南京理工大学考研(南京理工大学考研分数线)

南京理工大学考研,南京理工大学考研分数线

导语

神经系统疾病是人类面临的全球性医学难题,传统的化学和生物药物在治疗此类疾病中临床效果不佳,且极易产生多种并发症。低频电脉冲是一种临床行之有效的新兴电子药物,可以有效调节神经细胞电生理活动,抑制神经的退化并促进其再生。然而,当前的临床电刺激设备缺乏与生物体自身生理同步的自调节功能,无法实现对神经疾病长效、完美的功能修复。为此,南京理工大学冯章启课题组开发了一种具有生理自调节功能全植入式自供电神经电刺激(FI-NES)系统,并利用该系统成功解决了“长节段外周神经缺损”难以快速再生与完整功能重建这一全球性医学难题,为神经系统的仿生电刺激提供了全新途径,推动了生物电子材料和器件在神经系统疾病个性化治疗领域内的发展。相关成果近期以题为“Physiologically Self-Regulated, Fully Implantable, Battery-Free System for Peripheral Nerve Restoration”发表在材料化学类期刊Advanced Materials(DOI: 10.1002/adma.202104175)上。

冯章启课题组简介

课题组长期致力于高性能生物电子材料和器件的开发及其在细胞行为调控、组织工程、医学影像、生物检测等领域内的基础和应用研究。近三年取得的主要成果有:

1、在基础研究领域,发现了髓鞘发育的物理诱导新机制;建立了仿生微电子促神经生长和发育的新方法;并开发了多种用于体内和体外细胞、组织电刺激的微机电系统。

2、在新技术开发领域,开发了世界首例心血管系统微压力探测器,实现了诸如动脉粥样硬化、心肌梗塞、血管狭窄等心血管疾病的超前期预测与实时追踪。

3、在产业转化领域,研发了国内首条静电纺丝量产设备,并极大拓展了静电纺纳米纤维在污水处理、清洁能源(锂离子电池隔膜)、空气过滤、美容基材等领域内的产业化应用范围。现已完成2种静电纺纳米纤维产品(超微空气过滤膜、纳米纤维美容面膜)的市场准入与上市。

近年,在Nature Methods、Science Advances、Advanced Materials、ACS Nano、Biomaterials、Small、Chemical Engineering Journal等杂志上发表科技论文80余篇,总影响因子400+,总引用率近3000余次。获授权专利10 余项。主持和参与科技委、自然科学基金委以及各类人才计划30余项。先后担任Advanced Materials、Advanced Functional Materials、ACS Applied Materials&Interfaces等40余个杂志的审稿人。

冯章启教授简介

冯章启,南京理工大学,化学与化学工程学院,副教授,博士生导师。

2004年本科毕业于山东大学材料科学与工程专业;

2010年获东南大学生物医学工程专业博士学位,师从顾忠泽教授;

2008-2010年赴密歇根大学和美国陆军伤兵康复医院从事神经科学研究;

2010-2013年,中山大学工学院,任“百人计划”讲师,硕士生导师;

2014-2016年,南京理工大学,化学与化工学院,讲师,硕士生导师;

2016-至今,南京理工大学,化学与化工学院,副教授,博士生导师;

2018-2019年,赴阿克伦大学从事电活性高分子研究。

前沿科研成果

仿生神经电刺激系统

该系统由基于电子云势阱加速理论的新型摩/压电混合纳米发电机(TP-hNG)和兼具优异机械性能、孔隙率、导电性和降解性的多功能神经导管(NP-NGC)构成。将TP-hNG植入胸部皮下组织用以产生与呼吸运动同频同强度的脉冲信号(PSR-ES),并利用NP-NGC递送PSR-ES至神经缺损部位,进而诱导雪旺细胞的聚集和增殖以及再生神经纤维的髓鞘形成。由于呼吸运动受自主神经控制,因此PSR-ES具有与自主神经脉冲实时同步变化的生理特征,这一仿生特征使PSR-ES极易被神经识别并接纳,进而调控细胞膜钙离子的内吞和相关基因表达。经过长期的临床医学评价,FI-NES系统展现出与临床金标准——自体神经移植同等水平的神经再生和运动功能恢复。

与其他电刺激设备相比,FI-NES系统展现出强大的体内发电能力、优异的稳定性生理自调节功能生物相容性。这些特征使其能够广泛适用于神经退行性疾病的治疗,如帕金森综合征、神经病理性疼痛、癫痫、阿尔茨海默病和长节段神经缺损等等。并且,FI-NES系统还可用于从呼吸运动中获取电子能量,为植入式电子芯片供电,如心脏起搏器、脑和脊髓电刺激器等,从而提高人体生理效率。这种全植入式的生物电子软器件设计策略将推动仿生电子在再生医学、医疗监测和药物递送等诸多领域中的广泛应用。

图1. FI-NES系统的工作原理示意图

(来源:Adv. Mater.)

图2. NP-NGC的设计和表征

(来源:Adv. Mater.)

图3. FI-NES系统的体内植入与性能

(来源:Adv. Mater.)

图4. 再生神经纤维的组织形态学评估

(来源:Adv. Mater.)

本研究致谢东南大学生物电子学国家重点实验室、东部战区总医院等单位协助完成临床医学评价。致谢国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、中央高校基本科研业务费专项资金。该论文第一作者博士生金飞同学感谢江苏省研究生科研与实践创新项目的支持。

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