研究领域

再生医学与衰老干预领域

发布日期:2022-03-24 点击次数:

人类平均寿命显著延长、社会人口快速老龄化带来对衰老干预和老龄机体修复再生科技的迫切需求,再生医学与衰老干预领域响应老龄化人口应对的国家战略,积极探索细胞科技和生物材料科技的“研发科技工厂”模式,创造老龄化机体修复再生的细胞科技和材料科技等,促进老年人骨关节运动能力的恢复和强化。

人体组织由精妙的分子组装和纳米、微米等多尺度结构实现不同功能,是生物材料设计的天然模板,但受限于人体结构的物质科学指示缺乏,现阶段生物材料的设计和制造尚处于效率低下的“盲目试错模式”。肌肉骨骼系统组织构成占人体的60~70%,是维持老龄机体运动功能和生活自理能力的关键。上亿患者因骨关节炎、肌腱病和骨折不愈合等疾病致残。临床医学教科书中针对骨关节炎的治疗方式为“早期止痛对症治疗和晚期进行假体关节置换”,但是对症处理疗效不佳,假体置换不适合中青年患者。再生医学的发展为治疗肌肉骨骼系统相关疾病及提高其修复质量带来了全新的机会。针对肌肉骨骼系统自愈能力低下的难题,将利用交叉学科的不同研究手段,AI大模型的助力下发展超性能仿生生物材料和细胞工程技术,为开发肌肉骨骼系统疾病的新治疗技术提供支撑。通过构建生命物质解析标准技术流程与生物工程大模型,促进细胞培养体系及生物材料制造范式从“盲目试错模式”进入“高效验证模式”,不断靠近“预测设计层级”。

机体的修复再生主要依靠细胞和材料这两类生命物质。细胞是机体修复的活性单元,细胞治疗及类器官新技术开始呈现诱人前景。然而目前细胞治疗面临:细胞难以高效规模化生产;耗材和仪器依赖进口、价格昂贵;细胞供体和数量有限等难题,亟需建立快速和精准的细胞及类器官制造研发体系,形成细胞科技研发工厂模式。

医用生物材料是人体修复再生的要素,目前高端植入材料产品多被国外公司垄断。为了有效解决一些“卡脖子”问题,需要利用AI和高通量自动化等先进技术手段改变生物材料的研发和制造的作坊模式,探索建立更高效的大数据指导和多学科集成的“科技工厂”模式,以实现可批量研发生物材料科技,精准对标机体组织构建的结构和功能需求,更好地满足临床治疗需求。

本研究领域通过探索建立细胞科技和生物材料科技的研发链条,探索“个体研发型作坊模式”向“群体研发型科技工厂”模式转变:数据和AI驱动的科研设计、自动化设备支撑的高通量验证、规模化的科技成果产出和成果转化,促进细胞和生物材料的产业领域发展,科技应对人口老龄化挑战。

 

重点研究领域:

1.人体肌肉骨骼系统的物质构成解析和数据模型构建

2.人体细胞与类器官精准智造和衰老组织的再生康复

3人体组织特征的生物材料精准智造和组织创伤修复

 

In accordance with the national strategy for addressing the challenges posed by an aging population, AJoint endeavors to create a "sci&Tech factory"model forthe development of cytotherapies and biomaterials to intervene in aging tissues, thereby enhancing the physical capabilities of the elderly.

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