)胞定向生長分化的規(guī)律和分子機(jī)制，探索電/磁信號刺激治療技術(shù)在神經(jīng)、心肌和骨骼等組織再生中的作用，促進(jìn)導(dǎo)電高分子智能生物材料或電/磁響應(yīng)性雜化材料的應(yīng)用與發(fā)展。
Rat C6 glioma cells /neuronal pheochromocytoma PC-12 cells /grew and differentiated on conductive polymer PLAAP and AP-c-CS ( Biomaterials 2007,28:1741–1751; Biomacromolecules 2008, 9, 850-8; 2637-44)
6. 可植入醫(yī)療器械產(chǎn)品的研發(fā)
1）生物降解納米復(fù)合材料與骨科器件
傳統(tǒng)的骨科植入與固定材料主要以金屬和陶瓷材料為主，由于缺乏生物降解性，多數(shù)情況下需要二次手術(shù)取出，增加患者痛苦和醫(yī)療負(fù)擔(dān)。因此，發(fā)展生物可吸收的人工骨材料與器件，可以避免二次手術(shù)，減輕患者的痛苦與醫(yī)療費用，對于促進(jìn)骨外科臨床技術(shù)的變革具有重要意義。我們采用生物相容性好的聚乳酸（PLA）等生物降解高分子作為基體材料，通過與羥基磷灰石、生物玻璃等無機(jī)納米粒子共混復(fù)合制備納米增強(qiáng)型高分子復(fù)合材料，開發(fā)相應(yīng)的加工方法和工藝，制備一定形狀和結(jié)構(gòu)的可吸收人工骨材料和固定融合器件，以滿足臨床骨科缺損修復(fù)和固定融合的治療需要。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計制備具有X線或核磁影像增強(qiáng)效應(yīng)的無機(jī)納米粒子，開發(fā)體內(nèi)可示蹤和降解可控的骨科功能復(fù)合材料。目前，開發(fā)的部分材料與器件在動物試驗中取得了良好的修復(fù)效果，接近臨床應(yīng)用的水平, 正在進(jìn)行臨床申報和成果轉(zhuǎn)化。
Biomaterials, 2009, 30, 58-70,IF: 8.312
Biomacromolecules 2011; 12 (7): 2667-80
2）高分子創(chuàng)面敷料與人工皮膚。
大面積燒燙傷后的創(chuàng)面治療一直是臨床上的難題。為避免感染和水分丟失導(dǎo)致患者休克，甚至死亡，需要及時進(jìn)行創(chuàng)面覆蓋和皮膚移植。自體皮雖然理想但來源有限，異體或異種皮往往存在免疫排斥或傳播疾病的風(fēng)險。我們的研究目標(biāo)是通過仿生設(shè)計，開發(fā)一定的加工工藝，將高分子水凝膠和生物降解高分子相結(jié)合，制備具有仿生結(jié)構(gòu)的復(fù)合型創(chuàng)面敷料或人工皮膚；同時，引入納米銀或含銀化合物，使其具備抗感染功能，以滿足各種類型創(chuàng)面覆蓋的需要。在此基礎(chǔ)上，通過種植自體或胚胎來源的表皮細(xì)胞和真皮成纖維細(xì)胞，發(fā)展具有活細(xì)胞成分的組織工程皮膚產(chǎn)品。該技術(shù)和產(chǎn)品已經(jīng)申請相關(guān)發(fā)明專利4項。
3)可吸收醫(yī)用棉。
臨床上傳統(tǒng)醫(yī)用棉均來自于棉花，屬植物纖維。這些材料一旦遺留體內(nèi)會引起嚴(yán)重的異物反應(yīng)，給病人造成痛苦。我們通過自行研制裝置和開發(fā)相應(yīng)的加工工藝，將生物降解的醫(yī)用聚乳酸（PLA）等聚酯材料制備成仿生的可吸收無紡棉纖維，并通過表面處理技術(shù)，使其親水性增強(qiáng)。該纖維可以編織成各種制品，還可以擔(dān)載各種治療藥物，形成不同臨床用途的產(chǎn)品，如具有促凝、抗凝、抗感染或促進(jìn)組織再生等作用的產(chǎn)品，臨床應(yīng)用廣，市場需求大，工藝簡單。已經(jīng)獲得實用新型專利1項，申請和公開相關(guān)發(fā)明專利2項。
4）生物降解細(xì)胞微載體。
應(yīng)用細(xì)胞微載體和生物反應(yīng)器進(jìn)行細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)，是未來制藥業(yè)、生物制品行業(yè)、和干細(xì)胞保存與應(yīng)用領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。通常微載體只是為細(xì)胞生長提供依附界面，相對于培養(yǎng)瓶的2D培養(yǎng)，這種3D懸浮培養(yǎng)方式可極大地提高蛋白藥物、生物制品或者干細(xì)胞的生產(chǎn)效率。在干細(xì)胞領(lǐng)域，采用生物可降解材料制備的微載體，可避免酶消化過程對細(xì)胞的損傷，將干細(xì)胞/微載體培養(yǎng)物直接經(jīng)注射或與水凝膠、組織工程支架結(jié)合應(yīng)用于體內(nèi)。課題組采用天然或合成可吸收高分子，開發(fā)了系列大小均一、尺寸可控的生物降解微載體，并申請了相關(guān)專利。這些微載體經(jīng)過特異的表面修飾，適合用于不同干細(xì)胞的生長和分化誘導(dǎo)，為未來干細(xì)胞的臨床應(yīng)用提供新的途徑，具有廣闊的產(chǎn)業(yè)化前景。
Macromol Biosci. 2015,15(8):1070-80
