●李賢煥

李劍宇（發(fā)明家）李劍宇憑借其在生物材料領(lǐng)域取得的一系列成果，榮膺2019 年《麻省理工科技評(píng)論》“35 歲以下科技創(chuàng)新35 人”中國(guó)區(qū)得主。獲獎(jiǎng)時(shí)年齡：31 歲獲獎(jiǎng)時(shí)職位：加拿大麥吉爾大學(xué)機(jī)械工程系助理教授獲獎(jiǎng)理由：為滿足生物醫(yī)療需求，他讓生物材料更接近人體組織。

2019 年12 月14 日，《麻省理工科技評(píng)論》公布了2019 年“35 歲以下科技創(chuàng)新35 人”（Innovators Under 35 China）中國(guó)區(qū)榜單。在本屆榜單上，雖然缺失了“創(chuàng)業(yè)家”的身影，但是我們看到了許多在具有產(chǎn)業(yè)化潛能的領(lǐng)域堅(jiān)持科研使命的獲獎(jiǎng)人，也看到更多散布在海外頂尖學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們，用自身不改初心的堅(jiān)持努力，取得了世界級(jí)標(biāo)竿成就的科研成果，其中有超過半數(shù)以上的獲獎(jiǎng)?wù)?，都取得了世界?jí)的突破性研究成果與發(fā)現(xiàn)。我們將陸續(xù)發(fā)出對(duì)35 位獲獎(jiǎng)?wù)叩莫?dú)家專訪，介紹他們的科技創(chuàng)新成果與經(jīng)驗(yàn)，以及他們對(duì)科技趨勢(shì)的理解與判斷。

隨著全球人口老齡化的加劇及各種醫(yī)療挑戰(zhàn)的出現(xiàn)，讓生物材料的重要性日益凸顯。如今硬質(zhì)生物材料已經(jīng)在醫(yī)療領(lǐng)域被廣泛使用，比如鈦合金、陶瓷替代牙齒和骨骼的技術(shù)已經(jīng)非常成熟，但在軟組織醫(yī)學(xué)方面，現(xiàn)有的生物材料還遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足臨床應(yīng)用的需要，比如用于創(chuàng)傷止血、傷口愈合、關(guān)節(jié)軟骨和椎間盤修復(fù)等等，其中的關(guān)鍵原因在于以往的軟質(zhì)生物材料的機(jī)械性能遠(yuǎn)低于生物組織，比如難以形成有效可靠的組織粘附。

現(xiàn)于加拿大麥吉爾大學(xué)機(jī)械工程系任助理教授的李劍宇及其團(tuán)隊(duì)，采用包括材料、力學(xué)、化學(xué)、仿生和生物工程在內(nèi)的多學(xué)科交叉的方法，開發(fā)了多種新型生物材料，可作為高強(qiáng)度生物膠水用于替代手術(shù)縫合線閉合傷口，高性能仿生植入材料用于關(guān)節(jié)軟骨和椎間盤修復(fù)，新型止血材料用于控制大出血。

這些新材料的性能遠(yuǎn)超既有的材料，比如它們的組織粘附性能是現(xiàn)有材料的100 倍以上，同時(shí)具有出色的生物相容性，而且能實(shí)現(xiàn)藥物控釋、細(xì)胞遞送等功能。

李劍宇在頒獎(jiǎng)典禮上做演講

在傷口修復(fù)方面，李劍宇表示目前使用的基本都是“惰性”材料，為傷口提供基本的保護(hù)，但沒法促進(jìn)傷口愈合。而他的團(tuán)隊(duì)開發(fā)新型生物材料是一種具有生物力學(xué)活性的物質(zhì)，讓材料更加聰明，將其用于傷口修復(fù)時(shí)，它不僅能夠保護(hù)傷口，同時(shí)還能對(duì)組織施加一定的外力，來促進(jìn)傷口的閉合。

目前，李劍宇課題組的研究方向包括將生物材料用于軟骨和椎間盤修復(fù)。人在衰老過程中，關(guān)節(jié)、椎間盤等軟組織易出現(xiàn)問題。目前的治療方案通常會(huì)采用金屬、塑料等硬質(zhì)材料植入體內(nèi)，用以修復(fù)或代替受損軟組織。但問題在于，這些硬質(zhì)材料的生物力學(xué)性質(zhì)和含水量與原本的軟組織相去甚遠(yuǎn)，長(zhǎng)期使用會(huì)有較大的生物相容性問題，甚至?xí)斐膳R近軟組織的病變。這正是目前的軟組織醫(yī)學(xué)所遇到的困境之一。

李劍宇希望以更加仿生的生物材料，做到不僅在化學(xué)性質(zhì)上接近人體組織，同時(shí)也在機(jī)械性質(zhì)、生物活性上做到與健康的人體組織相近。他將新型生物材料形容為“像果凍一樣”，其含水量和人體組織相當(dāng)，同時(shí)在機(jī)械性質(zhì)上也能做到和人體組織差不多，甚至優(yōu)于人本身的組織。李劍宇解釋稱，上述提到的應(yīng)用場(chǎng)景：具有活性的止血材料、生物膠水和修復(fù)關(guān)節(jié)軟骨的生物材料，其共同點(diǎn)是其涉及到的組織都是人體軟組織，硬度較低的同時(shí)還富含水。他希望未來的生物醫(yī)學(xué)材料，不但能夠取代手術(shù)縫合線來修復(fù)傷口，而且能像假牙修復(fù)牙齒一樣，安全高效地修復(fù)關(guān)節(jié)軟骨和椎間盤等各類軟組織。

李劍宇最早在浙江大學(xué)讀本科時(shí)專業(yè)是材料與工程，而在美國(guó)哈佛大學(xué)修讀博士時(shí)，研究方向則更加側(cè)重材料力學(xué)。再到博士后階段，李劍宇的研究方向則進(jìn)入到了生物材料和生物工程領(lǐng)域，其個(gè)人的獨(dú)特求學(xué)過程，讓他擁有一個(gè)跨學(xué)科交叉的背景。而在研究工作中，這一背景也讓他能以一種非傳統(tǒng)的角度和方法開發(fā)新材料，比如從仿生的理念出發(fā)，研究生物組織本身的性質(zhì)，再結(jié)合多學(xué)科交叉的方式打造新的材料，重塑生物組織本身的性質(zhì)，滿足實(shí)際生物醫(yī)療需求。

在李劍宇看來，從開始博士生涯到如今的9 年時(shí)間，他的研究工作從最早的基礎(chǔ)研究到如今正一步一步接近最終的實(shí)際應(yīng)用。在9 年前，李劍宇還認(rèn)為這僅僅是一個(gè)傳統(tǒng)的科研工作，而隨著后來的論文產(chǎn)出、成功申請(qǐng)專利等進(jìn)展，研究工作的正向推進(jìn)，讓李劍宇逐漸看到了將這項(xiàng)技術(shù)直接用于患者治療的巨大潛力。

目前，李劍宇團(tuán)隊(duì)專注于這些新型生物材料的優(yōu)化和臨床前測(cè)試，下一個(gè)里程碑目標(biāo)是將該材料技術(shù)推向臨床轉(zhuǎn)化和商業(yè)應(yīng)用。(摘自美《深科技》)