科技的发展日新月异,正深刻影响着我们生活的方方面面。而医疗行业作为科技创新的重要领域之一,正借助科技的力量,改变着我们的健康未来。
“类器官”,这是一个3D打印技术应用于生物医药的前沿领域。过去十余年,多种类器官已在实验室里诞生——
2009年,科学家利用老鼠的LGR5+肠道干细胞在体外培育出肠道类器官;
2011年,利用人源干细胞培育出肠道类器官;
2013年,利用人源干细胞培育出脑类器官;肝、肾、胰类器官也相继培育出来。2018年,《自然·方法》杂志将类器官技术评为“年度方法”。

骨类器官在骨疾病中的应用
能否利用这种技术培育出骨类器官?2022年,上海大学转化医学研究院苏佳灿教授带领团队启动了国家自然科学基金委重点项目“基于DNA水凝胶空间特征化骨类器官构建及其再生修复研究”,探索将骨类器官应用于骨折、类风湿性关节炎、强直性脊柱炎等疾病治疗。


骨类器官研究设计和实验过程示意图
如今,这个项目的阶段性成果诞生了。就在前不久,团队最新成果登上国际权威期刊《先进材料》。科研团队采用数字光处理生物打印技术,打印出骨头的3D结构,实现了骨组织复杂结构的精确复制。生物墨水是生物3D打印的重要原材料,他们研制了一种新型生物墨水,由甲基丙烯酰化明胶、甲基丙烯酰化海藻酸钠、羟基磷灰石组成。这种生物墨水不仅能模仿天然骨基质的复杂性,还具有自我矿化和细胞分化能力。

骨类器官的多细胞分化和自我矿化
苏佳灿教授团队已在实验室诞生的骨类器官是1.0版。为了将这项科研成果推向临床,团队计划研发骨类器官2.0版和3.0版,目标是不仅与人体骨骼“神似”(内涵是骨),而且“形似”(外形像骨),还要“胜似”——未来取下病人的一小块皮肤,提取出里面的干细胞,有望3天内将它们培育成骨类器官,再植入病人体内。这种替代传统手术治疗的方法如果用于临床,将为骨科临床治疗带来一场革命。

此次骨类器官的制备成功,是科研团队追卓越、创一流的成果展示,也是上海大学持续实施有组织的科研的重要产出,有望为众多患者带来福音。
一直以来,在科研的探索和发展之路上,上海大学从未停歇。近年来,学校紧紧围绕“四个面向”,服务国家战略和区域重大需求,布局实施“五五战略”,尤其是面向人民生命健康,聚焦生物医药领域,围绕老龄化疾病治疗和康复,聚焦天然药物创制、生物医用材料与器械研发,打造智能诊断、精准治疗、智慧康复特色高峰,助力上海生物医药先导产业发展。

苏佳灿教授团队所在的转化医学研究院正是上海大学新时期重点发展的“五朵金花”范畴,在人才集聚、平台建设、资源汇集、政策聚焦等多方面获得了学校的重点支持,正致力于打造生物医用材料高地。
研究院坐拥苏州上海大学创新中心、上海大学温州研究院、上海大学南安研究院等共建中心,拥有模式动物平台、GMP细胞实验室、一站式多肽合成和质控平台、高水平药物分析和代谢组学研究平台、完善的基于分子生物学基因、蛋白和细胞分析平台等生物医药研究平台,以及3D打印、微纳技术和生物医学工程平台,成为师生开展科研的有力支撑。
一项项创新性科研成果,承载着科研工作者的匠心从实验室里诞生,服务于国家和社会发展,研究院现已获批国家级、军队及省部级科研项目超70项,发表SCI论文超100篇,申请发明专利超30项。

一方面,上海大学加强科学研究,力争实现新突破;另一方面,学校加快成果“落地转化”,为生命健康保驾护航。由上海大学与宝山区政府合作,建设的环上大科技园里,数字医疗、IVD诊断试剂等领域一批潜力型企业正在快速成长,其中数字医疗是环上大最早发展起来、自主创新企业最为集聚的产业方向。2023年,凭借在医疗领域的优异表现,环上大科技园成功入选中国生物医药科技创新价值榜最具成长性生物医药园区TOP30。

日前,上海大学材料生物学研究所成立,这也是学校推动生物医药战略的重要布局,将为落实国家科技发展战略、抢抓生物基材料产业的发展机遇作出更大贡献。期待在学校的大力支持下,未来科研工作者一步一步向前探索,见证更多奇迹的诞生,造福更多患者。