
章培標,男,博士,研究員,博士生導師,課題組長。1999年于白求恩醫科大學獲醫學碩士學位。2003年獲吉林大學理學博士學位。2003-2005年為中國科學院長春應用化學研究所化學博士后,出站后留所工作,被聘為副研究員,在高分子物理與化學國家重點實驗室從事醫用高分子和組織工程研究。2009年轉入中國科學院生態環境高分子材料重點實驗室。2010年4月~10月為日本理化學研究所(RIKEN)訪問學者,從事高分子表面處理研究。2012為中國科學院長春應用化學研究所研究員。2014年開始擔任再生醫學材料課題組組長。近20年來在高分子改性、組織工程、藥物釋放和醫學應用等方面進行了較深入研究,研究成果發表于Biomaterials、Biomacromolecules等國際知名刊物,共發表科技論文140余篇,其中SCI論文120篇,申請專利44項,授權專利32項。分別于2007年、2011年和2021年獲“吉林省科學技術進步一等獎”2項和“吉林省自然科學二等獎”1項。主持科技部國家“863”計劃和國際合作專項各1項,主持國家自然科學基金面上項目6項,吉林省“雙十”重大科技攻關計劃1項,CAS-JSPS共同研究資助項目1項,JD后勤開放重點項目1項,以及其它省市科技發展項目20余項,共獲項目經費達2000多萬。主導成立了中科院長春應化所“再生醫學材料聯合研究中心”(2017-),河南匯博醫療-中科院長春應化所"創傷修復材料與再生醫學研發中心"(2016-),吉林大學中日聯誼醫院-中科院長春應化所"骨科生物材料工程研究中心"(2015-),中科院長春應化所-眾健興通(長春)- “再生醫學材料聯合研究中心”,分別擔任中心主任或副主任。2021年8月于長春新區主導成立成果轉化企業-吉林省中科康的科技有限公司,推動可降解高分子、重組生長因子、細胞微載體以及植入材料和器械的成果轉化,部分產品正在商業化推廣。研發生產的高純度聚合物原料(如PLA、PGA、PCL和PLGA、PGCL、PLCL等)、重組生長因子(bFGF、EGF、IGF-1、NGF等)和細胞微載體(如明膠微載體、殼聚糖微載體、葡聚糖微載體、PLGA微載體等)數百個品種和規格產品已經在公司官網和淘寶網上市銷售(見淘寶店鋪“中科康的生物試劑”)。目前為中國生物醫學工程學會組織工程與再生醫學分會(2019-)、中國復合材料學會生物醫用復合材料分會(2024-)、中國生物材料學會生物復合材料分會(2023-)副主任委員,吉林省藥學會生物制品專業委員會常務委員(2023-),歷任中華損傷與修復雜志(電子版)-編委(2006-)、特約編委(2010-)和通訊編委(2016-)。
主要領域與成果
1、新材料設計、合成和改性
從醫學應用的需求出發,設計、合成和制備再生醫學相關新材料和新產品。具體策略是:1)采用生物合成方法,仿生制備有利于細胞生長分化和組織再生的生物活性大分子,如體外重組生長因子、人工膠原分子及其它活性多肽;2)將生物活性分子與天然或合成高分子進行接枝或共聚,制備具有特定功能的新型生物降解高分子材料;3)采用原位聚合或接枝改性方法,對無機功能粒子進行表面修飾改性,提高材料的生物相容性和生物活性; 4)根據天然組織的成分、組成和結構,開發材料復合的新技術和新工藝,制備具有仿生組分和結構的醫學新材料。
2.材料界面與組織細胞的作用關系和機制
生物材料植入后與機體的相互作用關系主要發生于材料表面界面。眾多研究表明,材料表面界面的物理或化學性質是影響細胞行為和組織再生的關鍵因素。因此,體外或體內研究生物材料的表面界面性質與細胞、組織的相互作用關系及分子機制,對醫用高分子的設計與改性,改善材料的生物相容性和生物活性,提高材料的組織再生能力具有重要的研究與應用價值。我們通過建立相應的材料學和生物學研究方法,從分子、亞細胞、細胞和整體等不同水平研究不同表面界面性質的材料對細胞行為和功能的影響,評估材料的生物相容性和生物活性,探索其相互作用的分子機制,為新材料的設計、改性及其在組織工程和再生醫學中的應用提供科學依據;同時,通過施加電磁信號、光信號和力學刺激,研究材料表面細胞的生物學效應和機制;也為胚胎或成體干細胞的分化誘導機制研究提供平臺。



Human condrocytes /rabbit osteoblasts grew on the surfaces of g-HAP/PLGA nanocomposites (Biomaterials, 2005,26, 6296-304; Acta Biomaterialia 2009;5:2680-9)


RGD conjugates for cell adhesion and bone tissue engineering (Biomacromolecules 2011; 12 (7): 2667-80 )
3. 組織工程支架
生物材料在組織工程和再生醫學中的應用,除與材料的生物降解性、生物相容性和生物活性有關,還與材料的形狀、孔隙結構、表面形貌和機械性能等因素有關。我們針對不同組織修復的需要,開發了靜電紡絲、溶液或熔融離心紡絲、溶液澆鑄/粒子瀝濾、模壓鑄型/粒子瀝濾和熱致相分離等加工方法和工藝,制備出了納米、亞微米和微米級的纖維支架,以及不同孔尺寸、孔隙率和孔隙結構的組織工程多孔支架。同時,逐步深入開發超臨界CO2氣體發泡制備組織工程支架的新技術和新工藝,采用物理或化學方法對支架或器件進行表面改性,改善支架材料的微觀結構和表面性質,提高材料的藥物擔載能力和組織再生引導能力。目前在這一方面工作,我們已經申請了發明專利15項,授權3項。

Biomaterials, 2009, 30, 58-70; Acta Biomaterialia 2009;5:2680-9

Chin J Polym Sci 2011; 29(2):215-22

(中國專利,申請號:200910265393.8)
4. 藥物控制釋放與組織再生.
重組生長因子的應用是增強組織或器官再生能力的關鍵技術之一。臨床上常用于患處直接注射,但由于重組蛋白質在常溫或體溫下的不穩定性,時效短,費用高,使其應用受到限制。以介孔羥基磷灰石、高分子納米微球或組織工程支架作為載體,將生長因子或基因、及其它活性藥物靶向地輸送至損傷局部并實現控制釋放,直接刺激病體內病損組織的修復與再生,是組織工程和再生醫學的重要研究內容。
我們在(1)介孔納米羥基磷灰石的制備與蛋白藥物擔載;(2)PLA微球的制備與MSM的控制釋放;(3)骨形態蛋白-4(BMP-4)開關基因的構建及安全應用等方面進行了積極探索。
同時,采用基因工程或固相合成技術,設計制備了多種具有特異或高度粘附能力的生長因子或多肽,如含膠原特異結合基團的cb-FGF,cBMP-2和含貽貝粘附分子的IGF-1等,以增強活性蛋白或多肽與材料的結合能力,提高材料的生物活性和智能性。

Materials Science & Engineering C 2015, 46: 158-165,IF: 2.409
RSC Advances, 2015, 2015, 5, 96725 – 96732
5、電/磁信號與生物應答
在胚胎發生和組織修復過程中,器官的形成與組織的再生,通常表現為細胞的生長、遷移、分化和基質分泌等諸多行為改變。生命活動中的這些細胞行為均與信號傳導有關。雖然化學信號是細胞與細胞之間信息傳遞的主要形式,但胞內和胞間的電信號傳導是影響細胞行為的重要因素。聚苯胺等導電高分子由于其特有的導電性和電化學活性,不僅在生物傳感器、神經探針、藥物釋放的調節器、引發器以及自氧化劑等生物醫學方面具有潛在的用途,眾多研究表明還可作為組織誘導材料促進細胞生長、分化和誘導組織再生。
我們的興趣是設計合成系列具有導電性、電活性或電磁響應性的生物降解高分子材料及納米雜化材料;通過施加外源電/磁信號,研究電/磁響應性智能生物材料對干細胞的行為和功能影響,揭示生物電/磁信號影響干細胞定向生長分化的規律和分子機制,探索電/磁信號刺激治療技術在神經、心肌和骨骼等組織再生中的作用,促進導電高分子智能生物材料或電/磁響應性雜化材料的應用與發展。
Rat C6 glioma cells /neuronal pheochromocytoma PC-12 cells /grew and differentiated on conductive polymer PLAAP and AP-c-CS ( Biomaterials 2007,28:1741–1751; Biomacromolecules 2008, 9, 850-8; 2637-44)
6. 可植入醫療器械產品的研發
1)生物降解納米復合材料與骨科器件
傳統的骨科植入與固定材料主要以金屬和陶瓷材料為主,由于缺乏生物降解性,多數情況下需要二次手術取出,增加患者痛苦和醫療負擔。因此,發展生物可吸收的人工骨材料與器件,可以避免二次手術,減輕患者的痛苦與醫療費用,對于促進骨外科臨床技術的變革具有重要意義。我們采用生物相容性好的聚乳酸(PLA)等生物降解高分子作為基體材料,通過與羥基磷灰石、生物玻璃等無機納米粒子共混復合制備納米增強型高分子復合材料,開發相應的加工方法和工藝,制備一定形狀和結構的可吸收人工骨材料和固定融合器件,以滿足臨床骨科缺損修復和固定融合的治療需要。在此基礎上,設計制備具有X線或核磁影像增強效應的無機納米粒子,開發體內可示蹤和降解可控的骨科功能復合材料。目前,開發的部分材料與器件在動物試驗中取得了良好的修復效果,接近臨床應用的水平, 正在進行臨床申報和成果轉化。

Biomaterials, 2009, 30, 58-70,IF: 8.312

Biomacromolecules 2011; 12 (7): 2667-80

2)高分子創面敷料與人工皮膚。
大面積燒燙傷后的創面治療一直是臨床上的難題。為避免感染和水分丟失導致患者休克,甚至死亡,需要及時進行創面覆蓋和皮膚移植。自體皮雖然理想但來源有限,異體或異種皮往往存在免疫排斥或傳播疾病的風險。我們的研究目標是通過仿生設計,開發一定的加工工藝,將高分子水凝膠和生物降解高分子相結合,制備具有仿生結構的復合型創面敷料或人工皮膚;同時,引入納米銀或含銀化合物,使其具備抗感染功能,以滿足各種類型創面覆蓋的需要。在此基礎上,通過種植自體或胚胎來源的表皮細胞和真皮成纖維細胞,發展具有活細胞成分的組織工程皮膚產品。該技術和產品已經申請相關發明專利4項。
3)可吸收醫用棉。
臨床上傳統醫用棉均來自于棉花,屬植物纖維。這些材料一旦遺留體內會引起嚴重的異物反應,給病人造成痛苦。我們通過自行研制裝置和開發相應的加工工藝,將生物降解的醫用聚乳酸(PLA)等聚酯材料制備成仿生的可吸收無紡棉纖維,并通過表面處理技術,使其親水性增強。該纖維可以編織成各種制品,還可以擔載各種治療藥物,形成不同臨床用途的產品,如具有促凝、抗凝、抗感染或促進組織再生等作用的產品,臨床應用廣,市場需求大,工藝簡單。已經獲得實用新型專利1項,申請和公開相關發明專利2項。
4)生物降解細胞微載體。
應用細胞微載體和生物反應器進行細胞大規模培養,是未來制藥業、生物制品行業、和干細胞保存與應用領域的關鍵技術。通常微載體只是為細胞生長提供依附界面,相對于培養瓶的2D培養,這種3D懸浮培養方式可極大地提高蛋白藥物、生物制品或者干細胞的生產效率。在干細胞領域,采用生物可降解材料制備的微載體,可避免酶消化過程對細胞的損傷,將干細胞/微載體培養物直接經注射或與水凝膠、組織工程支架結合應用于體內。課題組采用天然或合成可吸收高分子,開發了系列大小均一、尺寸可控的生物降解微載體,并申請了相關專利。這些微載體經過特異的表面修飾,適合用于不同干細胞的生長和分化誘導,為未來干細胞的臨床應用提供新的途徑,具有廣闊的產業化前景。
Macromol Biosci. 2015,15(8):1070-80