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來源丨西湖大學(xué)等

日前，西湖大學(xué)宣布，國際知名生物材料專家楊健辭去美國賓州州立大學(xué)講席教授職位，全職加入西湖大學(xué)，任生物材料及再生工程講席教授、校長助理。

楊健教授也是繼管坤良教授、柴繼杰教授、李波教授后，本月第四位全職加入西湖大學(xué)的講席教授。

1974 年，楊健出生于江西省萬載縣。他真正在科研上起步是在大學(xué)階段 —— 南昌大學(xué)。之后，楊健進(jìn)入中國科學(xué)院化學(xué)研究所繼續(xù)攻讀博士學(xué)位，他師從中國生物材料領(lǐng)域的著名科學(xué)家王身國教授。2003 年初，楊健前往美國進(jìn)行博士后研究。

2006 年，楊健成為得克薩斯大學(xué)阿靈頓分校的一名助理教授獨(dú)立開展研究，當(dāng)時(shí)他正在指導(dǎo)學(xué)生用檸檬酸與氨基酸進(jìn)行反應(yīng)，想做一種抗凝血的材料。合成后，他的學(xué)生把材料拿去做核磁共振檢測(cè)，材料溶在一個(gè)玻璃管里。「陽光下，他發(fā)現(xiàn)管子發(fā)出了藍(lán)色的熒光 …… 而當(dāng)時(shí)，沒有任何一種可降解高分子材料在沒有外接發(fā)光物質(zhì)時(shí)自身就會(huì)發(fā)光，這個(gè)偶然觀察到的現(xiàn)象引起了我的關(guān)注。」楊健說。

3 年后，這條引人入勝的「岔路」賦予了他一個(gè)「第一」：他在《美國國家科學(xué)院院刊》（PNAS）上首次揭示了檸檬酸和任何含有氨基的分子進(jìn)行反應(yīng)，都可以做成發(fā)光材料，開創(chuàng)了檸檬酸發(fā)光材料新領(lǐng)域，這些材料在組織再生、生物傳感、生物影像、防偽加密等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。

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楊健教授開發(fā)的基于檸檬酸的熒光生物材料

檸檬酸，一種尋常的白色結(jié)晶粉末，分子式寫作 C6H8O7，這是有機(jī)酸檸檬酸在現(xiàn)實(shí)世界和化學(xué)世界里的面孔。

天然的檸檬酸廣泛存在于諸如檸檬、柑橘、菠蘿等水果里，或是動(dòng)物的骨骼、肌肉和血液之中。同時(shí)，也可以使用砂糖、糖蜜、淀粉等含糖物質(zhì)發(fā)酵合成人工的檸檬酸。比如我們熟悉的雪碧汽水里并沒有檸檬原料，卻帶有酸甜可口的檸檬味，就是檸檬酸的功勞。

因?yàn)闄幟仕岜旧泶嬖谟谌梭w中，是人體代謝的中間產(chǎn)物，它無與倫比的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是能夠與人體「和諧共存」——「把它放到人體體內(nèi)，基本上不會(huì)產(chǎn)生慢性炎癥，而一般人工合成的高分子產(chǎn)品都會(huì)引起人體組織的排異反應(yīng)。」楊健說。

那么，當(dāng)我們從體外「輸入」檸檬酸（即外源檸檬酸）時(shí)，又會(huì)發(fā)生什么情況？它會(huì)和人體內(nèi)自帶的檸檬酸一樣影響細(xì)胞的行為，進(jìn)而參與生命活動(dòng)的進(jìn)程嗎？

「細(xì)胞都需要代謝，但不同細(xì)胞對(duì)代謝、能量的要求，在不同時(shí)間點(diǎn)上，都是不一樣的。細(xì)胞『吃』進(jìn)后，檸檬酸可以調(diào)控細(xì)胞里的代謝，調(diào)控能量的獲取。因此，通過調(diào)控檸檬酸的攝入，我們就能影響細(xì)胞的這些行為，從而進(jìn)一步在更深層面上調(diào)控干細(xì)胞分化及免疫反應(yīng)，促進(jìn)骨骼再生、血管再生、神經(jīng)增生 ……」楊健解釋說。

檸檬酸的「外掛」之路就此開啟。楊健成為這一領(lǐng)域的開創(chuàng)者和引領(lǐng)者，創(chuàng)建了檸檬酸生物材料開發(fā)方法論，開發(fā)了一系列多功能檸檬酸生物材料，并將諸多發(fā)現(xiàn)付諸于應(yīng)用，包括人體組織的再生與修復(fù)、生物影像、生物傳感器、汗液檢測(cè)、疾病診斷、癌癥藥物的控制釋放、癌癥藥物輸送的檢測(cè)、防偽加密等等。

2020 年，美國食品和藥品監(jiān)督管理局（FDA）批準(zhǔn)了兩款以一種名為 POC 的檸檬酸可降解材料制備的骨科植入器械，緊接著 2021 年 FDA 批準(zhǔn)了第三款基于 POC 的骨科植入器械。POC 是世界上第一個(gè)也是目前唯一一個(gè)獲得美國 FDA 授權(quán)可在人體植入器械中使用的熱固性可降解合成高分子材料，而它，正是楊健實(shí)驗(yàn)室的「作品」—— 從最初在美國西北大學(xué)做博后開始，一路走到得克薩斯大學(xué)阿靈頓分校、賓夕法尼亞州立大學(xué)，經(jīng)過近 17 年的打磨，最終成功走向產(chǎn)業(yè)化。

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基于檸檬酸的可降解縫合錨釘（圖片來源：Acuitive Technologies）

用自己的研究讓世界變得更好，這一刻，楊健成就感滿滿。

通過開發(fā)系列代謝調(diào)控可降解生物材料來調(diào)控干細(xì)胞代謝和分化、做組織器官的再生，是楊健在業(yè)內(nèi)最早提出來的思路，從組織與器官的再生和修復(fù)、生物傳感器、生物影像到藥物輸送，再到疾病診斷 …… 這些再生醫(yī)學(xué)的子領(lǐng)域，都是他的擂臺(tái)。

「生物材料是一個(gè)學(xué)科高度交叉和融合的領(lǐng)域，它也是一個(gè)永遠(yuǎn)做不完的方向，應(yīng)用也非常廣泛。我的特點(diǎn)是能夠把生物材料交叉結(jié)合到很多不同的學(xué)科領(lǐng)域，包括表觀遺傳、基因編輯、免疫治療、神經(jīng)工程、生物傳感、生物影像、干細(xì)胞分化的調(diào)控等等。每一個(gè)領(lǐng)域都很有前景。」楊健說。

但他最終的夢(mèng)想是以檸檬酸為材料，完成人體復(fù)雜組織和器官的修復(fù)和再造。

顯然，這不是一個(gè)人、一個(gè)實(shí)驗(yàn)室的戰(zhàn)斗。「人體里有很多復(fù)雜的組織，比如整個(gè)手部的再造，非常難，手掌里有皮膚、軟骨、骨、神經(jīng)、血管、脂肪、肌腱、韌帶等各種各樣的組織。一些單一組織的再生修復(fù)其實(shí)目前都有取得不少突破，但要把所有這些部分整合成一個(gè)具有活力和功能的復(fù)雜組織，非常有挑戰(zhàn)性。」他解釋說。

而這，正是他選擇西湖大學(xué)的意義。

「中國是最適合強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合、集中力量辦大事的地方，而西湖大學(xué)是助力我的夢(mèng)想走向現(xiàn)實(shí)的最好平臺(tái)。」他愿意在這一群「critical mass」中，承擔(dān)「central push」的角色 —— 他對(duì)這樣的角色很熟悉，他曾作為主要發(fā)起人之一參與創(chuàng)建了美國華人生物材料協(xié)會(huì)，并擔(dān)任了 4 年的會(huì)長，懂得如何把相似科研領(lǐng)域的教授們集合起來，形成合力 ……

如他在入職寄語中所說：在這里，群賢畢至，未來可期。

楊健教授專長于可降解生物材料的開發(fā)研究及應(yīng)用，是國際知名生物材料專家。尤其是其在首創(chuàng)的基于檸檬酸化學(xué)與生物學(xué)的生物材料及發(fā)光材料開發(fā)理論與應(yīng)用研究領(lǐng)域卓有建樹。近年來?xiàng)罱淌诔珜?dǎo)的通過生物材料來調(diào)控人體干細(xì)胞的代謝和分化領(lǐng)域，在學(xué)術(shù)界和工業(yè)界得到廣泛的認(rèn)可與承認(rèn)。楊健教授開發(fā)的生物材料具有廣闊的應(yīng)用前景，目前的主要研究應(yīng)用方向包括疾病的診斷及治療、生物傳感器、藥物釋放、醫(yī)療器械，及復(fù)雜人體組織再生及創(chuàng)傷修復(fù)等領(lǐng)域。

楊健教授目前已經(jīng)在主流學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表學(xué)術(shù)文章 150 余篇，獲得美國授權(quán)專利 22 項(xiàng)及超過 100 項(xiàng)國際授權(quán)專利及專利申請(qǐng)。其中 15 項(xiàng)專利已轉(zhuǎn)讓給多家公司，所獲得的科研經(jīng)費(fèi)近 1500 萬美元。其中，基于楊健教授開發(fā)的新型檸檬酸可降解材料是目前世界上唯一已經(jīng)獲得美國 FDA 批準(zhǔn)在醫(yī)療植入器械上大量應(yīng)用的可降解熱固性聚酯高分子材料。

歡迎加入楊健實(shí)驗(yàn)室！

加入西湖大學(xué)后，楊健將組建「生物材料及再生工程聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室（B-Real）」，專注于生物材料的創(chuàng)新與開發(fā)及其在再生醫(yī)學(xué)工程中的轉(zhuǎn)化應(yīng)用。目前實(shí)驗(yàn)室已正式啟動(dòng)招聘。實(shí)驗(yàn)室長期招聘副研究員、助理研究員、博士后、博士生、科研助理等。

聯(lián)系方式：

E-mail: yangjian07@westlake.edu.cn

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