2026年5月9日,WilliamHILL中国生物医学工程与健康学院成功举办了第1146期研究生学术论坛暨生物医学工程与健康学院第5期山海论坛。本次论坛由生物医学工程与健康学院承办,杨红军、徐超、董献振老师担任轮值老师,学院研究生金运杰、杨一如、温春琳三位同学分别聚焦生物医学材料与高分子复合材料领域展开汇报,全方位展现了学院在生物材料科学领域的创新突破与科研实力,为师生搭建了高质量的学术交流与成果转化平台。
杨一如同学在杨红军老师指导下,围绕《Poly(Citric Acid) Bidirectional Regulator: Coordinating Iron Homeostasis to Suppress Stress Responses and Boosting Mitochondrial Bioenergetics for Enhanced Nerve Repair》这一课题方向,对相关文献及领域研究进展进行了系统汇报。周围神经损伤后,局部微环境常出现铁代谢失衡,过量亚铁离子(Fe²⁺)通过芬顿反应产生活性氧(ROS),诱导线粒体功能障碍与内质网应激,严重阻碍轴突再生,这也是传统神经导管修复效果普遍不理想的核心瓶颈。针对该难题,文献报道了一种创新的复合导管修复体系:以负载聚柠檬酸(PCA)的明胶-硫辛酸微凝胶水凝胶填充定向静电纺丝纤维导管,利用PCA分子链上丰富的羧基高效螯合损伤部位的过量Fe²⁺,从源头抑制芬顿反应、降低氧化应激水平,同时减轻线粒体膜电位崩溃和内质网应激标志蛋白的表达。动物坐骨神经损伤模型结果显示,PCA功能化导管可显著降低损伤局部Fe²⁺含量与丙二醛水平,提升超氧化物歧化酶活性;再生轴突数量增多、髓鞘增厚,神经传导速度与复合肌肉动作电位幅值明显恢复,同时促进了新生血管形成,营造有利的再生微环境。杨一如同学进一步拓展汇报了调控铁稳态与能量代谢用于神经修复的相关进展,包括去铁胺等其他铁螯合剂的策略、抗氧化水凝胶的设计。她指出,将PCA这种兼具铁离子调控与代谢调节功能的生物活性分子引入神经导管,有效解决了传统导管修复效果有限的问题,且“双向调节”理念有望推广至脊髓损伤及其他氧化应激相关疾病的治疗材料设计中。汇报内容详实、逻辑清晰,充分体现了对该前沿方向的深入理解。


温春琳同学于杨红军、徐超老师的指导下,汇报了题为《Fabrication and Characterization of a Hierarchical High-Performance Artificial Ligament》的研究工作。针对前交叉韧带(ACL)损伤修复中传统移植物存在愈合不良、力学匹配不足及长期功能性衰退等临床难题,该团队创新性地设计并制备了一种具有分级结构的高性能人工韧带。该韧带集成仿生螺旋编织结构、生物相容性高分子基质及取向纳米纤维界面修饰,实现了优异的力学强度、抗疲劳性能及宿主组织整合能力。通过合理调控内部纤维排列与孔隙结构,该人工韧带在体外表现出类似天然韧带的非线性多阶段拉伸行为,并在细胞培养中促进了韧带相关成纤维细胞的黏附、增殖与胶原沉积。动物实验结果显示,在鼠前交叉韧带重建模型中,该人工韧带可显著促进新生组织长入、形成定向胶原排列并实现良好的骨隧道愈合,功能恢复接近自体韧带水平,同时避免了传统移植物常见的滑膜炎与囊肿形成。该研究为高性能人工韧带的工程化设计与临床应用提供了一种新策略,也在单一材料体系中实现了力学仿生与组织再生的协同。汇报内容详实、逻辑清晰,充分体现了对该课题的深入理解。
金运杰同学在杨红军、徐超老师指导下,汇报了《Fabrication and Performance Study of Degradable Stimulators》。针对全球范围内周围神经损伤修复中电刺激疗法虽有疗效但临床转化受限的问题,例如有线植入物带来感染风险、长期适应性差且缺乏动态功能评估工具等挑战,团队创新性地研制了一种可降解神经刺激器。该系统集成了电极、神经导管及导电水凝胶纤维互连件,形成与再生坐骨神经紧密耦合的一体化植入式电子器件。通过外部发射电极与植入接收电极间的耦合效应,可实现无需经皮导线、植入电池或刚性电源模块的神经电刺激。同时,同一器件架构还支持复合神经动作电位的监测,能够对同一动物体内的神经再生进程进行动态评估。该神经刺激器兼具各向异性机械顺应性、稳定的电化学性能及生理环境下的高效信号传导能力,既利于神经再生又保障器件稳定工作。动物实验表明,在大鼠坐骨神经缺损模型中,可显著促进轴突再生、髓鞘形成、血管新生、肌肉再神经支配及运动功能恢复,多项效果接近自体移植水平;其纵向电生理信号监测所获得的再生轨迹与传统有线测量结果一致,且避免了反复暴露神经的操作。该工作为周围神经损伤修复建立了一种可降解的智能神经电刺激器,并为在同一植入式电子器件中集成治疗与监测提供了新策略。
此次系列学术论坛的举办,不仅集中展示了学院研究生在生物医学科学多个细分领域的创新成果,更促进了前沿技术的碰撞融合与跨学科交流。未来,生物医学工程与健康学院将持续完善学术交流平台建设,推动科研成果与产业需求深度对接,鼓励研究生聚焦行业痛点开展创新性研究,为生物医用材料科学领域高质量发展注入更多青春智慧与力量。