中科院长春应化所陈学思院士：生物医用高分子材料的制备和应用

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“怎样将与民生相关的产品尽快实现国产化，是我们材料人尤其是生物医用材料人需要努力的方向。基础研究做不好，应用研究当然也做不好。但是如果只做基础研究，不做应用研究，我们只是发发文章，可能也解决不了实际问题。”

中国科学院院士、中国科学院长春应用化学研究所研究员陈学思在第二十二届中国科协年会“先进材料现状与发展趋势研讨会”上做如上表述。

他在大会报告中指出，聚氨基酸医用高分子材料，目前仍然偏重于基础研究，并介绍了聚氨基酸医用高分子材料应用于抗肿瘤纳米药物方面的工作；而聚乳酸材料也发展非常快，市场前景广阔。

聚乳酸医用前景广阔

聚乳酸是一种环保材料，乳酸源自于淀粉的发酵。得到乳酸后可以做成一种对环境友好的塑料，如儿童餐具因为无毒且环保，目前销量非常好。

我国新版限塑令规定，在 2020 年要率先在部分地区、部分领域限制部分塑料制品的生产、销售和使用；2022 年要实现一次性塑料制品消费量明显减少，替代产品得到推广。

可以预见，聚乳酸未来发展市场非常庞大。陈学思指出，聚乳酸民用前景非常广阔，如美国、欧洲的饮料吸管都必须采用生物降解材质。聚乳酸可以耐温高达100 度，而且强度比较高，性能与聚丙烯相似，非常适合制造吸管，其应用范围很广。

而在聚乳酸医学应用方面，陈学思与团队创业的相关公司市值已超过7 亿元，目前计划两年内实现上市。

他介绍，自己从1999 年回国工作时就在思考，聚乳酸最高端的产品是什么？“当然是医用材料，为什么不做在体内可吸收的产品？用金属还需要二次手术把它取出来。”

陈学思和团队研发出的骨钉、骨板不仅具有全球最高的力学性能，而且具有很好的韧性，体积也非常小。

“这种小骨钉、小骨板均属于全球首创，哪家企业也做不到这么小，也无法做到额面骨、手掌或者脚踝上。我们从最难的开始做，如果小的地方都可以用，那么就能使用在大的地方。”

以前患者体内固定韧带的螺钉均由金属制造，而现在北京、上海、广东等地大城市都已经使用可吸收的聚乳酸螺钉。陈学思透露，他们研发的界面螺钉已经做完临床评价，并申请了CFDA（国家食品药品监督管理总局）注册证号。这种小型材料还可以运用在美容整形领域，这也是未来发展很好的方向，陈学思的公司也正在推进这方面的工作。

一些车祸患者或者骨头罹患肉瘤的病人，在治疗时需要去掉一块骨头再植入自体或处理后的死者骨头。陈学思指出，这其中不仅有免疫、伦理的问题，而且供需也不足。目前被批准上市的十几种批号的人工无机骨头，由于强度不够，所以无法做成太大的体积，其应用非常受限。

能否做出一种可吸收的高分子材料，在骨头长好后材料也能被降解吸收？陈学思团队研发的可修复骨头，正由上海一家医院牵头做临床实验。此外，他们还用可吸收的聚乳酸材料制作防粘膜、手术缝合线、心脏支架等产品，市场前景非常好。

聚氨基酸应对肿瘤效果显著

在聚氨基酸领域，陈学思正从基础研究转向研发高端抗肿瘤纳米药物，“聚氨基酸有很多功能设计，能让氨基酸富有生物活性，这种生物活性材料在体内应用意义特别大”。

抗肿瘤临床在手术后需要化疗，而化疗离不开小分子药物，如顺铂、阿霉素、紫杉醇等，但这几种药物毒副作用太大，且没有靶向性，两三次疗程后便会产生耐药性，无法再使用。

陈学思说：“如何增强疗效、降低毒副作用？现在可以用纳米技术缓释药物，那么纳米材料能否靶向到肿瘤？其意义非常重大。”

实际上，聚氨基酸真正使用在临床上的并不多，种类也比较少。在有机高分子材料研发中， 约四分之一的研究者都专注于纳米生物医用材料领域。单载核酸类可以做基因治疗，单载小分子药、单载影像剂等，应用非常广。此外，还能用高分子材料做成各种形式的纳米药物。

陈学思指出，怎么解决五步协同是基础研究需从技术上考虑的问题，要利用肿瘤微环境的特点，解决渗透性、循环等问题。“我们课题组要回避国外专利，同时还得有自己的特色。”

他们研发的纳米药物比小分子药物的疗效高，而且毒副作用小得多。“我们也做了非小细胞肺癌的模型，对肿瘤抑制的效果比较明显，肿瘤后期生长得比较慢，不过还是不能完全抑制肿瘤的生长。”

陈学思表示，从对肿瘤的大小等观察发现， 他们研发的药物对肿瘤的抑制率能达到80% 以上。“比较简单、直观的数据就是小老鼠的存活率，给小分子药或者不给药，小鼠可以活30 天，而使用了我们的药，最后生存期可以达到60 天以上。”

课题组将这一成果与沈阳药科大学展开合作，正在将药品产业化并推向临床。“我们在做临床前的各种评价，正在做一个需要盖章的动物实验报告。”陈学思透露道。

他还提出，纳米药物能不能在肿瘤深处释放药物？药物往往停留聚集在血管周围，很难往里释放，“最多释放到150 个微米约三张纸厚度， 怎么能起到治疗的效果”？

临床上有一种血管阻断剂的方法，就是将肿瘤的血管堵住，肿瘤就长得慢一些。血管阻断剂的药可以把肿瘤的血管全部破坏，但不影响别的血管，可以提高治疗效果。而陈学思团队研发的纳米药物可以只破坏肿瘤新生血管， 疗效非常明显。

治疗中，先用血管阻断剂把肿瘤组织内部的肿瘤细胞杀死，然后再用纳米药物将肿瘤外围的细胞杀死。不仅可以对肿瘤起到明显的抑制效果， 而且毒副作用也不大，实验小鼠的生存期从原来的30 天延长到超过90 天。陈学思认为，这一方向很有临床应用前景，对肿瘤的完全治愈率可以达到71% 左右。

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