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张运院士团队在医工结合研究领域取得重要进展

来源: 信息中心  时间: 2018-12-03 点击人次:     [ ] [ 打印 ] [ 关闭 ] [ 收藏 ]

  【本站讯】 在张运院士带领下,教育部和国家卫计委心血管重构和功能研究重点实验室坚持医工交叉方向,在诊疗一体化的多功能可降解材料研究领域取得可喜成绩。11月29日,国际权威学术期刊《Small》(最新影响因子9.59)在线发表了由上海同济大学医学院、山东大学齐鲁医院、中国科学院上海硅酸盐研究所、芬兰爱博学术大学、芬兰图尔库大学和芬兰赫尔辛基大学等6家研究单位的合作研究论文(Small,2018,1804332),该实验室的张鹏飞副主任医师为该文的并列(共两位)第一作者,心血管重构和功能研究重点实验室为该文的第二作者单位。

  该研究由心血管实验室的张鹏飞副主任医师与芬兰埃博学术大学Hongbo Zhang教授和芬兰赫尔辛基大学 Helder Santos教授合作进行,课题组首先将生物可降解的纳米介孔硅材料制备成直径350纳米的纳米颗粒,使其具有更大的表面积(352平方米/克)和荷载空间(0.76立方厘米/克),这不仅提供了更多的修饰位点以增强主动靶向能力,且最大程度地保护了荷载转运物的活性。该纳米颗粒在生理条件下具有良好的缓释效果,16天的降解率为40%左右,纳米颗粒在细胞浆内聚焦成簇后,可有效提高局部浓度,避免荷载物的突释现象。张鹏飞副主任医师利用Wnt3a蛋白和间充质干细胞为示例荷载物,证实在氧化应激刺激下,所制备的介孔硅纳米颗粒可有效保留蛋白的活性和间充质细胞的多向分化潜能。由于该材料具有较强的声学对比效应,课题组进一步进行了纳米颗粒表面荧光物质修饰,实现了超声和荧光双模态的成像。鉴于该材料具有特异性诊断、靶向给药示踪、干预效果评价等多种功能,因而具有较好的临床应用潜力。

张运院士团队在医工结合研究领域取得重要进展

张运院士团队在医工结合研究领域取得重要进展

  研究报道的介孔硅纳米颗粒荷载和缓释干预药物的工作原理(上图)和声学强化效应(下图)(摘自Small,2018,1804332)

  在张运院士带领下,教育部和国家卫计委心血管重构和功能研究重点实验室坚持医工交叉的研究特色,多年来与应用数学、生物力学、信息科学、物理学等领域进行了深入和有效的多学科合作,曾先后在国际上率先研制了动态三维超声心动图成像软件、心肌声学造影定量分析软件、动脉粥样硬化斑块的力学稳定性预测等研究工作。张运院士和张鹏飞副主任医师先后与清华大学生命科学与工程研究院院长白净教授、华南师范大学生物光子学研究院院长邢达教授合作申请成功国家自然科学基金重点项目各1项(山东大学均为第一单位),在血管内弹性成像和血管内光声成像领域进行了深入的基础研究,并在结题考评中获得优秀,研究成果先后发表于Journal of Hypertension、Atherosclerosis、IEEE Access、IEEE Transaction on Ultrasonics Ferroelectronics and Frequency Control、 Ultrasound in Medicine and Biology、 International Journal of Cardiovascular Imaging、Ultrasonics、Chinese Optics Letters等SCI收录期刊,其中2011年发表于北美心血管影像学会会刊International Journal of Cardiovascular Imaging的有关血管内超声弹性显像系统的研究(Zhang PF, et al. Int J Cardiovasc Imaging. 2011, 27 (1): 39-49)作为当期封面论文发表并获评该学会当年“十大最佳研究”,引起国际学术界广泛关注。近年来,张运院士团队在人工智能领域进行了有益的探索,与山东大学信息与技术工程学院联合成立了山东大学智能医学信息处理研究中心,张运院士亲自担任该中心学术委员会主任,张鹏飞副主任医师担任该中心执行主任。张运院士团队非常重视成果的转化,目前已申请PCT专利1项、国家发明专利5项,2018年5月与芬兰埃博学术大学合作建立了中芬医用先进材料与技术联合实验室,2018年7月举办了首届中芬心血管转化医学与科技创新与产业高峰论坛。张运院士团队的这些工作,使得医工结合成为教育部和国家卫计委心血管重构和功能研究重点实验室的鲜明特色,提升了山东大学在这一领域的国际影响力,推动了多学科交叉研究的发展。

    【作者:张猛 来源:心血管重点实验室 责编:高丹璎】

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