我校生物医学工程学院与材料科学研究所联合团队,在国际知名期刊《生物材料科学与工程前沿》上,发表了题为《组织工程支架的纯化策略:从基础原理到临床应用挑战》的综述文章,系统性地回顾和展望了生物活性材料——特别是用于组织再生的支架材料——在纯化技术方面的最新进展与未来方向,彰显了我校在该交叉学科的深厚积累与前沿视野。
文章深入剖析了组织工程支架作为生物活性材料的核心地位。理想的支架不仅需要具备良好的生物相容性、可控的降解性与匹配的力学性能,其纯度更是决定其安全性与功能性的关键。微量的残留溶剂、未反应的单体、催化剂或加工过程中引入的杂质,都可能引发炎症反应、免疫排斥或干扰细胞行为,最终导致组织再生失败。因此,高效的纯化工艺是支架从实验室走向临床应用的必经之路,也是当前生物材料领域的研究热点与难点。
本综述首次从“材料来源与制备工艺”的源头出发,对纯化需求进行了分类梳理。文章详细比较了针对不同材料体系(如天然聚合物胶原/壳聚糖、合成聚合物PLA/PGA、以及生物陶瓷等)和不同制备技术(如静电纺丝、3D打印、相分离、气体发泡等)所产生的特征性杂质,并指出“一刀切”的纯化策略并不可行,必须发展材料与工艺特异性的纯化方案。
在系统梳理现有纯化技术方面,文章涵盖了物理方法(如超临界流体萃取、透析、超滤)、化学方法(如溶剂置换、化学洗涤)以及组合工艺。团队重点分析了新兴的绿色纯化技术,如超临界二氧化碳流体技术,因其无溶剂残留、操作温度温和、穿透性强等优点,在去除内部孔隙杂质方面展现出巨大潜力。文章也强调了在线监测与过程分析技术对于实现纯化工艺标准化、可控化的重要性。
除了工艺本身,综述创造性地提出了“功能化纯化”的概念。即纯化过程不应仅仅被视为去除杂质,更可作为一个功能化修饰的契机。例如,在纯化过程中同步引入特定的生物活性分子或进行表面拓扑结构修饰,从而在“清洁”支架的一步到位地赋予其诱导细胞定向分化或血管化的能力,简化生产流程,提高支架的性能效率比。
文章直面临床转化的核心挑战。团队指出,当前从实验室规模到工业化放大生产过程中,纯化工艺的稳定重现性、成本控制以及符合药品生产质量管理规范(GMP)的验证体系,是制约生物活性支架产业化的主要瓶颈。未来的研究需要材料科学家、化学工程师和临床医生更紧密地合作,建立从材料设计之初就融入可纯化性考量的“设计-制备-纯化-验证”一体化研发范式。
该综述的发表,不仅为国内外同行提供了清晰的技术路线图,也标志着我校在生物活性材料与组织工程这一战略前沿领域,已从跟踪模仿进入引领部分方向发展的新阶段。相关工作得到了国家自然科学基金重点项目及学校“双一流”学科建设经费的持续支持。团队表示,将继续深耕于此,推动更安全、高效、智能的下一代组织工程支架从实验室走向病床,造福患者。
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更新时间:2026-04-10 14:44:14
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