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【学术交流】器械所组团赴瑞典乌普萨拉大学开展学术交流
2017年11月23日 发布

经国家食品药品监督管理总局批准,应科研课题合作单位瑞典乌普萨拉大学邀请,2017年11月14日至2017年11月16日,我院杨昭鹏、母瑞红、杜晓丹3人对瑞典乌普萨拉大学进行了学术交流访问,参观了大学生物医学中心化学系、免疫学系和Ångström实验室,就所承担的国家重点研发计划“新一代生物材料质量评价关键技术研究” 项目研究进展,以及今后可能开展进一步合作的科技领域,与瑞典的合作者以及多个研究领域的教授们进行了深入交流,访问取得了圆满成功,现将具体访问情况报告如下:

一、乌普萨拉大学简介

乌普萨拉大学(Uppsala University),是瑞典的一所国际著名顶尖大学,坐落于瑞典第4大城市——古都乌普萨拉市。该市不仅是瑞典重要的工业、军事中心和铁路枢纽,而且是瑞典的文化、教育和宗教中心。

乌普萨拉大学占地160公顷,校内有美丽的人工湖,绿树成荫,拥有精良的学习设施,包括现代化的教学演讲厅和实验室,一个藏书超过525万册的图书馆和一个大型的计算机网络系统。校内还有120多个非常活跃的运动和文化俱乐部,包括一个留学生俱乐部,学生可享用室内娱乐中心、游艺室、休息厅和由学生会提供的自主餐厅,还有室内的运动场和游泳池以及环境优雅的现代化学生宿舍。

乌普萨拉大学于1477年由雅各布·乌尔夫松(Jacob Ulvsson)创立,是瑞典及全北欧成立最早、历史最悠久的大学,同时,它也是拥有诺贝尔奖得主和瑞典皇家科学院院士校友最多的瑞典大学。
二、访问交流情况

(一)参观生物医学中心化学系

乌普萨拉大学中有两个部门开展化学研究:生物医学中心(BMC)和Ångström实验室。在BMC部分的化学系更侧重于研究生命科学;而坐落于Ångström实验室的部分则着重于材料和能源研究。这两个部门之间有密切的合作。

乌普萨拉大学化学系提供了全瑞典最好的化学教育,与世界领先的研究项目有着密切的联系。其学科领域包括理论化学和计算化学、分析化学、生物化学、物理化学、有机化学以及无机化学和材料化学。许多著名的科学家曾在乌普萨拉大学,包括诺贝尔奖得主斯维德伯格和Arne Tiselius。他们在纯化分离方法和复杂物质的表征研究方面做出了卓越的贡献。近期,乌普萨拉大学研究和生产了不同功能的合成材料,其中包括能够模拟植物光合作用的聚合物材料和可以替代人体受损组织的合成材料等。

其中,BMC的化学研究主要集中在催化、分子识别、复杂分子系统结构和动力学,以及表征各种疾病的生物化学化合物和生物分子之间的关系方面。同时,BMC在方法和技术领域也有很强的研究基础,包括小分子有机物和生物大分子的设计合成以及开发新的生物化学分析方法等,从而使进一步研究生物系统及其调控以及疾病如何诊断和治疗成为可能。

化学系主任Helena Danielson教授介绍了化学系的主要研究领域和研究成果,并陪同代表团参观了有机合成、分析化学和生物化学实验室,与实验室的学者们进行了交流。我院代表也介绍了中检院医疗器械检验的历史、规模、资质、能力、优势学科和技术以及科研情况,并就合作课题:新型动物源性材料——贻贝粘蛋白材料和产品的标准化研究在材料贻贝粘蛋白的鉴别参数:贻贝粘蛋白的定性,蛋白浓度,纯度;贻贝粘蛋白交联:多巴含量、多酚含量、氧化还原状态、重均分子量、交联度;贻贝粘蛋白膜性质:贻贝粘蛋白带电荷情况、成膜时间、成膜厚度等方面取得的成果和进展进行了详细介绍。

双方均表达了进一步深入合作的意愿,具体合作方式及合作内容将在访问结束后开展进一步交流磋商。

(二)参观生物医学中心免疫学系

本次访问的重点在于和瑞典的合作者一起探讨所承担的国家重点研发计划项目的进展和存在的问题。Lars Hellman教授是乌普萨拉大学生物医学中心的教授,也是世界著名的免疫学家,他在课题中与我院合作开展关于贻贝粘蛋白(MAP)降解和免疫原性的研究工作。

贻贝粘蛋白是一种酶解材料,而人体不同器官组织的酶环境差异巨大,贻贝粘蛋白以不同的形式施用于人体的不同组织,其降解特性会有不同的表现,在降解的不同阶段,其物质种类、分子量、形态、厚度、通透性、免疫原性、细胞毒性、皮内刺激等存在显著差异。到目前为止,研究取得了如下进展:

首先,本课题全面调研了人体的皮肤、骨骼、血液和粘膜系统中的蛋白酶及抑制剂的种类和调控机制,获得了人体内多巴水解环境的全景图,并由此获得体外模拟所应包括的酶的种类,建立了体外降解模型的构建方案。

其次,本课题利用碘标记MAP包被骨颗粒植入小鼠皮下,研究MAP在动物体内的降解,获得MAP体内降解速率以及研究条件下贻贝粘蛋白的在体内半衰期。并开发出一种可定量、可追踪的蛋白质降解研究方法。这种方法经过适当的改造,可以适用于透明质酸、胶原蛋白等其他生物聚合材料的降解研究。

第三,本课题在挑战剂量下测试了贻贝粘蛋白的免疫原性,确定了免疫原性研究方法并获得了初步的结果。

交流双方在充分肯定目前研究进展的基础上,对于下一步的研究工作也进行了规划,将通过对于现有方法的改进和优化,使之更加具有普适性,探讨了用这种方法开展透明质酸和胶原蛋白降解过程研究的可行性。
    (三)参观Ångström实验室

安德斯·埃格斯特朗(AndersJonasÅngström,1814年8月13日-1874年6月21日),瑞典物理学家,光谱学的奠基人。埃格斯特朗这个单位是为了纪念瑞典科学家安德斯·埃格斯特朗而命名的。他为太阳光谱的辐射波长制作了谱图,以10-10米为单位。同时他也钻研热传导、地磁学和北极光(这对他在北极地区滑雪很重要)。乌普萨拉大学成立了以他的名字命名的实验室,从事材料和能源领域的研究,重点是发展可再生能源和能量的载体,是该领域中欧洲最好的实验室。

埃格斯特朗实验室负责人Maria Strömme教授,是瑞典皇家工程院副院长,也是乌普萨拉大学纳米科技和功能材料系主任。她向代表团介绍了该实验室的情况和研究领域。Maria Strömme教授针对代表团的兴趣,重点介绍了纤维素材料在医疗领域中的应用,分析了微生物发酵、木质纤维素、海藻纤维素、甘蔗纤维素等不同来源的材料的特性及以及对于创面保护和促愈合应用方面的优劣,除可以制备成为敷料之外,这种纤维素材料还可以联合3D打印技术实现如耳朵等形态复杂器官的重建和制备成为人工血管组织等。

Upsalite®是乌普萨拉大学材料学系的Maria Strömme教授团队合成的一种“不可能”的新型的多孔碳酸镁材料,是迄今已知表面积最大的材料,达到每克800平方米,并具有超强的吸水能力。作为一种碱金属碳酸盐,其多孔结构可以在制备过程中精确定制,具有高效性和环保性。在体外实验中,展现了良好的作为药物载体的潜在应用价值。它可以成百倍的提高难溶药物的溶解性,同时可以调控药物的释放速率。Upsalite®在低湿度环境中具有非常高的吸湿能力,具有很高的使用安全性。研究团队成立了Disruptive Material(颠覆性材料)公司,旨在将Upsalite®商业化。当前Disruptive Materials 已经获得瑞典最具竞争力企业大奖和北欧清洁技术公开赛大奖,并且连续两年被评为瑞典最热门的33家技术公司之一。

Upsalite®的特性使其具备广泛的应用前景,例如有机电子干燥剂包装、吸湿产品(在低相对湿度环境中,该产品具有极高的水分吸附能力而且安全可靠)、给药系统(可以大大提高难溶性药物的生物利用度)、过滤和萃取应用(气体净化、水质净化、卷曲纸张、气味芳香控制、血液分析)、化学品/加工/填料应用(聚合物填料、橡胶添加剂、水泥填料、化学反应催化剂)、皮肤医学(特别适用于化妆品和护发产品)。

我院代表和Upsalite®研发团队成员一起讨论了将Upsalite®开发成为医疗器械的可能性,其卓越的吸湿性使它可能成为吸附创面渗出液的优良材料,但是其碱性属性又有可能对创面产生刺激,因此,需要更多的性质研究和应用形式开发。

三、交流心得

(一)对科研工作本身的2点思考

1、科研拼的是环境,更是氛围

本次瑞典之行,感受到瑞典这个国家对于学术的推崇甚至可以说是狂爱蔓延了城市的每一个角落,从一出机场欢迎世界学者及学生的巨大广告牌到遍布城市各处的诺贝尔元素,从风景如画的大学校园到知识产权属个人所有的国家政策,都使得来到这个国家的人充满了投身科研的激情。

走在大学实验室的连廊中,仿佛置身于一个极具说服力的科研博物馆,这里有大学发展至今的重大事件介绍,科学的、宗教的一应俱全;这里有做出突出贡献的科学家照片,你甚至可以在介绍中找到一些生活趣事乐上一会儿;这里有重大科研成果的发现背景和研究过程,这里还有活力四射的帅哥美女科研团队风采展示,如果有时间,你可以在这待上一整天。

在这样的环境和氛围下,熏陶出了有战斗力、凝聚力的团队,这种战斗力和凝聚力渗透了每一个成果从头到脚的全部研究过程和细节。

2.开放的态度、新颖的机制和严谨的治学之风

本次瑞典之行中还有一些细节令人印象深刻,比如在乌普萨拉大学实验室中随处可见一些生活区域,学生可以在这里享用各种甜点和饮料,舒适的桌椅和灯光都使得大家愿意在此多聊几句今天的实验心得。在实验室中随处可见一些研究者们灵感迸发瞬间的可爱涂鸦,有的画在墙上,有的画在三角瓶上,有一些甚至画在通风厨的玻璃上。在乌普萨拉大学中,学生与师长的关系相当平等,在学生繁忙时,教授会帮助他们整理实验室,在需要时教授们也会可爱地帮助学生拎包。整个实验室中处处可见类似对待研究工作的开放态度。

从学习和创造的角度来说,给那些热衷于研究的人员一个思维活跃、开放、自由的学术气氛和环境,在无拘无束的环境下激发出更好的想法和创造出更好的东西是十分重要的。

同时,乌普萨拉大学中建有许多实验中心,会在公共区域面向学生公布一些实验项目说明,标明要求,本科生及研究生都可以申请加入,这体现了乌普萨拉大学除了开放的研究态度,还提供了开放和新颖的研究制度。

但开放的态度和新颖的机制,这一切都为严谨的治学服务。这里倡导有意义积极的辩论,这样可以还原事物的本质和确立正确的方向。另外,教授们引导研究人员运用批判思维不断获得独立的思考能力、洞察能力与交流能力,在实际中摸爬滚打,凝练出工作中迫切需要的改良和待解决的实际问题。

(二)立足于检验机构的2点认识

1.早期介入国际科研项目的必要性

通过本次交流,我们开拓了眼界,我们见到了世界上比表面积最大的多孔碳酸镁材料,发现了他在创面保护医疗器械领域的应用前景;我们意识到了正在研究的贻贝粘蛋白材料体内外降解评价方法原来还可以通过一些奇思妙想延伸到透明质酸和胶原蛋白的降解研究中;我们更第一次听说了细菌纤维素材料神奇的构建成型特性,这无疑是一次完美的头脑风暴。

正是基于这些新的发现,我们立足于检验工作,展开了许多思考,比如,我们应该着手构建碳酸镁等微小多孔材料颗粒内径的测定方法;我们应该着手建立多种来源纤维素材料的鉴别和表征方法;我们应该着手研究细菌纤维素材料作为组织工程支架应用的生物相容性评价方法等。

这些都是与国际顶尖的科研型大学开展交流,早期介入其科研项目所得到的启示,这对于我们检验工作未来科研方向的布局乃至功能仪器的采购选择都起到了重要的指导作用。

2.赴境外开展国际交流的重要性

再有一点深切的体会就是,我们一定要多走出去。

只有走出去看一看,才有机会感受到一些实在的不同之处,观察到一些有益的细节,并随时根据所看所想展开现场交流,达到学到精华,提高我们自身能力的作用。

只有面对面的沟通,才能够有效地建立起我们与国外科研机构之间的足够的信任,只有在充分信任的基础上,才能实现真正意义上的有无互通,了解到真正的前沿信息,得到良好的研究建议,开拓研究思路。

同时,面对面交流中不经意的文化渗透,其作用也不容小觑。一个有趣典故的引用,一个带有logo的小礼物,都有利于扩大中国文化在国际上的吸引力,有利于提高我院的国际影响力。

另外,国际交流也是一个良性循环的过程,我们的国际合作开展的越深入,我们自身的水平也会更高,高水平必然会吸引更多优质国际机构与我院开展合作,才能够使我院真正成为国际一流的科研型检验机构。


(医疗器械检定所、国际合作处联合 供稿)