[00372178]有机无机杂化策略设计构筑多功能生物医用材料

该项目属于“材料科学”学科。 近年来随着癌症、细菌感染等疾病致死率逐年上升，其诊断、治疗、修复用生物医用材料需求迫切。而人工合成的单元生物材料往往随构筑体尺度增大结构与功能双下降，面临品种少、功效弱、临床应用不足等挑战。因此如何借鉴生命体自下而上组装形式，将有机/无机单元材料功能转变为宏观材料性能，并构建多功能生物医用材料是当今面临的重大科学难题。 该团队自2003年以来，在“863”计划、国家自然科学基金等项目持续资助下，致力于将分子尺度单元功能传递到宏观材料性能系统研究，发现在1-100纳米尺度通过次价键调控功能单元，可实现功能的传递甚至放大，由此提出了介观尺度下的介质诱导，即“介导”新概念。基于该学术思想，建立了有机介导、无机介导和外场诱导“三导”杂化策略，通过自下而上、多级结构构筑发展了多尺度、多维度、多功能杂化生物医用材料，实现了其结构与功能双提升，取得了一系列原创性成果。具体如下： （1）提出了有机介导新机理。发现了高分子结构导向子的限域空间与配位还原效应，诱导组装功能性无机纳米颗粒，发展了一系列功能增强的金、银、铋基CT成像剂和金属氧化物、硫化物等高效低毒癌症光热治疗剂。 （2）发展了无机介导新机制。发现了无机结构导向子的次价键集合效应，进一步基于有机链结构调控构筑高强智能湿软材料，制备了系列组织修复用纳米杂化水凝胶，应用于三叉神经阻隔片、温敏载药微胶囊等，临床应用前景广阔。 （3）建立了外场诱导新方法。发展了基于结构子和功能子的宏观构筑、多场耦合而诱导成纤技术，实现了小分子药物在宏观纤维中的高负载、慢释放，开发了系列杂化抗菌纤维及产品，建立了杂化纤维成形过程两相动力学模型，进一步阐明了杂化医用纤维药物释放动力学。 共发表SCI论文100余篇，其中ESI高被引22篇，他引7000余次。8篇代表性论文他引1494次，4篇入选ESI高被引，被Science、Nature、Chem.Rev.国际顶尖学术期刊引用。 项目团队与全球30余家科研机构展开合作，推动了杂化材料在生物医学领域的基础和应用研究。完成单位2003年设立全国首个杂化材料博士点，并支撑了纤维材料改性国家重点实验室发展。完成人做大会及邀请报告100余次，获授权发明专利50余件，并与军事科学院等联合进行抗菌材料开发与应用，取得了良好的社会经济效益。项目执行期间，第一完成人承担国家杰出青年基金项目，获聘长江学者特聘教授，获首届“全国创新争先”奖状，入选科技部和教育部创新团队。第二和第四完成人多次入选科眷唯安发布的”全球高被引科学家"。