近萬(wàn)次實(shí)驗誕生了生物人工肝
現為南京大學(xué)醫學(xué)院附屬鼓樓醫院肝膽外科副主任醫師施曉雷,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(cháng)研發(fā)的新型生物人工肝支持系統,已在國內15家著(zhù)名醫院推廣應用。據介紹,這個(gè)醫學(xué)技術(shù)突破了無(wú)數難題,在國際上處于領(lǐng)先地位,讓無(wú)數重癥肝病患者獲得了生的希望。
施曉雷主任告訴記者,現在的重癥肝病(醫學(xué)上叫急性肝衰)患者,內科沒(méi)有有效的治療手段,死亡率非常高,7天內的死亡率超過(guò)80%,這樣就導致病人根本來(lái)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(lái)救命的肝源進(jìn)行手術(shù)。”
我國是個(gè)乙肝大國,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(guò)百萬(wàn),而生物人工肝的誕生將給他們帶來(lái)生的希望,這也是施曉雷他們研究生物人工肝的初衷。
據了解,只能單純實(shí)現解毒功能的人工肝叫“物理人工肝”,此前國內外廣泛應用的人工肝都是這種非生物型人工肝。“在實(shí)現解毒功能的同時(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(shuō)。
這絕對是目前科技的前沿。生物人工肝的“核心”是一個(gè)生物反應器,它由特殊的納米纖維材料作為支架,讓人工培養的肝細胞在支架上生長(cháng),代替肝臟參與人體循環(huán)。生物人工肝以一種類(lèi)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,和生物人工肝進(jìn)行物質(zhì)交換,然后再把血液回輸到病人體內。
生物人工肝說(shuō)起來(lái)簡(jiǎn)單,但卻是非常復雜的東西,它是細胞學(xué)、人體動(dòng)力學(xué)、材料學(xué)等諸多學(xué)科結合起來(lái)的產(chǎn)物,研發(fā)起來(lái)非常困難,要解決諸多的國際技術(shù)難題。施曉雷說(shuō),光是培養肝細胞,他們就實(shí)驗了上千次,花了好幾年時(shí)間才成功,研制生物反應器也經(jīng)過(guò)了上千次實(shí)驗,等所有一切都實(shí)驗成功了,再整合到一起,對血液流速等各種參數、系數進(jìn)行測試,做動(dòng)物實(shí)驗也做了上千次,沒(méi)日沒(méi)夜地做,才有了今天的科研成果。
未來(lái),照明器件可以打印出來(lái)直接使用
作為本次評選出的科技之星中年齡最小的一位,1980年11月出生的賴(lài)文勇現為南京郵電大學(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,有機光電主要是將具有光電功能的有機高分子材料應用于光電子信息技術(shù)領(lǐng)域。“舉例來(lái)說(shuō),塑料是一種有機高分子材料,但是在普通人的認知范圍里,塑料是不導電的,沒(méi)有光電功能。我的科研內容就是要研發(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)能光電轉換等功能。”
現在,賴(lài)文勇主要的研究方向之一是通過(guò)印刷的方式去實(shí)現塑料電子器件的制備。“我們的科研一旦成為現實(shí),有機固體照明將被廣泛運用到人們的生產(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,將利用有機半導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(lài)文勇自信地說(shuō),到那時(shí),人們不用再去費時(shí)費力地買(mǎi)燈管、換燈管。“只需在家中利用有機半導體墨水,像A4紙打印一樣把新的照明器件打印出來(lái)就可以了。”這聽(tīng)起來(lái)十分神奇有趣。
據介紹,人工有機材料在日常生活中無(wú)處不在,同時(shí)還不斷有新的有機材料被設計開(kāi)發(fā)出來(lái)以滿(mǎn)足人們生產(chǎn)生活的需要,并帶來(lái)全新的生活方式。比如在信息顯示方面,現在普遍采用的液晶顯示,具有制造工藝復雜、視角窄、響應時(shí)間滯后等技術(shù)瓶頸,如果能夠將塑料電子材料應用到信息顯示方面,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時(shí)間快、色彩度飽和等突出優(yōu)勢,最吸引人的優(yōu)點(diǎn)是可塑性強、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(lài)文勇的這一科研技術(shù)能夠廣泛運用到手機行業(yè),將會(huì )再次引起手機業(yè)的大變革。目前,塑料電子技術(shù)的應用前景被全世界的學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界普遍看好,賴(lài)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)域內搶占先機。
現在,國內的創(chuàng )維集團和韓國的三星電子,都相繼推出了利用有機半導體材料研發(fā)出的55英寸OLED電視機,這些電視機的外觀(guān)十分纖薄,甚至可以彎曲。賴(lài)文勇表示,有機電子材料的研發(fā),為人類(lèi)的科技發(fā)展提供了無(wú)限可能。“你的想象有多豐富,你的科研成果就有多動(dòng)人。”
據介紹,賴(lài)文勇正以提高材料綜合性能和實(shí)現低成本大面積發(fā)光薄膜及器件的打印/印刷為目標,在國際上率先發(fā)展了一種新型結構高性能OLED材料—樹(shù)枝高分子(polydendirmer)磷光材料,有效調控了目標材料的發(fā)光性能和可打印特性。