面向组织工程与再生医学应用的高分子材料开发与成型加工技术
报告人:李倩
所在单位:郑州大学
报告人简介:
李倩,工学博士,教授。郑州大学力学与安全工程学院院长、微纳成型技术国家级国际联合研究中心主任、兼任SAMPE中国大陆总会聚合物发泡与多孔材料专业委员会副主任委员、中国微米纳米技术学会常务理事、河南省塑料协会副主任委员。
主要研究方向:面向组织工程与再生医学应用的高分子材料开发与成型加工技术、PTFE多孔材料制备与应用、可降解材料产品制备与应用。
先后主持承担二十余项国家和省部级重大、重点项目,包括国家“973”军工项目、国家重点研发计划、国家国际科技合作专项、国家自然科学基金(面上及重点)项目、航天城“921”专项,及省部级科技攻关和重点研发等项目,获得国家科技进步二等奖等多项科技成果奖励。
报告摘要:
组织工程通过整合生物医学、材料科学和工程技术,为组织损伤和器官功能障碍提供了替代治疗方案,是再生医学的重要支撑。组织工程支架是组织工程的重要组成部分,其不同结构和力学等功能需要特定的加工方式来实现。本报告围绕组织工程支架微纳加工技术展开,包括微注塑成型、静电纺丝、3D打印、微孔发泡以及冷冻铸造技术等。微注塑成型具有高精度、高重复性、生产效率高等优势,可制得微米尺寸的聚合物阵列,还可用来构建微血管芯片和微型器官支架等材料,复杂精密的结构有助于模拟微环境,引导体内组织再生与功能重建,提升组织再生修复效果。借助静电纺丝技术及后续结晶调控,可得到模仿天然ECM结构的纤维材料,这种材料可促进细胞的粘附、增殖和分化。同时,可纺丝材料具有多样性,研究分别制备了PCL、PTFE等基材的血管,均表现出良好的机械性能和生物安全性;纺丝纤维还可负载药物或生长因子,起到药物控制释放的效果。3D打印技术可直接打印类器官和定制不同结构的组织工程支架,通过冷冻3D打印技术还可使用含细胞生物墨水打印支架并冷冻储存,在需要使用的时候随时取用。另外,还通过3D打印点阵增强支架力学性能,制备得到了骨-软骨一体化支架。微孔发泡技术可构建均匀可控的孔隙结构,促进细胞黏附、增殖和营养传输,提升生物材料的生物相容性和组织再生能力。目前已通过对PCL/PLA/PLGA等材料进行微孔发泡得到了仿生孔隙结构和良好生物相容性的各类组织支架。最后,介绍了绿色无毒的冷冻铸造技术,基于该技术构建了生物相容性良好的丝素蛋白水凝胶支架材料,可用于组织再生修复。高分子成型加工技术作为生物制造的核心手段,通过精密结构调控和生物功能整合,为组织工程支架构建提供从材料到器件的转化桥梁,是实现组织再生的重要技术基础。