近萬(wàn)次實(shí)驗(yàn)誕生了生物人工肝
現(xiàn)為南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬鼓樓醫(yī)院肝膽外科副主任醫(yī)師施曉雷,主要從事肝膽外科工作,也是本次的十大青年科技之星。以他為攻關(guān)課題組組長(zhǎng)研發(fā)的新型生物人工肝支持系統(tǒng),已在國(guó)內(nèi)15家著名醫(yī)院推廣應(yīng)用。據(jù)介紹,這個(gè)醫(yī)學(xué)技術(shù)突破了無數(shù)難題,在國(guó)際上處于領(lǐng)先地位,讓無數(shù)重癥肝病患者獲得了生的希望。
施曉雷主任告訴記者,現(xiàn)在的重癥肝?。ㄡt(yī)學(xué)上叫急性肝衰)患者,內(nèi)科沒有有效的治療手段,死亡率非常高,7天內(nèi)的死亡率超過80%,這樣就導(dǎo)致病人根本來不及進(jìn)行肝臟移植手術(shù)。“使用了生物人工肝之后,病人就有時(shí)間等來救命的肝源進(jìn)行手術(shù)。”
我國(guó)是個(gè)乙肝大國(guó),很多病人都會(huì)經(jīng)歷從乙型肝炎到肝硬化再到重癥肝衰這條路,如今每年新發(fā)的重癥肝衰病人超過百萬(wàn),而生物人工肝的誕生將給他們帶來生的希望,這也是施曉雷他們研究生物人工肝的初衷。
據(jù)了解,只能單純實(shí)現(xiàn)解毒功能的人工肝叫“物理人工肝”,此前國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用的人工肝都是這種非生物型人工肝。“在實(shí)現(xiàn)解毒功能的同時(shí)還能完成部分合成功能的人工肝就叫做"生物人工肝",這樣的生物人工肝,除了具有最基本的解毒功能外,還能起到合成和代謝的作用,可以讓病人的病情得到明顯的改善。”施曉雷介紹說。
這絕對(duì)是目前科技的前沿。生物人工肝的“核心”是一個(gè)生物反應(yīng)器,它由特殊的納米纖維材料作為支架,讓人工培養(yǎng)的肝細(xì)胞在支架上生長(zhǎng),代替肝臟參與人體循環(huán)。生物人工肝以一種類似血液透析的方式工作,將病人的血液引到體外后進(jìn)入生物人工肝內(nèi),和生物人工肝進(jìn)行物質(zhì)交換,然后再把血液回輸?shù)讲∪梭w內(nèi)。
生物人工肝說起來簡(jiǎn)單,但卻是非常復(fù)雜的東西,它是細(xì)胞學(xué)、人體動(dòng)力學(xué)、材料學(xué)等諸多學(xué)科結(jié)合起來的產(chǎn)物,研發(fā)起來非常困難,要解決諸多的國(guó)際技術(shù)難題。施曉雷說,光是培養(yǎng)肝細(xì)胞,他們就實(shí)驗(yàn)了上千次,花了好幾年時(shí)間才成功,研制生物反應(yīng)器也經(jīng)過了上千次實(shí)驗(yàn),等所有一切都實(shí)驗(yàn)成功了,再整合到一起,對(duì)血液流速等各種參數(shù)、系數(shù)進(jìn)行測(cè)試,做動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也做了上千次,沒日沒夜地做,才有了今天的科研成果。
未來,照明器件可以打印出來直接使用
作為本次評(píng)選出的科技之星中年齡最小的一位,1980年11月出生的賴文勇現(xiàn)為南京郵電大學(xué)信息材料與納米技術(shù)研究院教授,主要致力于有機(jī)光電子學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)研究工作。他告訴記者,有機(jī)光電主要是將具有光電功能的有機(jī)高分子材料應(yīng)用于光電子信息技術(shù)領(lǐng)域。“舉例來說,塑料是一種有機(jī)高分子材料,但是在普通人的認(rèn)知范圍里,塑料是不導(dǎo)電的,沒有光電功能。我的科研內(nèi)容就是要研發(fā)出新型的具有光電功能的塑料,讓塑料能夠具有信息顯示、固體照明、太陽(yáng)能光電轉(zhuǎn)換等功能。”
現(xiàn)在,賴文勇主要的研究方向之一是通過印刷的方式去實(shí)現(xiàn)塑料電子器件的制備。“我們的科研一旦成為現(xiàn)實(shí),有機(jī)固體照明將被廣泛運(yùn)用到人們的生產(chǎn)生活中,到那個(gè)時(shí)候,普通電燈會(huì)被淘汰,人們只需一個(gè)面板,將利用有機(jī)半導(dǎo)體材料制作的墨水均勻地噴涂在面板上,再接上電池,就可以照明了。”賴文勇自信地說,到那時(shí),人們不用再去費(fèi)時(shí)費(fèi)力地買燈管、換燈管。“只需在家中利用有機(jī)半導(dǎo)體墨水,像A4紙打印一樣把新的照明器件打印出來就可以了。”這聽起來十分神奇有趣。
據(jù)介紹,人工有機(jī)材料在日常生活中無處不在,同時(shí)還不斷有新的有機(jī)材料被設(shè)計(jì)開發(fā)出來以滿足人們生產(chǎn)生活的需要,并帶來全新的生活方式。比如在信息顯示方面,現(xiàn)在普遍采用的液晶顯示,具有制造工藝復(fù)雜、視角窄、響應(yīng)時(shí)間滯后等技術(shù)瓶頸,如果能夠?qū)⑺芰想娮硬牧蠎?yīng)用到信息顯示方面,不僅可以大大降低成本,在技術(shù)上也會(huì)產(chǎn)生顛覆性的改變。
“我們研發(fā)的塑料電子材料具有響應(yīng)時(shí)間快、色彩度飽和等突出優(yōu)勢(shì),最吸引人的優(yōu)點(diǎn)是可塑性強(qiáng)、加工方式多樣,可以采用塑料成型制品的工藝去制備電子器件。”可以看出,如果賴文勇的這一科研技術(shù)能夠廣泛運(yùn)用到手機(jī)行業(yè),將會(huì)再次引起手機(jī)業(yè)的大變革。目前,塑料電子技術(shù)的應(yīng)用前景被全世界的學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界普遍看好,賴文勇與他的同事們正在全力以赴,希望能夠在這一新興科技領(lǐng)域內(nèi)搶占先機(jī)。
現(xiàn)在,國(guó)內(nèi)的創(chuàng)維集團(tuán)和韓國(guó)的三星電子,都相繼推出了利用有機(jī)半導(dǎo)體材料研發(fā)出的55英寸OLED電視機(jī),這些電視機(jī)的外觀十分纖薄,甚至可以彎曲。賴文勇表示,有機(jī)電子材料的研發(fā),為人類的科技發(fā)展提供了無限可能。“你的想象有多豐富,你的科研成果就有多動(dòng)人。”
據(jù)介紹,賴文勇正以提高材料綜合性能和實(shí)現(xiàn)低成本大面積發(fā)光薄膜及器件的打印/印刷為目標(biāo),在國(guó)際上率先發(fā)展了一種新型結(jié)構(gòu)高性能OLED材料—樹枝高分子(polydendirmer)磷光材料,有效調(diào)控了目標(biāo)材料的發(fā)光性能和可打印特性。