2024年1月22日,“Tech 7创新者新年报告会”在合肥召开。中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员、副所长陶虎在《科技创新 点丝成金》主题演讲中表示,生物与信息交叉融合技术已成为当今科技领域的热点之一。“蚕丝蛋白天然抗菌、可降解、力学强度高,在生物相容性、机械强度上要比化工或化学合成材料制成的电极有优势,在人工智能、脑机接口、生命存储、瞬态电子、微纳制造、医疗器械领域展现出强劲的应用前景。”
陶虎研究员指出,“生物医用材料不断革新,带动了医疗器械产业革命。”第一代生物惰性材料时期,采用不锈钢及Co-Ni等合金材料作为骨科内固定器械及口腔科材料;第二代生物活性或可吸收材料时期,采用高分子聚合物及生物陶瓷制作人工心脏瓣膜等,聚醚醚酮、聚乳酸等高性能材料用于生物支架等,其高端产品主要依赖进口,部分实现国产化替代;第三代组织工程、纳米材料时期,采用天然生物材料、基因工程材料、生物工程材料等,这些材料具有“主动”降解吸收、促细胞分化、诱导组织再生等功能,正处于研究或临床试验阶段。陶虎研究员所在的团队使用蚕丝可控降解骨钉进行了多例临床试验,两年期术后随访结果显示了良好的骨固定效果,相比于传统骨固定材料在生物力学、安全性、降解吸收及骨再生、核磁兼容等方面具有显著优势。
“大脑是人体最强大、最脆弱、最未解的器官,是我们思想、情感、感知、行动和记忆的源泉。”陶虎研究员接着介绍了蚕丝蛋白在脑机接口领域的应用。脑机接口的技术核心是搭建人脑与外界沟通交流的“信息高速公路”,是全球公认的新一代人机交互和人机混合智能的关键核心。医疗康复是目前脑机产业商业应用最成熟、产业规模最大的行业,集中在疾病诊断和治疗领域,已经普及的应用包括癫痫、中风等脑科疾病的诊疗,在精神疾病和心理健康测评、情绪管理、记忆增强,甚至脑写入方面也颇具潜力。
采用蚕丝蛋白牺牲层自体的微创植入技术打造“免开颅微创植入式高通量柔性脑机接口系统”,可以解决神经电极在植入时产生创伤大的问题,只要打一个不到1mm的微孔就可以顺利植入。基于蚕丝蛋白可控降解特性,将电极浸涂蛋白实现暂时硬质化,植入后蛋白溶解电极恢复柔性,无需外加引导装置,便可实现电极微创植入。另外,使用神经电极精准定位技术,自动植入并绕过血管,从而避免损伤。在信息技术和生命科学前沿交叉领域,作为全面解析认识大脑的核心关键技术,脑机接口是国际脑科学前沿研究的重要工具,将推动脑科学的发展。
2021年9月,国家商务部“十四五”规划将蚕丝骨钉、蚕丝硬盘、蚕丝蛋白保鲜剂列入重点发展计划。在蚕丝蛋白领域的研究将填补国内外该领域研究和应用空白,推动可降解蚕丝蛋白材料在生物医疗领域的临床应用和产业转化。五千年的蚕丝文明,正在生命科学领域迸发出新的活力!
第四届“Tech7创新者新年报告会”以“AI涌现未来已来”为主题,由中国科学技术大学科技战略前沿研究中心、中共合肥市委科技创新委员会、合肥市科学技术局、中共合肥市瑶海区区委、合肥市瑶海区人民政府、合肥兴泰金融控股(集团)有限公司等多家创新单位共同指导,由中共合肥市瑶海区委科技创新委员会办公室(合肥市瑶海区科学技术局)、合肥物联网科技产业服务管理中心共同主办,由合肥市瑶海区长三角科技战略研究院、合肥瑶海科技创新投资集团有限公司、中国网谷·科创企业联合会共同承办。