生物组织功能膜是一种用于组织隔离、修复、替代、再生的功能薄膜。目前主要有两种主流制备方式:脱细胞组织基质和静电纺丝,但这两种方式存在着精细结构无法控制、成本较高、有害物质难以去除、生产效率低下等问题。
江苏博创生物科技有限公司(以下简称“博创生物”)成立于2022年6月,致力于高端生物组织工程膜及衍生医疗器械的研发与科研转化,基于华东理工大学刘昌胜院士团队10多年的专业积累和研究成果,首创的“电化学沉积”EDP技术平台,通过调控静电场驱动分子在电极表面的组装过程,能够实现生物组织功能膜的多尺度仿生精准结构控制和快速高效制备。
近日,和义广业创新平台有幸采访到博创生物创始人谈浩琪,以下为和义广业创新平台整理编辑内容。
谈浩琪博士毕业于华东理工大学师从刘昌胜院士及屈雪教授。在校科研期间,他注意到课题组每年的科研成果产出非常多,但大多数却只停留在论文和专利阶段,优质的科研成果被埋没在其中。
《2022年中国专利调查报告》显示,我国高校发明专利实施率为16.9%,其中产业化率仅为3.9%。美国高校专利转化率达50%。我国高校成果转化率较发达国家仍有不小提升空间。对此,刘院士高度重视,并鼓励学生多从事促进科技成果转化的工作,将创新成果变成真正对人民有价值的产品。但是,刚刚博士毕业时的谈浩琪对科技成果转化成产品毫无头绪。因此,他毕业后选择先去公司学习,入职上海昊海生物科技(股票代码:06826.HK,688366.SH),储备科技成果转化链条上的相关知识。一颗想要促进科技成果转化的种子埋在了谈浩琪心底,积蓄力量,静待花开。
意外事件,能冲击人的固有观念,也往往是创新的开始。访谈时,谈浩琪提到采用电化学沉积技术制备生物膜的想法就来源于一个“意外”。
图 电化学传感器示意图1
“当时在课题组进行电化学传感器的课题时,偶然间我们发现,电极表面的沉积膜可以直接剥离,由此开始进行把电化学沉积技术应用到生物材料制备上的研究。”
基于刘昌胜院士团队等科研力量进行技术积累,经过10年的技术攻坚,博创生物国际首创“电化学沉积”EDP技术平台,通过调控电场,驱动分子在电极表面的自组装,可实现生物组织功能膜从纳米到微米再到宏观的多尺度仿生精准控制和快速高效制备。
据悉,通过调整沉积液配方、电极的特殊加工等,博创生物还能够实现控制沉积膜的厚度、孔径结构、力学性能及降解时间等,满足生物组织功能膜的个性定制化需求。
目前市场上生物组织功能膜主要有两种制备手段:脱细胞组织基质和静电纺丝。经脱细胞组织基质处理后的生物组织功能膜存在可塑性差以及细胞残留风险等问题,临床使用时极易因细胞残留引发患者免疫反应。而利用静电纺丝制备生物膜往往需要长时间的制备过程,并且结构难以控制。
对比传统制模方式,博创生物利用电化学沉积技术(EDP)的制膜效率是传统制膜效率的10倍以上,可在10几分钟内快速完成生物组织功能膜的制备。
“我们调配好溶液后,将电极放进去,胶原分子在通电后将逐渐附集在电极上,15分钟后就可以从电极上剥离胶原膜,而采用静电纺丝的制备方式可能需要十几个小时才能得到一片。”
“将优秀科研成果转变为真正有临床价值的产品,中间是有巨大的鸿沟的。”
课题组之前研究壳聚糖膜多年,但到成果转化时发现:壳聚糖膜在临床应用过程中极易触发炎症反应并且对人体副作用较大。壳聚糖在人体内应用的高风险性让团队将目光转向生物安全性更高的材料——胶原蛋白。
但是在公司成立之初,如何采购到高纯度的原材料一直困扰着谈浩琪。
长久以来,日本一直都是世界公认的胶原蛋白巨头,其拥有一半以上的全球市场份额,在国内胶原市场“受挫”下,为了保证产品的正常研发工作,万般无奈下,谈浩琪选择了进口胶原。
但进口原材料到货周期长,且价格较贵,博创生物一直在寻找解决胶原原材料依赖进口的方法,力图突破掣肘。
2022年10月以来,博创生物开始招募核心技术人员组建本土团队,主攻胶原材料。今年7月份,博创生物宣布其自主研发的I型新生高活性胶原原料试生产成功。其自研胶原活性更强、纯度更纯、安全性更佳,溶解后透明度更高,达到了国际领先。在保持胶原天然活性及结构的前提下,目前其溶液(6 mg/mL)透光度可以达到95%以上,为后续公司可控电化学生物组织功能膜的研发及制备,尤其是角膜产品的研发,提供了坚实的支撑。
目前,针对我国牙槽骨修复及病变角膜修复这两大迅速增长的市场,博创生物将首期产品瞄准了口腔骨组织引导再生膜(E-Gide)和人工角膜(E-Col)。
博创生物基于其所制备的胶原膜不对称结构特性,即正面疏松多孔,反面密实,开发了口腔骨组织引导再生膜(E-Gide)产品,正面疏松多孔利于提升骨的矿化活性来增加成骨,而密实面的机械屏障作用能够阻挡生长速度最快的牙龈上皮细胞以及生长速度较快的牙龈结缔组织细胞无法接触骨缺损区,为骨缺损的愈合提供一个相对封闭的组织生长空间和条件,适用于种植、牙周病、正畸、唇腭裂等涉及有骨增量诉求的病症的口腔手术修复。
此外,博创生物使用自研高纯度胶原蛋白制备出高透明度的胶原膜,满足了人工角膜对于高透光性的需求,由此开发出人工角膜产品。
图 博创生物产品
(左图为口腔骨组织引导再生膜,右图为高透光可定制人工角膜)
在提及未来产品研发规划时,谈浩琪回答道:“胶原膜在体内的应用场景非常多,未来通过我们的电化学沉积EDP技术平台,我们将探索盆底修复膜、心脏瓣膜以及一些管内修复膜等生物组织功能膜的定制化研发与制备,让产品更快更好地面向临床。”
据悉,博创生物于日前获得了由嘉胜创投领投,克莉丝汀跟投的天使+轮融资,将快速推进现有产品的开发进程。
参考文献:
[1] 任苾雯,王琳.纳米材料在电化学传感器中应用的研究进展[J].广东化工,2023,50(13):65-66+61.
[2]陈润鑫,贺文鹏,林强等.引导骨组织再生膜研究和应用进展[J].广东化工,2022,49(02):53-55+76.
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