为助力山东第一医科大学新医科建设，营造开放、融合、创新的学术氛围，推动构建“医学+X”多学科交叉融合平台和机制，医学人工智能与大数据学院将举办“智能医学讲堂”系列学术讲座，邀请海内外交叉学科专家学者、青年才俊、产业精英，来校报告交流，介绍学科前沿动态，分享嘉宾科研历程，传授产业转化经验，以期为广大师生员工和业界同仁带来启发。

智能医用材料青年学者沙龙

时间：2021年12月3日上午8:30-12:00

地点：山东第一医科大学医学人工智能与

大数据学院A204

主办：医学人工智能与大数据学院

校（院）欧美同学会（留学人员联谊会）

拟邀请报告嘉宾

柴人杰	建立神经干细胞移植和人工耳蜗植入相结合的新综合技术体系的研究
赵远锦	仿生器官芯片研究

李晨蔚	石墨烯气凝胶的功能化设计与制备
许铎	拓扑优化的三周期极小曲面点阵结构的骨替代材料研发
赵鹏	铁基纳米材料及其应用

窦金河	可降解生物医用镁合金涂层的构建及其生物相容性的研究
孙娜	软体机器人技术及其在生物医疗中的潜在应用
栗周	医用金属材料热力学数据库的开发及其与机器学习技术的结合

 

报告摘要 & 人物简介

 

柴人杰

建立神经干细胞移植和人工耳蜗植入相结合的新综合技术体系的研究

 

听力障碍是一种常见的耳科疾病。根据WHO统计2005年全球听力障碍人数为2.78亿，占全球人口的4.6%。2006年我国国家统计局公布的调查数据显示，全国耳聋人数为2780万，占全部残疾人总数的四分之一，居残疾人总数第二位。耳聋已成为影响社会政治和经济的全球性健康问题，耳蜗毛细胞和螺旋神经元的不可逆损伤是造成感音神经性聋的核心原因，成年哺乳动物的耳蜗毛细胞和螺旋神经元细胞在受损缺失后不能自发再生从而恢复正常的功能。

目前临床上常用的人工耳蜗植入是目前临床应用最广、最有效的现代康复技术之一。人工耳蜗是一种为重度、极重度、甚至全聋的成人及小儿恢复或获得听力的一种电子装置，该装置能把声音信号转变为电信号直接刺激螺旋神经细胞及听神经纤维，可以不依赖毛细胞产生听觉。作为唯一能使全聋病人恢复听觉言语交流能力的医学装置，自从八十年代中期美国FDA批准首例人工耳蜗植入之后，目前全球超过30万患者接受了人工耳蜗移植手术。但人工耳蜗能否产生令患者满意的言语分辨能力完全依赖于残存的螺旋神经元，功能性螺旋神经元数量不足是影响人工耳蜗植入效果的重大医学难题。因此，如何使螺旋神经元在损伤和丢失后修复和再生，是近年来听觉领域研究的重点，而以干细胞为核心的再生医学为我们提供了一个充满希望的解决方案。

石墨烯被证明可以作为一种良好的神经界面材料，能显著促进神经干细胞再生神经元，促进新生神经元神经突的生长以及功能成熟。同时石墨烯具有良好的导电特性，而电刺激对以电生理活动为特征的螺旋神经元的发育成熟也是必须的，因此通过石墨烯做为支架能显著促进神经干细胞分化为螺旋神经元。我们课题组和南京鼓楼医院耳鼻喉科主任高下教授合作，利用具有良好神经界面效应和导电特性的纳米材料石墨烯做为神经干细胞移植的支架，结合人工耳蜗的电刺激来显著促进螺旋神经元的再生和功能的成熟；进而建立把神经干细胞治疗和人工耳蜗植入有机结合的新临床综合技术体系，为优化人工耳蜗植入患者听觉言语功能康复奠定理论和实验基础。

 

个人简介

柴人杰，东南大学首席教授、二级教授，东南大学生命健康高等研究院执行院长、生命科学与技术学院副院长；教育部长江学者特聘教授，国家重点研发计划首席科学家，青年千人，国家优青。现任中国生物物理学会听觉分会会长；中国生理学会干细胞生理专委会副主委、候任主委；中国听基会基础研究专委会主委, ESCI期刊American Journal of Stem Cells执行主编。长期致力于神经元和内耳毛细胞的再生和保护研究，近5年在Cell，NC等期刊发表通讯作者论文92篇（总影响因子706.5，其中IF>30分2篇，IF 10-30分18篇, IF 8-10分7篇），其中4篇论文被Faculty1000列为推荐文章，1篇论文入选Cell正刊年度最佳论文，8篇论文入选了ESI高被引论文，2篇论文入选热点论文，总他引4200余次，h-index 39；先后获江苏省青年科技奖，教育部自然科学一等奖，江苏省医学科技奖一等奖，上海市技术发明一等奖， 江苏省科技进步三等奖，树兰医学青年奖和江苏省青年十大科技之星等奖励。

 

赵远锦

仿生器官芯片研究

 

个人简介

赵远锦，教授，博导，科技部重点专项首席科学家，国家“万人计划”科技领军人才，国家优青，英国皇家化学会(RSC) Fellow。受聘为 Engineered Regeneration 主编，中国科协旗舰刊 Research、工程院院刊 Engineering、中科院 Science Bulletin、Bioactive Materials 、 Advanced Materials Technology、Science China-Materials、 Bio-Design and Manufacturing 、 Smart Materials in Medicine 等权威期刊副主编或编委。

于 2006 年获得东南大学临床医学学士学位；2009 年到 2010 年到哈佛大学 DavidA. Weitz 教授（美国三院院士）团队学习；2011 年毕业于东南大学，获生物医学工程（工学）博士学位。2012 年破格晋升为副研究员；2013 年入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”、江苏省“六大人才高峰”资助计划；2014 年获“江苏省杰出青年基金”；2015 年破格晋升为研究员、特聘教授，获“国家优秀青年基金”、“中国化学会青年化学奖”；2016 年入选“江苏省 333 高层次人才培养工程”；2017 年入选“中国新锐科技人物”；2018 年入选英国皇家化学会(RSC)的 Fellow、科技部中青年科技领军人才；2019 年入选国家“万人计划”科技创新领军人才；2020 年获科技部“合成生物学”重点专项支持（首席科学家）、并获“军队科学技术进步奖一等奖”；2021 年获“中国化学会-赢创化学创新奖-杰出青年科学家”。

现在的主要研究方向包括人造器官与器官芯片、仿生智能医用材料及装备等。已发表 SCI 论文 310 余篇，IF 之和大于 3600，其中 160 余篇 IF 大于 10，被引用 12300余次（H 因子为 57）；第一作者/通讯作者论文包括 7 篇 Nature / Science 子刊、6 篇 PNAS、4 篇 IF 大于 50、以及 21 篇 IF 大于 30 的论文等；研究成果共申请专利200 余项，获授权 60 余项。

李晨蔚

石墨烯气凝胶的功能化设计与制备

 

近年来，我们基于二维石墨烯，构建了一系列三维石墨烯复合气凝胶。比如：在高力学石墨烯气凝胶方面：1）利用聚合物辅助构建了低密度、可常压干燥的石墨烯气凝胶；2）以三聚氰胺泡沫为可牺牲骨架，得到可塑形的超回弹石墨烯气凝胶；3）基于具有均匀孔结构的石墨烯气凝胶，通过高温退火可控制备了超回弹石墨烯气凝胶。

我们以石墨烯气凝胶为基体，制备了一系列功能性石墨烯复合气凝胶，用于可压缩/柔性超级电容器、柔性传感器和吸附材料、热电响应形状记忆材料。通过掺杂和引入光热高分子，分别制备了纳米纤维素/石墨烯复合气凝胶、氮掺杂石墨烯气凝胶和双层聚合物泡沫用于高效太阳能蒸发水，并初步探讨了蒸发性能的增强机理。

 

个人简介

李晨蔚，2016年7月获中国科学院化学研究所博士学位，导师为刘琛阳研究员。2016年8月-2021年6月在青岛大学材料学院工作。2021年7月进入山东第一医科大学化学与制药工程学院工作，入驻济南校区医学科技创新中心，并组建“石墨烯复合材料功能化”研究团队。目前主要从事高力学性能石墨烯气凝胶的制备以及石墨烯复合气凝胶功能化研究。以第一作者或者通讯作者在Advanced Materials、Advanced Functional Materials、Nano Energy、Journal of Materials Chemistry A等杂志上发表SCI论文十余篇。主持国家自然科学基金青年项目、中国博士后科学基金面上项目、山东省自然科学基金博士基金项目、山东第一医科大学拔尖人才项目等7项。

许铎

拓扑优化的三周期极小曲面点阵结构的骨替代材料的研发

 

多孔骨替代材料在肿瘤大段切除、人工关节翻修垫块、椎体全切/次全切术等领域应用量逐年攀升。但是，目前应用的多孔骨替代材料的存在较多问题，如：比表面积低、疲劳性能较差、弹性模量较高，最终导致无法与骨形成良好的匹配，从而影响其骨整合效果。我们的前期研究发现，与传统桁架点阵结构相比，三周期极小曲面（TPMS）多孔点阵结构在相同孔隙率下，具有更高的比表面积，更出色疲劳性能与更低的弹性模量，能够显著提升骨整合效果。但如何优化结构使其兼具良好的力学性能与优异的生物相容性则需要进一步探索。本研究拟通过开发TPMS多孔结构参数化设计软件，并结合金属3D打印技术，制备多种均一及梯度结构，对支架的组织形态、疲劳性能、机械性能、弹性模量进行检测。同时，对其进行体内、外生物相容性表征验证，探索符合人体生物力学及体内应用的支架优化方案，为后续TPMS多孔结构在骨替代方向的应用进一步研究奠定了坚实基础。

 

个人简介

许铎，副教授，外科学博士，于哈佛大学-麻省总医院进行博士联合培养。2021年9月入职山东第一医科大学生物医学科学学院。主要研究方向为无机金属材料及支架的开发与应用。现已获得国家发明专利3项，国家级计算机软件著作权1项。以第一作者于Journal of Materials Science & Technology（1区，IF = 8）、Materials & Design（1区，IF = 8）各发表论文一篇；以第一作者于ACS Applied Biomaterials发表论文一篇；以第一作者于国内外科顶级核心期刊《中华外科杂志》发表论文一篇。

 

赵鹏

铁基纳米材料及其应用

 

铁基纳米材料是在生物医学中应用最广的纳米材料之一，如药物递送、免疫检测、磁热疗、肿瘤免疫调节、MRI造影、模拟酶检测、干细胞标记等等。但单核巨噬细胞对纳米材料的清楚作用是铁基材料体内应用面临的问题，严重制约纳米材料的体内应用。常规的材料表面改性如PEG修饰等在一定程度上减低细胞与材料发生内吞，但不足以有效的选择性抑制巨噬细胞对纳米材料的内吞作用。MIM蛋白是巨噬细胞中特异性高表达的内吞相关蛋白，通过对MIM与巨噬细胞内吞机制的研究，可针对MIM内吞的机制构建MIM抑制剂来修饰铁基纳米材料表面，可以达到选择性抑制巨噬细胞内吞的效果，从而起到体内长循环的效果。

 

个人简介

赵鹏，2019年于东南大学生物科学与医学工程学院获生物医学工程博士学位，同年加入山东第一医科大学放射学院医学工程学教研室从事教学科研工作。主要研究重点在生物医学金属纳米材料的可控制备与表征，纳米材料及器件的生物效应及安全性评价，纳米粒子与细胞及亚细胞器相互作用的方式和特点，开发具有多模态的影像诊疗手段，发展面向临床诊疗的纳米生物医学技术。先后在BBA-General Subjects, Microchimica Acta, Biomaterials, Cancer Biology & Medicine, Talanta等杂志发表文章16篇。

 

窦金河

可降解生物医用镁合金涂层的构建及其生物相容性的研究

 

镁基可降解材料作为骨植入体材料具有广阔的临床应用前景，但其降解过程的不可控性制约了其在临床上的应用。本研究在新型镁合金表面通过多元化改性技术进行复合涂层的设计与制备，并对其降解行为进行研究，实现对其降解过程的有效控制。通过成分设计和工艺优化，制备新型镁合金，综合利用微弧氧化、溶胶 凝胶、高分子成膜等改性技术对镁合金表面进行复合改性。本课题主要研究电解液组分及电参数对涂层性能的影响机理以及涂层的形成、生长机制，探讨高分子成膜工艺对复合涂层耐蚀性能的影响。通过体外浸泡及电化学试验探讨复合涂层在模拟体液中的腐蚀发展过程及其电化学耐蚀机理，基于体外成骨细胞实验及动物体内降解试验过程中的Micro CT扫描图象和体外降解数据，建立镁基可降解植入体的动态降解模型，实现植入体的可控降解，为可降解镁基骨植入体的临床应用提供理论依据。

个人简介

 

窦金河，工学博士，山东第一医科大学（山东省医学科学院）副研究员。2018年6月于山东大学获得材料科学与工程专业博士学位；2018年-2021年进行博士后研究工作，合作导师为山东大学材料学院吕宇鹏教授。研究方向为医用可降解镁合金表面涂层及其生物学性能的科学。在硬组织修复领域的材料研究与表征方面积累了扎实的理论和实践基础，并系统的研究了金属基植入体材料表面涂层的组织结构性能及其形成机制；可降解医用骨植入体体外降解过程及其机理；可降解医用镁合金涂层的体外生物相容性。

现已在Surface and Coatings Technology、Progress in Organic Coating、Physical Chemistry Chemical Physics、Applied Surface Science等国际期刊发表SCI学术论文26篇，其中第一作者论文13篇，发表中文科技核心论文1篇，并已授权国家发明专利3项。

主持中国博士后科学基金特别资助项目、中国博士后科学基金面上项目、山东省自然科学基金青年基金、江苏省自然科学基金青年各1项基金，多次作为骨干研究人员，参与国家自然科学基金、香港创新及科技基金和企业横向课题的研究工作。

 

孙娜

软体机器人技术及其在生物医疗中的潜在应用

 

近年来，软体机器人由于具有更高的柔顺性、安全性和适应性等特点，在人机交互、狭小空间作业和生物医疗等方面具有很大的应用前景。抓取类机器人是软体机器人的一个重要分支。针对现有抓取类机器人难以实现更宽广范围的稳定抓取，设计并开发了一种手姿态可控的刚柔耦合软体夹爪，该夹爪只需两根手指就可以实现对复杂物体的稳定抓取。未来该夹爪拟作为柔性末端执行器，用于生物医疗实验室中易损易碎物品的自动化拿取/分拣。

 

个人简介

孙娜，2018年毕业于南京理工大学，获材料科学与工程专业博士学位。2019年9月至2021年9月，在西湖大学从事博士后研究，现任山东第一医科大学医学人工智能与大数据学院副研究员，从事软体机器人设计及其在生物医疗中的应用研究。目前承担省、市项目各一项；以第一作者发表学术论文 11 篇，其中 SCI 收录9 篇；以前三发明人申请国家专利18项，已授权7项。

 

栗周

医用金属材料热力学数据库的开发及其与机器学习技术的结合

 

CALPHAD方法是目前主流的相图和材料热力学性质计算方法，有着准确度高，热力学高度自洽的优点。我们主要针对CALPHAD方法在材料研究中的应用做了以下几个方面的工作：

1.总结目前新一代热力学数据库的发展现状以及自己近些年在钴基合金热力学数据库方面的工作。

2.我国对高质量镁合金的需求日益增加，而镁合金的相图研究尚处于起步阶段，在一定程度上限制了医用镁合金的研发速度，所以我们利用CALPHAD方法对以Mg-Al-Zn-Zr体系为主的镁合金体系进行相图研究。

3.虽然CALPHAD方法经过数十年的发展，已经成为了一种应用广泛的材料设计工具，但是有许多不足依然限制了它的进一步发展，所以希望通过其与机器学习技术结合，来拓展CALPHAD方法的应用范围。

 

个人简介

栗周，于2017年在瑞典皇家理工学院取得博士学位，后在哈尔滨工业大学（深圳）从事博士后研究工作，目前担任山东第一医科大学医学人工智能与大数据学院副研究员。多年来一直在（1）CALPHAD热力学数据库研发；（2）材料基因工程以及材料信息学；（3）金属材料设计等领域开展研究工作。以第一作者身份在Journal of Materials Chemistry A，CALPHAD等期刊发表多篇论文，并担任Journal of Magnesium and Alloys等期刊审稿人，已获得国家自然科学青年基金，中国博士后交流计划引进项目等多个项目支持。