一顆小小的微球,藏著怎樣的黑科技?由四川大學華西基礎醫學與法醫學院姜楠教授、應國量副教授領銜的團隊,成功研發出國際首創的“微納米多孔載干細胞水凝膠微球”,在再生醫學、醫美修復等領域展現出巨大的應用潛力。
這項成果就誕生在四川大學華西校區一棟建于1982年的灰色舊實驗樓中。五年前,姜楠和應國量從哈佛大學博士后出站,選擇成為“蓉漂”,從波士頓“鉆”進這棟華西舊樓,從零開始。他們為何選擇來到成都?又如何在這里做出世界首創?時間給出了答案。
從波士頓到成都
一次“雙向奔赴”的選擇
五年前,姜楠和應國量的人生面臨一個重要路口。彼時,兩人已在哈佛大學完成博士后研究,擁有成熟的科研體系和穩定的職業前景。但一場招聘會改變了他們的人生軌跡。
“當時川大華西專門組隊到哈佛大學招聘。”姜楠回憶道,“川大華西醫學聲名在外,而我們本身專注于理工科生物材料和生物器械的研究,特別需要與醫學緊密結合。正好有這樣一個契機,我們就選擇回來了。”
這一步,意味著放棄海外的一切,從零開始。“在國外做博士后時,我的主要精力是科研。現在作為高校教師,我不僅要帶團隊、籌經費、把方向,還要關注學生畢業和課程進度,考慮的事情比單純做研究多得多。”來到川大后,姜楠獨立組建了生物打印與醫用傳感實驗室。
![]()
姜楠、應國量夫婦
談及為何選擇成都,姜楠給出了一個出乎意料的答案:成都非常宜居。在多數人印象中,“宜居”意味著悠閑、安逸、慢節奏。而她的工作,恰恰是快節奏、高強度、長周期。兩種畫風看似格格不入。“高校科研讓我們長期處于緊張狀態,但成都能讓人在工作之余很好地放松,達到工作和生活的平衡。”她解釋道,“我知道其他一些城市的同行,一睜眼就是壓力。但人不能一直緊繃。成都給了我既能‘進’也能‘退’的平衡。”
這種平衡,不只體現在生活節奏上,也延伸到事業發展的舞臺上。作為蓉漂人才,她對成都的人才政策感受頗深。“政府將高校教師、企業家聚在一起,讓大家進行資源交換。同時,成都也提供很多科研項目機會,‘舞臺’非常多。”在她看來,成都的科創氛圍比她想象得更好。“作為西南重鎮,成都現在正大力發展生物醫藥產業,正好契合我們的研究方向。有很多政府和企業搭建的平臺,讓我們高校教師能與企業和資本零距離對接。”
在成都,姜楠和應國量用自己的方式詮釋了“專注”的力量。近年來,姜楠發表論文81篇,申請發明專利15項,授權國家發明專利10項,完成成果轉化1項。她先后入選國家海外高層次優秀青年人才、四川省天府峨眉領軍人才、成都市蓉漂創新青年人才。應國量發表論文30余篇,入選四川省天府峨眉計劃青年科技人才、四川省海外高層次人才、成都天府海智計劃專家等。“能拿的榮譽基本都拿到了。”姜楠笑了笑。但對她而言,真正的“大滿貫”遠不止于此。
從零到一
舊樓里誕生的“全球首創”
推開四川大學華西校區第九教學樓三樓那扇門,里面是另一番景象:微流控芯片、精密顯微鏡、穿著白大褂埋頭操作的年輕人……姜楠和應國量的生物打印與醫用傳感實驗室就在這里。在這個實驗室里,夫妻二人每天在與微球“打交道”。
![]()
實驗室所在的四川大學華西校區第九教學樓
微球,一般是指納米和微米級球形粒子。一枚微球,能做什么?在再生醫學和醫美領域,微球是一種關鍵的“細胞載體”,它相當于一個微型支架,負責把干細胞裝進去、再送到人體需要修復的地方。長期以來,微球技術卡在一個老問題上:要么是“實心”的,要么是“空心”的。所謂“實心”,是指微球內部沒有孔徑,干細胞只能貼在表面,裝載量低、存活率差。所謂“空心”,是指微球內部雖有空間,但需要在制備完成后,再用凍干等方式把干細胞“種”進去,工序復雜、效率低下,而且干細胞分布不均勻。
實際上,微球的困境遠不止于此。微球材料是生物醫藥、電子信息、航空航天等領域不可或缺的核心基礎材料。正因其戰略價值,微球技術曾被列入我國35項亟待攻克的“卡脖子”清單。但長期以來,微球制備存在技術門檻高、批次穩定性差、科研成果難落地等問題,大量高校的前沿研究止步于實驗室,無法規模化量產,更缺乏商業競爭力等痛點。而這,正是姜楠夫婦想要突破的方向。
歷經多年研發,他們在實驗室里做出了一種自帶無數微小孔洞的“海綿”微球,在制備過程中,就能直接把細胞均勻地“鎖”了進去。打個比方,好比做蛋糕時直接把葡萄干揉進面團,而不是等蛋糕烤好了再一顆顆塞進去。這就是他們口中的“微納米多孔載干細胞水凝膠微球”。
![]()
姜楠、應國量研發的微納米多孔載干細胞水凝膠微球
這個微球有什么不同?簡單來說,它打破了傳統微球“實心裝不了、空心裝不勻”的困局。具體來看,它集成了多項硬核指標:在理化性能上,微球孔隙率高達80%以上,比表面積顯著提升,有利于細胞黏附、營養傳輸及藥物緩釋。在細胞負載上,他們利用雙水相乳液技術調控孔結構,以甲基丙烯酰化明膠為基質材料,大幅提高干細胞負載率,且細胞可在微球內部自由遷移、增殖。
看似普通的微球,背后是跨學科的“技術融合”。“一個是姜楠在哈佛大學工程與應用科學學院學會的微流控制備微球技術以及生物材料技術,另一個是我在哈佛醫學院學到的雙水相生物封裝技術。我們把兩者結合,制備出了微納米多孔載干細胞水凝膠微球。”應國量介紹道。正是這兩套技術的融合,讓他們得以實現規模化制備,通過低溫液滴微流控芯片,內置十枚并行芯片,大大提高微球產量,最高可達1310萬顆/小時,同時實現粒徑精準可控、孔徑可調。這意味著這項技術不僅能“做得出來”,還能“做得夠多”,具備了產業化的基礎。
做有用的科研
讓科技成果真正惠及大眾
在產業轉化上,姜楠、應國量團隊研發的微納米多孔載干細胞水凝膠微球技術展現出廣闊前景。以軟骨修復為例,僅需一次性微創注射即可推動關節軟骨的結構與功能重建,有望將治療成本降至傳統療法的三分之一。目前團隊已完成臨床前實驗,正加速推進臨床試驗。
“成都作為國際醫美之都,應該有屬于自己的頭部醫美原材料和產品。”應國量說道。同樣基于微流控技術,他們還實現了蘭花活性成分的高效萃取,助力中國本土企業在化妝品原材料上實現突破。在姜楠看來,科研的意義不僅在于發表論文和申請專利,更在于解決行業問題,讓成果真正惠及大眾。
然而,從實驗室到生產線的每一步,都是在反復試錯中推進的。“最大的挑戰就是轉化,”姜楠說,“借助科技成果轉化的契機,我們圍繞負載細胞多孔水凝膠微球制備技術,與四川大學國家大學科技園、四川省細胞組織庫工程技術有限公司開展合作,進行轉化,讓產品有機會推向市場。”
目前,姜楠、應國量團隊聯合創立華西萃妍日記,依托四川省細胞組織庫工程技術與華西科研實力,在微流控萃取與微球載體技術領域布局二十余項獨家發明專利,已形成敏肌舒緩特護與抗皺多效兩大系列。
![]()
華西萃妍日記部分產品
作為深耕醫學生物科技成果轉化的功效護膚品牌,在活性成分提取環節,華西萃妍日記采用獨家的液滴微流控萃取技術,專門用于高效萃取植物包括蘭花(蝴蝶蘭、蝦脊蘭)中的高活性成分。該技術通過微尺度流體精確控制,能夠在不破壞植物細胞活性結構的前提下,連續、穩定地獲取蘭花高活性成分,顯著提升萃取效率與活性保留率。
此外,在活性成分遞送方面,基于雙水相水凝膠前驅液與雙網絡結構,品牌構建了獨特的聯通孔結構微球。蘭花活性成分被均勻分布并錨定于微球的表面與內部孔道中,形成“納米囊泡”,實現高效負載與緩釋。這種多孔結構為活性成分提供了逐步釋放的空間,有利于誘導皮膚屏障重建、抑制不良反應,并促進成纖維細胞增殖,從而與其余成分協同實現修護、舒緩、抗皺等功效。
如今,在川大技轉服務中心的櫥窗內,華西萃妍日記的水光液、噴霧、護甲套盒、創面敷料、精華液等產品整齊陳列,核心技術均源自液滴微流控。這些產品的背后,是一條從基礎研究到中試放大、再到市場投放的完整轉化鏈條。
一個內斂一個外向
想讓更多學生站上領獎臺
2026年6月,四川大學本科生游暢以獨立第一作者在國際知名期刊《Materials & Design》雜志上發表了綜述文章,系統梳理了不同拓撲結構水凝膠微球的制備策略、生物學功能及其在軟骨再生中的應用機制,為新一代智能化軟骨修復材料的設計提供了理論依據和發展方向。她的指導老師正是姜楠和應國量。在姜楠和應國量的辦公桌上,擺放著學生手作的相框和積木人偶。“這些都是同學們送給我們留作紀念的。”多年來,這對夫妻搭檔帶著學生拿下了多個國家級競賽大獎。
![]()
姜楠和應國量的辦公桌上學生手作的相框和積木人偶
姜楠補充道:“尤其是基礎醫學的學生,我希望幫助他們拓展視野,為他們未來的科研和事業發展提供更多的機會與舞臺。”說起學生獲獎,她的聲音里多了一絲激動。在她心中,真正的“大滿貫”不是自己拿了多少獎,而是讓更多年輕人站上了領獎臺。目前,實驗室里共有六名博士、八名碩士和四名本科生。即將到來的九月,又將有兩名博士新生加入。
姜楠和應國量,既是夫妻,也是科研搭檔,他們的性格卻截然不同。“我來自湖北武漢,他來自浙江仙居,我能吃辣,他一點也不能吃辣。我們隨時都可以討論工作,因為常常都待在一起。”姜楠打趣道。
![]()
姜楠、應國量和實驗室的同學們
性格上的差異,反而讓他們在團隊運作中形成了默契分工。應國量性格沉穩細致,負責實驗室運行中繁瑣的財務和設備管理。姜楠更善于統籌全局,側重項目申請、對外聯絡、學生課題安排和論文發表。但在核心科研轉化上,兩人的技術實現了深度融合。“這個項目本身就是融合我和應老師兩個人的基礎,他主攻生物材料,我做微流控器官芯片,在制備微球這方面可以說是珠聯璧合,達到‘1+1>2’的效果。”姜楠說道。
![]()
姜楠、應國量和課題組的同學團建
在學生的眼中,姜楠內斂少言,應國量活潑健談。但一到實驗室外,兩人便褪去工作中的嚴肅,露出另一面。平日里,他們會和學生們一起玩“狼人殺”——一款考驗邏輯推理和口才的社交游戲。姜楠坦言,自己在讀博時,整個課題組就經常一起玩。“這種活動不但能讓實驗室氛圍活躍起來,拉近同門之間的距離,也為未來合作創造了契機。”
從2010年結婚至今,兩人已經攜手走過了十六年。從國內到國外,再從國外回到國內,他們始終并肩而行。樓是二十世紀八十年代的,技術是二十一世紀的。人是哈佛回來的,根是扎在成都的。姜楠和應國量還在樓上忙碌。但他們的故事,才剛剛開始。
特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.