科创中国

电信号引入生物医用材料领域，阐明了生物材料电信号介导细胞离子通道/离子活性以促进组织再生修复机制，设计并构建用于促进骨整合、脊髓神经再生修复以及抗菌抗肿瘤功能的系列电活性生物材料：（1）发现材料表面电信号调控细胞行为以及离子通道的活性，研制出纳米级动态调控类细胞膜离子通道材料；（2）创新发展仿骨微区本征电场异质结电活性生物材料，通过表面微米级和纳米级微区电场精确调控，提高了新骨组织生长速率；（3）研发了本征导电电活性水凝胶材料，以适配脊髓组织机械性能和导电性能，通过仿神经电学微环境促进了神经轴突生长，为脊髓神经再生修复提供了新的可能途径；（4）开发了抗菌、抗肿瘤的力-电响应电活性生物材料，揭示了内建电场对选择性骨肿瘤治疗和骨组织再生的重要性，为设计高性能抗菌生物材料提供了新视角。在此基础上首次提出了具有原创性的“电活性生物材料”的新概念，丰富生物材料理论体系，对新一代生物材料的发展做有原创性贡献。

观点创新性：项目提出了“电活性生物材料”的定义，突出了其与细胞生物电信号和宿主组织之间的交互作用。这一定义不仅界定了电活性生物材料的特性，还阐明了其在组织再生和与宿主组织的沟通中的关键作用。这一观点为电活性生物材料领域的研究提供了清晰的方向和框架。理论创新性：研究实现了对电活性材料和类电压门控离子通道的精确操控，揭示了生物材料电信号介导细胞离子通道/离子活性以促进组织再生修复机制。这一理论基础不仅有助于解释电活性生物材料的生物学效应，还为新型电活性生物材料的设计和制备提供了指导原理。方法创新性：通过提出仿骨组织电信号特征的骨植入体设计原理，以及持续电信号响应微环境的构建，揭示了材料电信号介导干细胞成骨分化机理，这为改进骨植入材料的成骨活性提供了新途径。同时，电活性生物材料的应用于促进神经生长和血管生成，以及电学性质调控细菌和肿瘤细胞稳态以实现杀菌/抗肿瘤，为生物医学领域的新策略和方法，有望推动医学和生物工程领域的研究和应用。

电活性生物材料的应用可以帮助修复受损病变组织，如神经组织、骨骼组织修复和感染和肿瘤病变治疗。这将提高患者的生活质量，减轻残疾人口的负担。同时，有助于提高医疗诊断的准确性和治疗的有效性，从而降低医疗成本。相关研究和应用可以催生新的产业链，包括生物材料制备、医疗设备制造、生物电子传感技术、生物医药等领域。有望为国家的经济发展和医疗保健领域的进步带来重要的贡献，同时改善了社会的整体生活质量。

项目负责人为华南理工大学宁成云教授，宁成云教授长期从事电活性生物材料基础应用研究，主持国家自然科学基金重点项目、科技部国家重点研发计划课题等，在Prog. Mater. Sci., Prog. Polym. Sci., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Funct. Mater., ACS Nano等材料领域的国际知名学术期刊发表论文250余篇，出版学术专著2部，授权国家发明专利50余件，获省部级奖2项。团队成员包括：华南理工大学于鹏副研究员，广州医科大学周蕾教授，北京积水潭医院北京市创伤骨科研究所骨生物材料及组织工程研究室陈大福主任，中国科学院理化技术研究所副研究员周亚红，华南理工大学博士后，王珍高副研究员，华南理工大学博士后翟锦霞，广东工业大学谭帼馨教授，华南理工大学国家人体组织功能重建工程技术研究中心邓春林教授，中国科学院深圳先进技术研究院廖景文研究员，华南理工大学硕士黄晓。

电活性生物材料在医疗和健康领域的应用对国民经济和社会有着显著的影响。它可以改善医疗诊断、治疗和康复，降低医疗成本，提高人民的健康水平，与国家的医疗健康战略密切相关。电活性生物材料在组织修复和再生医学中有着巨大潜力。它们可以用来培育和引导细胞生长，促进组织再生。例如，电活性生物材料可用于修复受损的神经组织和骨骼组织，有助于治疗神经系统疾病和骨缺损等。综合来看，电活性生物材料与医疗和健康领域之间的联系非常密切，它们有望改善医疗治疗，提高人们的生活质量，降低医疗成本，对于国家的医疗健康战略具有重要的战略意义。

由华南理工大学宁成云教授开发的电活性生物材料构建原理及其促组织修复机制可采用的合作方式包括：技术服务、技术转让与合作开发。

具体合作细节由双方协商确定。