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https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.8b11071

 近日，武汉协和医院整形外科孙家明教授研究团队的论文被材料学国际一流期刊ACS Applied Materials& Interfaces （IF=8.097）接收并网上发表，题为“Off-the-shelf BiomimeticGraphene Oxide-Collagen Hybrid Scaffolds Wrapped with Osteoinductive ECM forthe Repair of Cranial Defects in Rat”（通用化骨诱导脱细胞基质-氧化石墨烯胶原组装支架修复大鼠颅骨缺损）。该工作系全部由武汉协和医院整形外科作为唯一单位独立设计完成。孙家明教授和汪振星医师是该论文共同通讯作者，研究生刘绍恺、牟珊为共同第一作者，其余共同作者包括周楚超、郭亮、钟爱梅、杨杰、袁泉、王介聪等科内医师教授。

孙家明课题组为ACS Applied Materials & Interfaces

杂志制作的封面图

  因急性创伤、肿瘤引起的大段颅面部骨缺损修复是协和整形外科常见的临床难题，如果修复效果欠佳，将会直接影响患者容貌甚至人生。组织工程是1993年由JP Vacanti和RLanger共同在Science上提出的概念，已经成为较有前景的骨修复新技术。经典的骨组织工程技术是通过扩增种子细胞，在体外结合可降解支架材料构建成生物移植物，然后植入体内修复骨缺损。目前常用的修复材料中，天然水凝胶如胶原蛋白由于生物相容性好，被广泛应用研究，但仍然在骨诱导性及生物力学性能上有待进一步改善。另外，组织工程移植物的体外构建往往需要较长培养时间（至少3-4周），也难以满足急性创伤以及商品化的需求，如何缩短构建时间，达到通用化标准化的构建效果成为组织工程技术转化的瓶颈难题。

Langer, R. and Vacanti,J.P. (1993) Tissue Engineering. Science, 260, 920-926. 
http://dx.doi.org/10.1126/science.8493529

氧化石墨烯（Graphene oxide, GO），是石墨烯的氧化形式，通常是单层、双层或者是多层结构。近年来，其在药物/基因传递、电池、生物成像、干细胞及再生医学上有广泛的应用。在华为最新发布的Mate20系列手机中便采用了最新的石墨烯技术，大大提高了目前电池的容量和充电效率。氧化石墨烯作为一种新型的纳米材料，由于自身拥有大量的功能基团，优越的机械性能，与生物材料复合可以赋予其更丰富的生物活性和机械强度。

  华为Mate20pro手机

首先采用了石墨烯电池散热技术 2018.11

                                                                                   氧化石墨烯在生物医学中的作用

 为解决上述骨再生与组织工程应用难题，在孙家明教授指导下，课题组研究生刘绍恺与牟珊合作，创新性利用骨髓间充质干细胞制备了一种骨诱导型脱细胞基质外衣（OiECM），并将其通过穿戴方式与氧化石墨烯胶原蛋白（GO-COL）水凝胶支架进行组装，构建出了一种新型的OiECM-GO-COL复合骨修复材料，并在大鼠原位临界骨缺损模型验证了其体内良好的骨修复效果。

 实验设计示意图

通过将氧化石墨烯与胶原蛋白进行复合，可以有效提高天然水凝胶的力学性能并延长降解时间，同时氧化石墨烯也具有诱导干细胞成骨分化的左右，间接提高了水凝胶骨诱导性能。

       骨诱导脱细胞基质外衣本身由于保留了BMP（骨形成蛋白）等成分，具有极强的骨诱导性，在缺损部位可原位诱导体内骨组织在材料上的均匀再生；另外，由于OiECM无活细胞成分，可以提前批量制备，长期冻存保存，因此可以即需即取，利用这种新型的外衣组装方式，未来有望达到在手术台上根据缺损形状现场组装，现场填充的效果，极大的缩短了组织工程移植物体外构建时间。另外，这种组装策略亦可应用到其他组织，如脂肪，血管的再生和构建上。

ACS AppliedMaterials & Interfaces（ACS AMI）是由历史悠久的美国化学学会（ACS）主办的材料类专业期刊，2018年最新影响因子8.097，主要收录纳米科技，界面修饰，生物材料等有重要创新性的工作。其余同属ACS旗下期刊包括ACS NANO（IF=13.7）,ACS energy Letter（IF=12.27）等均为顶级期刊。孙家明教授课题组的独立工作发表在AMI上，也标志着协和整形外科在生物材料领域的突破与科研实力被国际材料学领域的认可。

孙家明教授简介

  学术任职：

中华医学会整形外科分会副主任委员

中华医学会医学美学与美容分会委员

中国医师协会整形美容分会常委

湖北省整形外科学会主任委员

湖北省整形美容科质量控制中心主任

武汉市整形外科学会常委

《中华整形外科杂志》编委

《中华临床医师杂志》编委

《中国美容医学杂志》编委

《中国美容整形外科杂志》编委

《组织工程和整形外科杂志》编委

       孙家明，男，主任医师，教授，医学博士，博士研究生导师。现任华中科技大学附属协和医院整形外科主任，整形外科学科带头人，国家二级教授。

从事整形美容外科20余年，在国内首先开展“水动力自体脂肪隆乳术”、“改良双环法乳房缩小整形术”“利用MRI三维重建技术对聚丙烯酰胺水凝胶注射隆乳术后进行诊断”等技术，使手术效果得到优化，安全性大大提高，已成功完成各类乳房整形美容手术近万例。

      近年来在正规国内外期刊正式发表学术论文百余篇，部分为SCI收录，多篇文章发表于国际顶级期刊Plastic and ReconstructiveSurgery（PRS）杂志，出版著作十余部。连续获得2010年、2011年国家自然科学基金资助。主编《乳房整形美容外科学》，参与编写和译著有《整形外科手术学》、《现代瘢痕治疗学》、《整形美容百问系列丛书》、《激光美容整形》等。