生物材料工程的案例
四川大學國家生物醫學材料工程技術研究中心王云兵主任團隊招聘科研助理
王云兵教授簡介
王云兵教授是國家生物醫學材料工程技術研究中心主任、四川大學生物材料工程研究中心主任、四川大學生物醫學工程學院學術院長、中國生物材料學會副理事長、科技部生物材料國際交流合作基地主任、教育部組織再生性生物材料科學與工程創新引智基地主任，“百千萬人才工程”國家級人選，“十三五”國家重點研發計劃首席、中國心腦血管聯盟副理事長、國家有突出貢獻中青年專家，國際生物材料科學與工程學會聯合會Fellow。
主要從事用于心腦血管疾病、糖尿病、眼科疾病等治療的新型生物醫用材料和微創植/介入醫療器械的基礎研究與產品應用開發。主持開發了一系列國內、國際首創的醫療器械產品并實現大規模臨床應用。在此基礎上，已申報國內、國際專利300多項，國際期刊發表論文100多篇。
課題組主頁
https://www.x-mol.com/groups/wang_yunbing
具體工作地點
成都市武侯區四川大學望江校區國家生物醫學材料工程技術研究中心
課題組長期招聘科研助理，歡迎有以下科研背景的同學加入：
崗位一：熟悉高分子/有機合成反應，加分項：有開環/離子聚合反應和無水無氧操作基礎；
崗位二：熟悉傳統微球制備或微流控技術微球制備方法；
崗位三：熟悉水凝膠的制備及生物醫學應用。
展開 Mater.》綜述：基于生物材料的腫瘤組織工程平臺
組織工程為癌癥研究提供了創新工具。基于分子設計的生物材料的3D癌癥模型旨在利用腫瘤組織的維度以及生物力學和生化特性。然而，迄今為止，盡管細胞外基質在癌癥中起著關鍵作用，但只有少數3D癌癥模型建立在基于生物材料的基質上。避免這一關鍵設計特征的主要原因是難以重現腫瘤微環境的固有復雜性以及實用分析和驗證技術的可用性有限。在超分子化學、材料科學和腫瘤生物學界面上出現的最新進展正在產生新的方法來克服這些界限，并能夠設計生理相關的3D模型。
近日，來自澳大利亞蒙納士大學的Alvaro Mata & Daniela Loessner團隊討論了如何將這些3D系統應用于解構和設計腫瘤微環境，為模擬原發性腫瘤，轉移和對抗癌治療的反應提供了機會。相關論文“Biomaterial-based platforms for tumour tissue engineering”于2023年2月14日在線發表于雜志《Nature Reviews Materials》上。
在腫瘤組織工程中，生物材料是構建能夠模擬實體腫瘤組織維度、組織和功能的三維癌癥模型的關鍵成分。基于合成聚合物、生物聚合物和肽等構建塊的各種水凝膠和支架材料用于組織工程和再生醫學應用，并用作3D癌癥模型的基礎基質。新的工程方法能夠合理設計具有多種結構和信號成分的水凝膠和支架材料，以更準確地再現腫瘤微環境（TME）的異質性。作者首先介紹了腫瘤生物學中的關鍵參數（癌相關成纖維細胞（CAF）、免疫細胞、內皮細胞、脂肪細胞、ECM蛋白和可溶性分子（如細胞因子、趨化因子或生長因子）），并介紹了用于模擬腫瘤組織的細胞組成和ECM的現有工具（圖1）。
展開 四川大學王云兵教授/羅日方副研究員Biomaterials：微創介入式生物瓣膜材料改性實現長效抗凝及內皮化增強的新策略
生物瓣膜的體外動靜脈分流實驗結果。(A) 兔子動靜脈分流模型的示意圖。暴露在血流一小時后的生物瓣膜表面的(B)SEM圖像和(C)血栓重量。浸泡在葡萄糖溶液中7天和14天后的生物瓣膜，在體外動靜脈分流實驗后表面的(D) SEM圖像和(E)血栓重量。
以上相關成果發表在Biomaterials (2021, 275, 120981)上。論文的第一作者為四川大學國家生物醫學材料工程技術研究中心/生物醫學工程學院博士研究生王雅楠，通訊作者為中心主任/學院學術院長王云兵教授和羅日方副研究員。王云兵教授團隊長期致力于心血管疾病治療的生物材料及器械應用前沿研究，立足于心血管醫療器械的臨床需求，以新型生物材料研發為基礎，與企業及醫院合作，形成了材料研發-產品開發-臨床驗證全鏈條研發機制，實現了一系列心血管創新器械的產業化應用。
論文鏈接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961221003379?via%3Dihub
點擊下方“閱讀原文”可下載該篇論文。
相關進展
四川大學國家生物醫學材料工程技術研究中心王云兵主任團隊招聘科研助理
川大王云兵教授團隊《Chem. Eng. J.》：同時兼具優秀抗凝血、抗鈣化和內皮化特性的聚合交聯生物瓣膜組織
四川大學王云兵教授和胡雪豐副研究員團隊在可用于傳感與傷口治療的導電水凝膠材料方面取得進展
四川大學王云兵教授課題組《Chem.
展開 Shrike Zhang教授課題組AHM綜述：工程化可收縮和可膨脹的（生物）材料
可膨脹材料在4D打印中的應用
總的來講，可收縮和可膨脹（生物）材料具有使得尺寸/形狀變化的獨特特性，因此在（生物）制造領域，尤其是精細結構的構建方面具有強大潛力，為其在生物醫學中的應用提供了更多的可能。針對于未來的研究前景，使用不同（生物）制造技術加工的可收縮和可膨脹（生物）材料可能會為開發用于細胞或藥物輸送的原位組織植入物以及便攜式超靈敏診斷設備開辟新的可能性。
該綜述內容發表在Advanced Healthcare Materials（2021: 2100380）上。論文的第一作者為哈佛大學醫學院博士后王冕博士，該綜述的共同作者還包括哈佛醫學院李婉露博士、唐國勝博士、Carlos E. Garciamendez-Mijares, 本文通訊作者為哈佛大學醫學院Y. Shrike Zhang教授。
論文鏈接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adhm.202100380
相關進展
哈佛醫學院Y. Shrike Zhang教授課題組《PNAS》：逆向工程的肺泡芯片
哈佛醫學院Y. Shrike Zhang教授課題組Nat. Protoc.：器官芯片的電化學生物傳感器集成
哈佛醫學院Y. Shrike Zhang教授課題組：3D生物打印組織內的共生光合給氧及血管化
南林黃超伯教授和哈佛醫學院 Y. Shrike Zhang教授：一種利用氣體輔助策略制備的具有復雜運動能力的雙驅動微球馬達
南京林業大學黃超伯教授和哈佛醫學院Y.
展開 
中國生物化工簡史-生物反應器工程
生物反應工程：生物反應過程的產品包括，生物質，酶，初級和次級代謝產物，蛋白，這些可以廣泛用于制藥、食品，化學，農業或能源生產。反應器，胞外環境因素，包括反應器設計，操作條件和培養基形式，對細胞代謝都有重要影響。目前，生物反應器工程的目標是，探索反應器中細胞生理代謝機制，放大生物過程，滿足低成本生產。
中國生物反應器工程前沿
生物反應過程是一個活細胞的復雜的代謝過程。因此，反應器工程的核心是調控反應器中活細胞的生理狀態。調控也是優化和放大的關鍵。因此，鑒定反應器中細胞的生理和代謝參數，設計合適的生物反應器系統，是優化生物反應器工程的先決條件。
1. 中國科學家的突破
生物反應歷程中，反應器的控制條件會影響細胞微尺度代謝，也會影響宏觀尺度代謝。因此，為了提高反應器的性能，進行了微觀和宏觀尺度的代謝流分析。為了放大生物過程，細胞的生理代謝狀態必需要在實驗室規模反應器進行重現和優化。為了達到這個目的，必需進行大反應器的流體場特性的研究，來理解不同反應器設計和控制條件導致的差異。宏觀生理特性變化分析+流體場和細胞生理代謝特性，可以增強反應器放大過程。
下圖是研究者提出的一個生物反應器增效的技術路線。
上面的這些圖片都是基于生物反應器工程的多尺度理論。
2. 開發可以監測所有宏觀生理和代謝特征的參數的生物反應器
2003年，華東理工大學張嗣良教授和儲炬教授，設計了一款全參數監測反應器，含有一臺反應器，一臺電腦數據收集系統，設計圖如下所示。體積可以從幾十升到300噸。通常，實驗室研究使用的30L或50L的體積可以直接應用到300噸的工業發酵。
3. 海量數據過程軟件包的開發
生物反應器配備自動電腦數據采集系統，實現在線數據監測和采集過程參數。數據采集和電腦控制形成了一個完整的控制系統。
展開 中國細胞生物學學會細胞工程與轉基因生物分會/陜西省細胞生物學學會2018年年會在陜西師范大學成功召開
在學會第四屆理事會第一次會議上，邊惠潔理事長對新一屆理事會的工作進行了部署，向積極參加科普活動的各單位頒發了“陜西省細胞生物學學會科普活動優秀獎”獎金和榮譽證書，并主持討論通過了成立學會第一個專業委員會的議題。崔洪勇副秘書長進行了中國細胞生物學學會2018年“諾貝爾獎解讀”活動的動員。
會議期間，中國細胞生物學學會細胞工程與轉基因生物分會召開了第三屆委員會第三次會議。分會會長、空軍軍醫大學邊惠潔教授向委員們匯報了近年來分會的工作和取得的成績，傳達了中國細胞生物學學會對分會工作的要求，向積極參加分會活動的各單位頒發了“科普活動優秀獎”獎金和榮譽證書。分會秘書長孔令敏副教授傳達了中國細胞生物學學會的科普工作精神和要求。
資料來源：中國細胞生物學學會官網，11月5日
展開 Rev.》綜述：基于蛋白質生物材料的分子設計和人工生產
圖4 纖維蛋白材料
圖5 生物彈性蛋白材料
圖6主要由蛋白質制成的堅硬散裝材料
圖7 生物粘附蛋白
3. 蛋白質基材料的生物工程
在此部分，作者綜述了蛋白質基材料的生物工程制造，比較了用于生物制造的不同類型的活體宿主，包括它們各自的主要優點/缺點和當前的局限性。同時也描述了純化方法，因為在許多情況下它仍然是蛋白質基材料放大的瓶頸。
氣溶膠、靜電紡絲、浸沒、微流體、光刻等各種制造方法已被用于制造長度尺度從納米到毫米的材料，包括具有潛在醫療和工業應用的納米球、無紡納米纖維、復合材料、薄膜、纖維、粘合劑、水凝膠和氣凝膠（圖8）。
圖8 生物技術生產的蜘蛛絲蛋白的多種材料應用
由于從貽貝中提取天然貽貝足蛋白的純化程序復雜且成本高，因此開發了各種重組生產貽貝足蛋白（rMFP）的方法。此外，彈性蛋白的主要生理功能是在組織終生反復收縮和伸展后保持結構穩定性。然而，一些關鍵重復基序的重組生產的流行為研究基本結構-功能關系提供了另一種方法。從這些重復中汲取靈感，導致了稱為ELP的新型蛋白質的生物合成，ELPs為許多醫學和技術創新做出了貢獻。
4. 展望和結論
合成聚合物以化石燃料為基礎，其較差的降解性和普遍缺乏可回收性正在對我們的生態系統造成嚴重危害。因此，迫切需要開發更可持續的解決方案來緩解這些問題。在試圖復制天然蛋白質基材料之前，第一個重要的步驟是確定蛋白質結構單元的完整序列。
展開 第七屆生物信息與生物醫學工程國際學術會議（BIBE2024）
The 7th International Conference on Biological Information and Biomedical Engineering (BIBE2024)
生物信息與生物醫學工程國際學術會議（BIBE2024）
http://www.icbibe.org/DefaultCn.aspx
2024年8月13-15日 / 中國呼和浩特
第七屆生物信息與生物醫學工程國際學術會議（BIBE2024）將于2024年8月13-15日在中國呼和浩特舉辦，包括主題報告、特邀報告、口頭報告、海報展示等豐富環節。歡迎與會，共享學術草原。
隨著科技的進步和發展，生物醫學工程和生物信息成為日益重要的領域，應用前景非常廣闊，它們的互相融合和協同發展，不僅為醫學研究和臨床應用提供了新的機會，還為個性化醫療、疾病預測和治療等領域開拓了新的可能性。BIBE系列會議專注于生物信息與生物醫學工程領域，旨在提供一個交流和分享最新研究成果、技術革新、理論發展等的平臺。
展開 開啟生物基材料應用新時代，2019國際生物基材料技術與應用論壇精彩內容介紹！
2019國際生物基材料技術與應用論壇
2019年4月18-19日 寧波
論壇背景
根據經濟合作與發展組織(OECD)發布的報告顯示，自2015年以來，全球塑料垃圾的產生量持續增加，每年超過3億噸流入環境中, 預測到2050年將達到約120億噸。歐洲、亞洲等地區正在實行越來越嚴格的“禁塑令”以遏制塑料垃圾的蔓延。以“綠色、環保、可再生、易降解”著稱的生物基材料顯得尤為重要，迎來發展的黃金期。
根據歐洲生物塑料協會與調研機構nova-Institute的統計數據顯示，全球生物塑料產能將從2018年的約211萬噸增加到2023年的約262萬噸，其中PLA、PHAs、PBAT等是增長的主要驅動力。統計結果顯示，超過60%的生物塑料用于包裝相關的行業，其中食品和飲料行業是生物塑料的最大的應用領域，2018年的市場值超過40億美元。預計到2027年底，相關的市場值將超過127億美元，在預測期內該市場值復合年增長率為15.2％。作為中國新材料行業發展的重要組成，我國生物基材料行業保持20%左右的年均增長速度，總產量已超過600萬t/年，正值發展的上升期。
展開 2023年第12屆生物醫學工程與生物技術國際學術會議（ICBEB 2023）
【大會簡介】
ICBEB自2012年至今，吸引了來自20多個國家和地區的專家學者參會交流，共享生物醫學與生物技術領域的科研成果。會議與多本SCI期刊合作，累計出版1,000多篇原創研究。在各高校、研究所、醫院參會代表的支持下，成為出版社信任并長期支持的會議。
組委會誠摯地邀請相關領域的專家學者參加第12屆生物醫學工程與生物技術國際學術會議（ICBEB 2023），共同探討健康與生物醫學相關領域的論題。
會議官網：http://www.icbeb.org/
會議時間：2023年11月17-20日
會議地點：澳門
出版檢索：SCI檢索/EI會議論文集
主辦方：澳門會議展覽業協會
【本屆亮點】
- 第五屆中國生理信號挑戰賽（CPSC 2023）將在會議同期同地舉行。
- 會議設最佳口頭報告獎、最佳張貼報告獎。獲獎者將有機會免注冊費參加ICBEB 2024。
- 澳門一日參觀訪問。
【論文出版】
ICBEB 2023繼續與眾多SCI期刊合作，錄用的文章將推薦出版至相關主題的SCI期刊或EI會議論文集。
【征稿領域】
生物醫學信號處理和醫療信息；
醫學圖像技術與應用；
生物力學和生物力學工程；
生物信息學與計算生物學，分子生物；
化學，藥理學和毒理學；
生物材料等其它相關議題。
【參會方式】
1. 投全文參會：文章推薦至SCI期刊出版，可選擇在會上做報告或不做報告；
2. 摘要參會：摘要推薦至SCI期刊出版/或僅提交摘要不出版，在會上做口頭報告或者海報展示；
3.
展開 EI檢索的“生物信息與生物醫學工程”國際會議征文 (ICBBE2010) hz
EI檢索的“生物信息與生物醫學工程”國際會議征文 (ICBBE2010) hz
CFP: ICBBE 2010 (Bioinformatics and Biomedical Eng.)
Ei&ISTP檢索的IEEE生物信息與生物醫學工程（iCBBE 2011）國際會議征文 tf
International Conference on Bioinformatics and Biomedical Engineering (iCBBE 2011) Ei&ISTP Indexed
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The 5th International Conference on Bioinformatics and Biomedical Engineering (iCBBE 2011)
第五屆IEEE生物信息與生物醫學工程國際學術會議
Ei & ISTP Indexed
CALL FOR PAPERS
http://www.icbbe.org/2011
Wuhan, China May 10-12, 2011
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The 5th International Conference on Bioinformatics and Biomedical Engineering (iCBBE 2011) will be held from 10th to 12th,
展開 采用椰棗纖維生物質制造一種生物復合材料
由英國樸茨茅斯大學領導的一個研究團隊，采用椰棗纖維生物質（生物質是一個術語，包括來自植物、食品廢棄物和污水的廢料）開發了一種生物復合材料，可用于非結構件，如汽車的保險杠和車門襯里。
一種生物復合材料，采用椰棗纖維生物質制成
由農業廢棄物制成的復合材料可滿足汽車和造船行業對可持續性、輕量化和低成本的應用需求。
該團隊還包括來自劍橋大學、INRA（法國專門研究農業科學的公共研究院——國家農業研究院）以及法國南布列塔尼大學的研究人員。
與采用玻璃纖維和碳纖維增強的合成復合材料不同，椰棗纖維聚己內酯（PCL）生物復合材料是完全可生物降解、可再生、可持續和可循環利用的。
這些研究人員在《Industrial Crops and Products》雜志中發表了一篇論文，他們在研究中測試了這種生物復合材料的力學性能。他們發現，椰棗纖維PCL擁有增大的拉伸強度，相比傳統的人造復合材料，獲得了更好的低速抗沖擊性。
作為這項研究的合著者，負責領導樸茨茅斯大學先進材料與制造研究小組的Hom Dhakal博士說：“對椰棗纖維廢棄物生物質作為輕量化復合材料中增強材料的適用性研究，為利用這種材料去開發低成本、可持續和輕量化的生物復合材料提供了巨大的機會。這項研究帶來的影響將是極其巨大的，因為這些輕量化的替代產品有助于減輕汽車重量，從而減少燃油消耗和CO2排放。與玻璃纖維和碳纖維相比，生產這種可持續的材料消耗的能源更少，而且可生物降解，因此更易于回收。”
這項研究是第一批對椰棗纖維PCL生物復合材料提升的力學性能提供了綜合評價的研究之一。
椰棗纖維是北非和中東最有效的天然纖維之一。椰棗樹產生大量的農業廢棄物，它們要么被燃燒，要么被填埋，從而導致嚴重的環境污染，以及對重要的土壤微生物帶來破壞。椰棗樹上通常可用作纖維的是樹皮，當修剪樹葉時，這些樹皮通常被撕成碎片。
展開 2019年中國生物醫學與智慧醫療論壇暨第十八屆全國生物醫學工程專業學位研究生教育工作研討會
近年來，生物醫學工程領域發展迅速，智慧醫療產業引人關注，生物醫學工程專業學位研究生教育備受重視。
生物工程賦能美好未來
利用微生物發酵大規模生產人類所需產品的技術即生物工程。
生物工程的前世今生
01
生物工程簡介
生物工程是以生物學理論技術為基礎，定向改造生物或其功能，結合現代工程技術，大規模培養該生物，以生產大量有用代謝產物或發揮獨特生理功能的技術，主要學科包括基因工程、細胞工程、發酵工程、酶工程等。其應用領域包括：
02
傳統生物工程
傳統生物工程是在有限天然樣本中篩選出有用微生物進行發酵釀造的技術，如杜康釀酒、諸葛亮制饅頭都屬于該技術范疇。這些技術給人們的生活帶來了巨大改變，但因為不了解作用機理，應用領域有限。
03
現代生物工程
17世紀中期，列文虎克發明了高倍顯微鏡，幫助人們了解微生物在發酵中的作用。微生物純種培養技術的發展，也使發酵技術從傳統作坊式生產向大規模工業生產轉變。
1943年，通過發酵法實現了青霉素的工業化生產，人類第一次擁有了高效對抗細菌感染的手段，成為一項引領時代發展的重要技術。
此后生物工程應用領域越來越多。目前日常工作中涉及到的頭孢菌素等抗生素，β-胡蘿卜素等維生素，精氨酸等氨基酸類藥物的設計項目都是現代生物工程的成功應用。
生物工程的發展前景
01
生物工程的主要應用
目前生物工程最重要的應用是細胞工廠。
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