100年來，生物醫用材料一直被分為生物惰性材料、生物活性材料和可降解吸收材料等來進行研究和歸類。特別是後者（可降解吸收材料），是組織工程和再生醫學的關鍵物質基礎，它的出現使得大體積缺失組織器官修復再生成為了可能。通常，實現組織工程三大要素包括：組織支架（Scaffold）、種子細胞和生長因子。
近日，Science Advances以封面論文形式報道了華中科技大學張勝民教授團隊的原創發現：Bioenergetic-active materials enhance tissue regeneration by modulating cellular metabolic state，即生物能量活性材料通過調控細胞代謝狀態促進組織再生。封面報道強調，該項發現展示了生物材料科學與再生醫學新的地平線。
Bioenergetic-active materials（生物能量活性材料）是華中科技大學張勝民教授團隊在國際上原創提出的新概念生物材料，其區別於現有生物活性和可降解材料的顯著優勢在於：所構建的生物能量活性材料在組織工程和重建過程中，其降解分子碎片可直接參與線粒體內三羧酸循環，原位提高細胞能量代謝水平，從而顯著促進缺損組織重建和再生；而常用可降解生物材料，例如美國FDA批准的PLA、PLGA、PCL等，作為支架材料其降解產物則無法參與三羧酸循環。典型的體內組織修復重建試驗表明，同等條件下，新材料可誘導提高一倍的新生骨量。因此，該生物能量活性材料在組織重建中同時起到了組織支架和類似"生長因子"的雙重作用，具備了可降解吸收材料和細胞/基因活性材料的功能，展現了某種超級生物材料的特性，故在重大疾病和災害事故導致的大體積缺失組織器官的修復再生和快速重建領域具有重要應用前景。
據悉，張勝民教授團隊在相繼取得中國和美國發明專利授權後，開始了該項目的產業轉化工作。目前團隊已與相關國家高新技術企業合作，率先開發出了第一代和第二代產品樣品，將陸續啟動在中國、歐盟和美國的植入醫療器械產品認證。這一重要進展表明，我國在該領域的研發要領先世界跨國公司5年以上。這一個案也是中國生物材料前瞻性創新研究和產業轉化從跟跑、到並跑、再到超越的一個縮影。
該論文的第一作者為生命學院劉浩明博士、杜瑩瑩博士，張勝民教授為通訊作者，華中科技大學為第一作者單位，英國皇家工程院院士、帝國理工學院Molly Stevens教授為共同通訊作者。
原文鏈接：https://advances.sciencemag.org/content/6/13/eaay7608
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