创面修复微环境调控的关键技术及应用

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1、X0001X0001中华医学科技奖形式审查结果公布年份2018推荐奖种医学科学技术奖项目名称创面修复微环境调控的关键技术及应用推荐单位推荐单位：江苏省医学会 推存意见：吕国忠教授所带领的研究团队长期从事烧创伤创面修复相关临床、基础和转化 医学研究工作。近年来，该团队先后承担了 973项目、国家自然科学基金项目、江 苏省自然科学基金项目等多项，联合苏州大学、江南大学、江苏省人民医院、无锡 贝迪生物工程股份有限公司等单位深入开展了创面修复的研发，获得了国内外领先 的科技成果和良好的临床应用效果，有效地推动了伤口治疗技术的发展。 该项目首 次明确了影响创面修复的关键微环境要素，即炎症反应、细胞外基质

2、和理化环境； 并建立了优化不冋微环境要素的生物材料学方法，通过材料性能的优化实现了对微 环境要素的有效调控，系统提出了“调控创面愈合微环境，实现主动修复”的理念， 并形成了相应的调控创面愈合微环境的关键技术，本项目部分材料已得到临床转化， 获得了 III类医疗器械注册证。相应产品得到了全国600多家医院的临床推广和应 用。该项目研究成果的推广和应用有效地推动了创面治疗技术的发展和进步，有利 于减轻患者经济负担和改善患者的生活质量，显示了良好的应用价值，具有显著的 经济效益和社会效益。经本单位审查，该项目填报内容属实，符合中华医学科技奖 的申报条件，申报书内容符合要求，项目信息已按要求进行公示，

3、公示期内无异议。 推荐该项目申报中华医学科技奖医学科学技术奖一等奖。项目简介烧、创伤所导致的皮肤创面与缺损是严重危害人类健康的常见病，如不能及时和有 效治疗，往往造成创面延迟愈合，或导致瘢痕畸形、功能障碍甚至恶变等严重后果。 因此，如何加速创面愈合和提高创面修复质量一直是外科学研究领域广受关注的医 学难题。传统的治疗技术远未满足临床要求。本项目的主要科技创新之处在于：首 次阐明了影响创面修复的微环境要素，即炎症反应、细胞外基质和理化环境；建立 了优化不冋微环境要素的生物材料学方法，通过材料性能的优化实现了对微环境要 素的有效调控，提出了“调控创面愈合微环境，实现主动修复”的理念，并形成了 相应

4、的调控创面愈合微环境的实用关键技术，获得了 III类医疗器械注册证。相关 产品在全国600多家医院临床推广和应用。项目有效地推动了创面治疗技术的发展 和进步，显示了良好的科学和临床应用价值，产生了显著的社会和经济效益。 主要科技创新成果如下：1、首次系统阐明了影响创面愈合的关键微环境因素及其重要作用。发现适度炎症反 应、细胞外基质、理化环境等是影响创面修复的关键。创面炎症反应是影响创面愈 合速度和质量的基础，细胞外基质（ECM）的微结构和力学性质对成纤维细胞、血管 内皮细胞、间充质干细胞等细胞行为的具有重要调控作用，理化环境是营造皮肤组 织再生微环境的基础。2、研发了调控创面修复微环境的多种新

5、材料，提出“主动修复”新理念。通过优化 材料力学的性质，构建了具有自身趋血管化作用的三维多孔支架材料，有效促进了 创基血管化；构建了纳米纤维多孔海绵，有效地促进了血管化类真皮组织再生；通 过材料取向态的设计，实现了成纤维细胞、表皮细胞和内皮细胞生长和聚集过程的 调控；通过活性分子的复合设计，实现了对创面修复不同阶段控制炎症反应程度的 调控。通过不同材料的复合，实现了湿性愈合环境的营造。基于上述不同策略，提 出了“调控创面愈合微环境，实现主动修复”的理念。3、创建了临床改善创面愈合微环境，有效促进创面愈合的新材料产品。开发了调控 创面愈合微环境的胶原蛋白和丝蛋白海绵产品，获医疗器械注册证3项，其

6、中III类 医疗器械注册证1项。相关产品在全国600余家医院临床推广和应用6万多例，与 传统的治疗技术相比，深度创面愈合时间缩短4.1 + 1.6天，并且，愈合质量显著改 善。4、本项目关键技术已得到广泛应用并产生显著的经济和社会效益。获国家发明专利 授权14项，依托项目关键技术所发表SCI论文20篇，他引总次数233次，参编专 科教材2部，在国际国内大会报告30余次。项目建立的创面修复微环境调控的关键 技术在上海长海医院、南京医科大学第一附属医院、中国人民解放车陆车车医大学 第一附属医院、空军军医大学第一附属医院、南通大学附属医院等600多家医院推 广和应用，培养硕士研究生26名，博士研究生

7、11名。项目负责人受聘为多个国家 级学术委员会主任委员或副主任委员，江苏省医学会整形烧伤外科学分会主任委员 等。近3年研发的产品新增效益1.3亿元。项目关键技术和材料在八二昆山爆炸等 突发事件伤员的救治中发挥了关键作用，救治成功率明显提高，处于国内领先水平， 得到国家和省部领导的认可。本项目极大地推动了创面修复技术的发展，取得了显 著的社会和经济效益。知识产权证明目录序号类别国别授权号授权 时间知识产权具体名称发明人2015一种制备胶原蛋白/硅胶任伟业;陈敬中国发明专利中国CN2014101911-09-膜双层支架的方法华；陆金婷；787.416魏玲ZL201310264725.72015一种

8、制备胶原蛋白改性任伟业;陈敬2中国发明专利中国-04-再生纤维素复合材料的华；陆金婷；29方法刘石林ZL201310123232.12015一种具有自抗炎功能的陈荆晓;宋加3中国发明专利中国-05-胶原基海绵伤口敷料的毅;邓超；陈20制备方法敬华2013一种丝素蛋白多孔三维张冰；吕强；中国发明专利中国ZL2010102334-04-材料的制备方法李明忠;卢神425.910州;王建南ZL2010105832013一种纳米纤维化丝素蛋5中国发明专利中国-06-白基多孔支架的制备方吕强；罗峥195.919法中国发明专利中国ZL2011103612013胶原蛋白海绵的制备工任伟业6186.X-03-1

9、3艺中国发明专利中国ZL2011103612015一种具有三螺旋结构的任伟业7-01-034.X07活性胶原的制备方法中国发明专利中国ZL2011100292013一种咼强度生物支架材吕强；罗峥8-06-805.519料及其制备方法9中国发明专利中国ZL2010102332012丝素蛋白多孔三维材料张冰；吕强；435.2-06-的制备方法李明忠;卢神06州；王建南10中国发明专利中国ZL201110447962.82014-0226一种丝素蛋白多孔三维 材料的制备方法吕强；姚丹 语；赵荟菁； 刘珊珊代表性论文目录序号论文名称刊名年，卷 （期）及 页码影响 因子通讯作 者（含共 同）SCI 他引

10、 次数他引 总次 数通讯作者 单位是否 含国外单位1Immunomodulatory activity of heparan sulfate mimetics from Escherichia coli K5 capsular polysaccharide in vitroCarbohydra te Polymers2015;115:64365014JinghuaChen1111否2Mechanism of the immunostimulatory activity by a polysaccharide from Dictyophora indusiataInternatio nalJou

11、rnal of Biological Macromolec ules2016;91:7527591JinghuaChen68否3Collagen - PVP hybrid based antiinflammatory hydrogel for wound repairingJournal ofControlledRelease2013;172:e129e1301JinghuaChen34否4Silk biomaterials wi th vascularization capacityAdvancedFunctionalMaterials2016;26:4214361Guozhon g Lu(

12、Qiang Lu)1313否5Silk scaffolds with tunable mechanical capability for cell differentiationAc taBiomaterialia2015;20:22311QiangLu1313否6Nanoscale control of silks for nanofibrousJournal ofMaterialsChemistry2014;2:262226331QiangLu(Baoqi89否scaffold formation with improved porous structureBZuo)Hydrogel as

13、sembly否with hierarchicalAdvanced2016,alignment by3,Qiang7nalancingMaterials1500681Lu23Interfaceselectrostatic7forcesReversible否hydrogel-solutionBiomacromo2014;lQiang8system of silk withlecules5:30441Lu1717high beta-sheet-3051contentIn situ否supramolecularJournal ofhydrogel based onBiomedical2016;1Jin

14、ghua9hyaluronic acid andMaterials04:2261Chen11dextranResearch3-2270derivatives as cellPart AscaffoldSilk porousColloids否scaffolds with&2014,nanofibrousQiang10Surfaces B120(8)11012microstructuresBiointerfa:28-37Luand tunablecespropertiesThe preparation,否characterizationand evaluation ofCarbohydra2014

15、;1Jinghua11regeneratedte07:57-1Chen2223cellulose/collagenPolymers64composite hydrogelfilmsWoven silkAc ta2014,Qiang否12fabric-reinforcedBiomateria10(2):1Lu2225silk nanofibrouslia921-30(Fengguscaffolds for regenerating load-bearing soft tissueso Ma)13Controllable transition of silk fibroin nanostructu

16、res: an insight into in vitro silk self-assembly processAc taBiomaterialia2013;9:7806-78131QiangLu (Hongya n Han)1314否14Silk nanofiber hydrogels with tunable modulus to regulate nerve stem cell fateJournal ofMaterials ChemistryB2014;2:6590-66001QiangLu (Quanho ng Ma)22否15Amorphous silk nanofiber sol

17、utions for fabricating silk-based functional materialsBiomacromolecules2016;17:3000-30061QiangLu910否16Design of silk-vaterite microsphere systems as drug carriers with pH-responsive release behaviorJournal ofMaterials ChemistryB2015;3:8314-83201QiangLu34否17Stimulation ofRAW264.7 macrophages by sulfa

18、ted Escherichia coli K5 capsularMolecularMedicineReports,2015,12(4): 5545-55531JinghuaChen11否polysaccharide invitro18Direct formation of silk nanoparticles for drug deliveryACSBiomateria ls Science&Engineerin g2016;2:2050-20571QiangLu77否19Bilayered vascular grafts based on silk proteinsAc taBiomater

19、ialia2013;9:8991-90031QiangLu (Zhanxi ong Li)3538否20A mild process to design silk scaffolds with reduced B-sheet structure and various topographies at the nanometer scaleAc taBiomaterialia2015,13:168-1761QiangLu1818否主要完成人和主要完成单位情况1.主要完 成人情 况2.姓名：吕国忠 排名：1 职称：教授，主任医师 行政职务：院长助理 工作单位：无锡市第三人民医院 对本项目的贡献：提

20、出项目的科学思想，负责项目的总体设计和方案执行。1.发现 创面修复组织再生微环境是影响创面愈合的决定性因素。修复材料能够有效地干预 创面的炎症反应程度，调控创面愈合的速度和质量。修复材料的力学性质、微结构 和取向性通过影响创面修复细胞行为而影响组织新生及血管化过程。2.建立了在创 面修复不同阶段控制炎症反应程度的材料学方；建立了具有自身趋血管化作用三维 多孔支架有效促进创基血管化的材料学方法；实现了修复材料通过自身取向结构对 成纤维细胞等的调控作用。3.实现了创面修复材料改善创面修复微环境调控愈合的 临床疗效及社会、经济效益。姓名：吕强 排名：2 职称：教授 行政职务：无 工作单位：苏州大学对

21、本项目的贡献：对主要科技创新成果1的贡献：发现修复材料的力学性质、三维 结构影响创面修复细胞行为，进而影响组织新生及血管化过程。对主要科技创新成 果2的贡献：通过材料力学性能的优化，构建了具有自身趋血管化作用的三维多孔 支架，有效地促进创基血管化；通过材料取向态的设计，实现了对成纤维细胞、表 皮细胞和血管内皮细胞生长和聚集过程的调控，为修复材料改善创面愈合质量提供 基础。3. 姓名：陈敬华排名：3职称：教授行政职务：院长工作单位：江南大学对本项目的贡献：对主要科技创新成果1的贡献：发现修复材料能够有效地干预创 面的炎症反应程度，调控创面愈合的速度和质量；发现修复材料的溶胀性、保水性、 透气性影

22、响创面湿性愈合的微环境。对主要科技创新成果2的贡献：通过活性分子 的复合设计，实现了在创面修复不同阶段控制炎症反应程度；通过不同材料的复合， 营造湿性愈合环境，实现了创面愈合加速。4. 姓名：胡寅排名：4职称：教授，主任医师行政职务：院长助理工作单位：南京医科大学第一附属医院对本项目的贡献：参与发现了炎症反应是创面修复微环境的要素之一，提出了适度 炎症反应有利于创面组织新生和再上皮化的科学假说并在临床予以验证。发现修复 材料的溶胀性、保水性、透气性影响创面湿性愈合的微环境。5. 姓名：任伟业排名：5职称：其他行政职务：无工作单位：无锡贝迪生物工程股份有限公司对本项目的贡献：对主要科技创新成果3

23、的贡献：开发胶原蛋白及其他天然高分子 系列材料，推动创面修复技术的进步。获得医疗器械注册证3项，包括III类医疗 器械注册证1项。6. 姓名：赵朋排名：6职称：助理研究员行政职务：无工作单位：无锡市第三人民医院对本项目的贡献：对主要科技创新成果1的贡献：发现修复材料能够有效地干预创 面的炎症反应程度，调控创面愈合的速度与质量；发现修复材料的溶胀性、保水性、 透气性影响创面湿性愈合的微环境。对主要科技创新成果2的贡献：建立了通过活 性分子的复合设计调控创面修复不同阶段炎症反应程度的材料学方法。7. 姓名：程咏梅排名：7职称：教授行政职务：无工作单位：无锡贝迪生物工程股份有限公司对本项目的贡献：对

24、主要科技创新成果3的贡献：开发和应用创面修复微环境调控 生物材料，显著提高创面修复的临床效果。X0001主要完 成单位 情况&姓名：杨敏烈排名：8职称：副主任医师 行政职务：主任助理 工作单位：无锡市第三人民医院 对本项目的贡献：对主要科技创新成果1的贡献：发现修复材料能够有效地干预创 面的炎症反应程度，调控创面愈合的速度和质量；发现细胞行为还受其所处微环境 力学性质和微结构的调控。对主要科技创新成果3的贡献：开发和应用创面修复微 环境调控生物材料，显著提高创面修复的临床效果。9. 姓名：储国平排名：9职称：副主任医师 行政职务：主任助理 工作单位：无锡市第三人民医院 对本项目的贡献：对主要科

25、技创新成果2的贡献：建立了通过材料力学性能的优化 促进创基血管化的材料学方法。对主要科技创新成果3的贡献：参与提出材料调控 创面微环境，实现主动愈合的理念。10. 姓名：邓超 排名: 10 职称：教授 行政职务：无 工作单位：江南大学对本项目的贡献：对主要科技创新成果1的贡献：阐明修复材料调控炎症反应程度 的机理；发现修复材料调控创面修复细胞的细胞行为而影响创面愈合过程。对主要 科技创新成果2的贡献：建立了能够调控炎症反应活性的活性分子的合成材料学方 法。1. 单位名称：无锡市第三人民医院排名: 1对本项目的贡献：无锡市第三人民医院始终坚持临床与科研并重的医院发展战略， 将本项目研究工作作为医

26、院重大规划，医院在原有烧伤实验室和皮肤组织库的基础 上挂牌成立无锡市烧伤研究所，配备专职的科研人员，建立盛志勇院士和付小兵院 士工作站，积极搭建专科科研实验平台，建立科研专项管理体系，为本项目的顺利 完成提供充足人力、物力和财力，医院科教部门定期跟踪项目进度并对项目的执行 情况进行评估和反馈。截至目前，本项目的开展已先后得到院部提供的研究经费达 五百余万元，根据项目所需配备了流式细胞仪、全自动凝胶成像系统、实时荧光PCR 仪、生物安全柜、基因扩增仪、电热恒温培养箱、培养箱等先进的科研设备，满足 了项目所需。同时，在项目的实施过程中，医院不仅多方提供协调服务，定期组织 学术交流活动，使项目组成员

27、及时了解国内外最新的研究进展，与江南大学、苏州 大学、无锡贝迪生物工程有限公司等企事业单位共同搭建了生物材料和创面修复产 学研平台，开展了创面微环境调控的临床、基础和转化医学等相关系列研究，为本 项目顺利进行打下了坚实的基础。2. 单位名称：苏州大学排名：2对本项目的贡献：苏州大学吕强教授领导的团队与无锡市第三人民医院吕国忠教授 团队合作进行项目的研究，重点负责建立调控创面修复微环境关键要素的材料学方 法。对主要科技创新成果1的贡献：参与发现了修复材料的力学性质、三维结构和 取向结构影响创面修复细胞行为，进而影响组织新生及血管化过程。对主要科技创 新成果2的贡献：主要建立了通过材料性能的优化，

28、构建具有趋血管化作用的三维 多孔支架，有效促进创基血管化的材料学方法。建立了通过材料取向态的设计，调 控成纤维细胞、表皮细胞和内皮细胞生长和聚集过程和促进类真皮组织再生的材料 学方法。3. 单位名称：江南大学排名：3对本项目的贡献：江南大学主要负责修复材料对创面炎症反应的调控机理及炎症反 应调控修复材料的设计和应用，以及调控创面湿性愈合修复材料的研究。对主要科 技创新成果1的贡献：发现修复材料能够有效地干预创面的炎症反应程度，调控创 面愈合的速度与质量。发现材料的溶胀性、保水性和透气性对创面湿性愈合的影响。 对主要科技创新成果2的贡献：建立了通过活性分子的复合设计，在创面修复不同 阶段控制炎症

29、反应程度的材料学方法。建立了营造创面湿性愈合环境，加速创面愈 合的材料学方法。4. 单位名称：江苏省人民医院排名：4对本项目的贡献：主要负责本项目项目临床应用和基础研究工作，参与发现了炎症 反应是创面修复微环境的要素之一，提出了适度炎症反应有利于创面组织新生和再 上皮化的科学假说并在临床予以验证。发现修复材料的溶胀性、保水性、透气性影 响创面湿性愈合的微环境。5. 单位名称：无锡贝迪生物工程股份有限公司排名：5对本项目的贡献：无锡贝迪生物工程有限公司任伟业领导的团队主要负责改善创面 修复微环境、调控愈合的修复材料的研发、产业化和临床推广应用。对主要科技创 新成果1的贡献：参与发现了修复材料通过调控炎症反应、细胞行为而影响创面愈 合速度和质量。对主要科技创新成果3的贡献：开发了胶原蛋白及其他天然高分子 系列材料，显著提高创面修复的临床疗效，获得医疗器械注册证3箱，包括III类 医疗器械证1项。将所研发的产品在全国600多家医院临床推广和应用，应用病 例达400万例，极大地推动了创面修复技术的进步。