2016年6月17日上午八点半,2016年国际华人纳米医学研讨会暨第五届全国生物与医学纳米技术博士生学生论坛在苏州独墅湖东南大学-蒙纳士大学苏州联合研究生院召开。出席本次会议的老师有陈洪铎院士,会议主席顾宁、万寅生教授,以及孙守恒等做汇报交流的教授,参加本次会议的博士生来自全国各地,并经自荐和专家推荐了很多优秀博士生的工作进行了口头或墙报展示。
会议首先由主席顾宁教授主持开幕仪式,并简要介绍了这次会议的整体日程安排,之后研究生院副院长袁榴娣教授代表东南大学做了欢迎致辞,介绍了东南大学生物医学工程近年来取得的成就,并说明为了鼓励博士生投入科研,东南大学提供了很多交流学习的机会,最后预祝这次会议取得圆满成功。最后世界皮肤病学会会长,中国工程院陈院士对这次博士生论坛给予了高度评价,特别指出当今的学术科研不能仅靠个人和小团体,而是要加强多个团队和学科间的合作,并感谢顾宁和万寅生主席的组织和筹备,为纳米科学技术的进一步发展提供了相互合作的机会。之后出席会议的多位教授做了简要的汇报工作。
孙守恒教授做了题为“磁性纳米颗粒在生物成像及治疗方面的应用”的报告。孙教授从表面靶向修饰的Fe3O4纳米颗粒,Au-Fe3O4纳米颗粒双模成像,壳状Fe3O4载药靶向控释三个方面进行了介绍。一般磁性颗粒除了磁性纳米颗粒内核,还可在外层修饰聚合物、靶向分子、荧光分子、治疗剂和扩散增强分子中的一种或几种。Au-Fe3O4纳米颗粒可以作为双功能/成像探针,此外Au-Fe3O4和多孔的中空Fe3O4纳米颗粒可以实现靶向铂的药物输送。最后孙教授指出下一步的重要工作是研究纳米药物的生物循环,生物分布和生物代谢。
肖刚教授做了题为“用于生物磁性传感的磁性电子隧道结传感器”的报告。磁隧道结传感器具有高敏感度,低成本,便于实现微型化,简单双极输出,工作温度范围大,能耗低等特点。现在,该传感器可以实现灵敏度可以实现心电的检测,下一步的工作可以将传感器嵌入手机,直接使用手机检测心电信号,随着灵敏度的提高,也可以检测脑电信号,并可大大简化现有的意念控制装置。
万寅生教授做了题为“纳米颗粒对于色素皮肤疾病的潜在应用”的报告。万教授指出,黑色素的减少或者黑色素体生产转运黑色素能力的下降会导致白癜风,其成因有:(1)ROS引起的细胞凋亡,(2)细胞因子产生过量,(3)自身免疫响应。L-Dopa和壳聚糖纳米颗粒相结合可以促进黑色素的产生。纳米模拟酶可以治疗色素的皮肤疾病具有很大的潜在应用。
崔亚丽教授做了题为“纳米医学领域科技成果转化的实践和感悟”的报告。崔教授以体外诊断(IVD)为例讲述了科技成果、研发生产平台的建立、小试中试、注册检验、临床试验、注册报批GMP认证、获得注册证进入市场、医疗器械生成企业许可证的成果转化历程。之后崔教授着重介绍了金磁微粒法检测蛋白标志物可以极为灵敏的准确定量检测,并且PCR-金磁微粒法的基因分型技术平台可以实现快速检测,使基因导向的精准医疗成为可能。
程文龙教授做了“用于电子健康应用的柔性纳米生物材料”的报告。程教授指出,通过DNA、聚合物和分子等配体对纳米颗粒进行修饰,柔性材料和硬的器件相结合,实现纳米颗粒的有机包裹,这可以实现尺寸-形状依赖的等离子效应、导电性和催化活性。基于此特性,程教授研究了(1)柔性等离子体:柔性2D等离子纳米层,(2)柔性电子:基于电子皮肤的生物可穿戴传感器,可以检测帕金森抖动,脉搏跳动,足部跟腱运动和手指运动等,(3)柔性能量器件,(4)基于柔性纳米颗粒的诊断和治疗,正负选择DNA适配体和光热治疗、靶向治疗。
张文军教授做了题为“金刚石薄膜表面的纳米构造及应用”的报告。张教授从制备钻石结构的纳米材料的方法,理解通过bias辅助的反应离子刻蚀生成钻石表面纳米结构的机理,钻石表面纳米结构的应用三个方面进行了介绍。在钻石的生成中,传统的主要使用高温-高压法(工业钻石)和化学蒸汽沉积法(薄膜钻石)。张教授使用了一种新的反应离子刻蚀方法来生成纳米结构钻石和氮化硼表面。该材料具有很好的固有属性和大的表面积:可以用在电化学电子发生装置,微观扫描探针,药物输运和生物药物传感。为了使DNA和siRNA能够容易扩散进入细胞膜,可以通过钻石结构的纳米注射器注入细胞。也研究了促进无载体细胞溶质输运平台以及细胞内的“分子钓鱼(通过钻石针尖检测信号转导和单一的靶向信号成分)”。
孙晓莲教授做了题为“用于PET成像的放射性纳米材料”的报告。PET成像灵敏度高,而且不受穿透深度的影响,但是其分辨率较低,孙教授使用了纳米颗粒来提高分辨率,64Cu量子点可以作为PET和冷光双模式成像,64Cu可以减少背景荧光;89Zr标记的铁氧化物纳米复合材料用于长期监测。下一步研究纳米材料的吸收代谢和排泄过程。
叶深教授做了题为“基于和频光谱(SFG)的生物界面研究”的报告。当两束光在界面同一点发生反射时,反射光称为和频光(频率等于入射的两束光频率之和)。和频光具有高表面选择性和下方单层灵敏度,叶教授通过SFG直接在分子水平上观察了细胞膜。叶教授的工作主要包括:(1)有底部支撑的磷脂双分子层酶催化水解过程,(2)有底部支撑的磷脂双分子层的相变行为,(3)有底部支撑的磷脂单分子层的反应,(4)具有生物相容性的聚合物的表面结构。叶教授着重介绍了磷脂双分子层酶催化水解过程。利用SFG技术,发现双分子层上下两层的磷脂分子始终在发生微小的交换。当加入水解酶后,反应并不是马上进行,而是过了一段时间,反应突然加快。此外,水解酶对于处在双分子层下层的磷脂分子也有催化作用。
姜峰博士做了题为“中国医疗器械行业现状及发展趋势”的报告。报告中指出中国医疗器械产业现状是创新能力低,中低端产品多,仿制及改进产品多,研发投入严重不足,创新体系及配套政策欠缺。因此,我们需要提升民族医疗器械产业的核心,引导企业合作,大力发展创新服务业,科研经费管理的改革,监管部门的工作宗旨,处理好外资企业和本土企业的关系。
顾宁教授做了题为“医药铁基纳米材料”的报告。顾教授主要围绕了磁性纳米材料的制备,表面修饰和药物负载,生物效应和细胞作用的研究,磁感应热疗,诊疗一体化研究,磁性-超声微气泡以及电磁诱导的组装及效应。现在顾教授实现了宏量制备工艺,经过多家医院协作定值,确立了纳米γ-Fe2O3弛豫率标准物质。
常津教授做了“纳米生物技术在若干重大疾病诊疗方面的应用”的报告。常教授首先说明了纳米粒子具有EPR效应、隐形效应和跨膜效应。利用双亲性OQLCS和胆固醇构建了高分子脂质体。高分子脂质体比传统脂质体具有更好的稳定性和分散性,药物渗漏得到很好改善,能够很容易得进行表面修饰和多功能组装。高分子脂质体可以具有多种功能组装,如PEG修饰,配体,磁流体,量子点亲疏水性药物或基因等。此外,常教授着重讲了复合功能基因投递系统跨血脑屏障和载EGF纳米颗粒治疗糖尿病溃疡。在药物投递设计上,PEG修饰层上的中性或负电性是为了组织靶向,之后的靶向配体和正点性是为了细胞靶向,并且需要在刺激信号下控制药物释放。因此组织靶向和细胞靶向间存在一定的矛盾。
刘庄教授做了题为“用于癌症诊疗的纳米材料”的报告。刘教授指出,现在癌症治疗主要是手术,化疗和放疗,化疗和放疗有很大的副作用,并且后期可能产生多种药物的抗药性,肿瘤的转移导致90%的癌症死亡。因此具有更好选择性、更低副作用和更高疗效的光热疗法被提出。金属硫化物和氧化物的纳米结构具有较强的近红外吸收,可用于成像和光热治疗。刘教授也提出了自己关于纳米医学的个人观点:安全性是纳米材料用于治疗的最基本要求,材料尽量简单以便于更好的进入临床,基于纳米技术的癌症免疫疗法很有前景,调制肿瘤微环境可能对于提高癌症治疗效果是很有效的。
聂广军教授做了题为“基于靶向和调控肿瘤微环境的纳米生物材料用于高效低毒的胰腺癌治疗”。聂教授指出,纳米药物前景广阔,但是目前的潜力还未充分释放,主要是因为有限的靶向效率,毒性和药效的平衡以及精准控制,因此提出了利用纳米特性靶向和调控肿瘤微环境。微环境特性包括:间质高压和血管高渗透性,组织缺氧和微酸性环境,肿瘤外周分布的组织特点,细胞外基质独特的力学特性,肿瘤基质细胞表达的特征蛋白。纳米材料特性是:小尺寸效应,表面效应,界面协同效应,量子尺寸效应,EPR效应,环境响应性,多功能协同增效,表面功能化和免疫调节作用。将肿瘤的微环境和纳米材料特性结合,提高靶向性,延长半衰期,降低毒副作用,实现药物可控释放。胰腺癌微环境是影响药物渗透和疗效的重要屏障,90%以上是间质细胞和细胞外基质,呈现高度纤维化和乏血供,很难有效渗透,靶向和调控微环境的药物有望打破基质屏障,改善治疗效果。
汪鹏飞教授做了题为“用于生物成像和治疗的多功能光诊疗纳米制剂”的报告。汪教授的主要研究工作包括新型碳点光敏剂及其在光诊疗领域的应用和新型光化学敏感材料及其在生物医学领域的应用。介绍了正电碳点及光动力治疗,负电碳点多模态成像及光热治疗,负电碳点光动力/光热一体治疗。最后,汪教授指出在荧光、光声、光热成像和光动力、光热治疗的基础上,结合纳米材料和纳米自组装,可以实现多模态成像/光疗,主动靶向和pH、酶响应。
樊海明教授做了题为“用于纳米医疗的先进磁性颗粒平台”的报告。磁性纳米颗粒用于生物医疗主要包括细胞分离,靶向药物运输,磁共振结构功能成像,免疫检测等,传统的SPIO已经广泛应用,但是其减少的磁属性,较低的特定吸收率,弱的化学物理稳定性和血管渗漏等问题亦然存在。因此樊教授研究了中空环形纳米颗粒,该材料可以形成磁性涡流环,可以用于荧光多模生物成像,可以针对高特定吸收和高T2弛豫进行最优化。
窦骏教授做了题为“使用非编码RNA来治疗乳腺,卵巢和结肠直肠癌通过靶向CSCs”的报告。CSCs指的是癌干细胞,新的肿瘤与最初的肿瘤很相似。结肠癌干细胞(CSCs)参与癌症发生发展并在其中扮演重要角色,被认为是结肠癌治疗的潜在靶点。结肠癌疫苗具有疗效高、特异性强、不良反应小等优点,而结肠癌CSCs疫苗则具有更强的免疫原性、更高的靶向性和治疗效果,已成为结肠癌疫苗研究的关注点。
钱卫平教授做了“基于表面等离子体共振纳米结构的生物传感研究”的报告。生物传感器研制的两大关键技术包括分子识别单元和表面敏感技术。钱教授的主要工作是基于金属纳米结构的表面等离子体共振效应,LSPR和SERS生物传感成为高灵敏度和特异性的分析技术,建立一个制造具有可控表面等离子共振活性基底的平台,制备的基底具有良好的均一性,稳定性和重复性。未来的研究方向是对细胞外及细胞内环境复杂性进行精准测试,为药物精准释放系统的设计及应用提供帮助。
下午的会议分为两个部分,由万寅生和崔亚丽教授主持全体专家讨论交流会进行圆桌讨论,另一部分是由顾宁等教授主持的博士生论坛专家专题报告,其中孙守恒、常津、刘庄、聂广军、叶深、程文龙、张文军教授针对上午的简短报告进行了详细阐述,此外王春儒和侯仰龙教授也做了专题报告。
王春儒教授做了题为“一种基于富勒烯纳米材料的新型肿瘤治疗策略”的报告。富勒烯具有自由基捕捉、内嵌分子、光吸收、高效吸附、超导半导体、电子受体、DNA亲和和完美结构的特性,因此被广泛应用于化妆品,造影剂,荧光显示,生物检测,DNA裁剪运载,分子药物,润滑剂等领域。此外,富勒烯可以保护细胞免受各种损伤。由于EPR效应,可以设计针对肿瘤血管只对肿瘤血管起作用的靶向药物,利用金属富勒烯的相变,使血管表皮细胞膨胀破裂,高度肿瘤靶向,不伤害正常组织,物理破坏肿瘤血管且无抗药性。
侯仰龙教授做了题为“基于磁性Fe5C2纳米颗粒的刺激调节肿瘤诊疗”的报告。侯教授从磁性控制的、光调节的和pH值控制的肿瘤诊疗。磁性纳米颗粒在高磁场中组装,用于MRI肿瘤诊断的纳米颗粒表面修饰方法,碳壳包裹的Fe5C2高红外吸收可用于光控制诊疗探针以及成像。中空纳米材料载阿霉素可以用于pH控制释放的输药系统。
会议第二天是博士生论坛口头报告,刘东、李嘎龙等16位博士生在大会上简要介绍了自己的科研工作。经过报告点评老师们的综合考虑和参会全体成员的投票,评选出优秀口头报告和优秀墙报,并由顾宁教授、樊海明教授等老师为获奖博士生颁发了证书和奖品。
最后,顾宁教授做了本次会议的闭幕式致辞,顾宁教授首先宣布“2016年国际华人纳米医学研讨会暨第五届全国生物与医学纳米技术博士生学术论坛”圆满召开,感谢各位参会专家的专题报告、博士生的科研展示以及幕后志愿者的辛勤工作,之后对本次会议进行了总结,并指出本次博士生论坛已经是第五届,希望今后能够克服多方面困难,将这个为全国博士生提供学术交流机会的论坛坚持下去。