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研讨范畴

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研讨范畴一:生物医学工程

(一)、生物力学工程

本偏向围绕人类安康和百姓经济的严重需求,将流变迷信的实际、办法和技能与细胞生物学、分子生物学技能相联合,努力于力学情况/安慰对生命体(特殊是心脑零碎)的安康、疾病或毁伤的影响,研讨细胞及分子的力信号感知和呼应机制,说明生命体相干生理及病理进程中的力学和生物学耦合进程之间的互相干系。次要研讨内容:1)分子、细胞及构造的生物力学&力生物学;2)心、脑血管零碎病发作、开展进程中的生物力学题目。偏重于:a.细胞、分子的力信号感知和呼应机制;b.心(脑)血管零碎病发作、开展进程中的应力时空模子及力信号传导机制。

1、分子、细胞及构造的生物力学&力生物学

干细胞是一类具有自我更新和多分解潜能的特别细胞,不只处于庞大的生归天学情况中,也处于庞大的力学微情况中,细胞间、细胞与微情况间经过力学、化学、生物学信号的交互对话,到场胚胎发作、伤口愈合、炎症反响、血栓构成以及肿瘤转移等多种生理及病理进程。次要研讨内容:1)干细胞万能性(多能行)的生物学根底及调控办法,包罗干细胞自我更新及分解的微情况和调控网络、力学、化学及生物学要素对干细胞分解的协同作用机理、体细胞去分解及再分解的机理及新技能、干细胞及相干技能的平安级伦理题目等。2)干细胞生物力学及力生物学的分子根底,包罗单个/群体干细胞的生物力学特性研讨(生理及病理形态下细胞变性、迁徙才能的改动对生物学功用的影响)、力学安慰下干细胞的生物学呼应(细胞的增殖、粘附、分解、迁徙、凋亡等生物学举动的改动)、细胞骨架的拓扑构造及骨架要害卵白对细胞生物力学及力生物学举动的影响、干细胞外表卵白/跨膜卵白/胞内信号分子构象变革对力信号的感知、通报和转导。

2、心、脑血管零碎病发作、开展进程中的生物力学题目

心血管病去世危害人类生命安康最严峻的疾病之一。讨论心血管病的发病机理从而停止无效的防治是国度的严重需求。心血管零碎病变进程的生物力学题目包罗心血管病变的信号转导通路及力学调控途径;血活动力学要素与心血管构造生物效应之间的干系;血活动力学要素与血管发育的干系;接纳靶向性好、服从较高的TALEN、Cas9等DNA定点修饰技能,从血管发育的角度挑选与血管疾病和力学要素相干的基因;动脉粥样硬化斑块构成和决裂的生物力学及力生物学机制;人工血管交换和血管支架参与的血流流场和血管壁流变学性子变革的盘算机数值模仿和植入物构造优化;支架植入后血管部分力学情况的改动对支架内再狭隘和早期血栓构成的影响及其分子机理;支架内再狭隘、特殊是血管重构与内膜增生形态下血活动力学要素对内皮细胞、腻滑肌细胞力生物学举动的影响及机理;力学情况变革(剪应力)以及血管病变(动脉粥样硬化)等要素所招致的血管内皮细胞外表分子间互相作用的动力学变革和生物力学特性的变革。

3、脑疾病的发作开展生物力学成因研讨

围绕脑卒中等神经严重疾病的干涉医治临床需求,以微流控芯片、微电极阵列等新技能办法,研讨神经细胞对电磁场、力场、温度场等物理因子,以及养分因子、药物构成等化学微情况的呼应机制,从分子、细胞、构造多条理研讨外界安慰对神经细胞生长及分解进程的调控,对神经元基因表达、离子通道、举措电位发放/传达、功用网络构成及信息处置等生理进程的影响,树立物理因子神经安慰的生物-物理模子;研讨神经构造在原位医治进程中的细胞生长、分解进程,神经构造修复与再生历程中神经信号传导与整合的静态变革进程,以及神经构造修复与功用重修的内涵联络。如:研讨血肿应力对“豆纹动脉神经复合体”神经构造与功用的影响及其机制,拟从生物力学的角度讨论“豆纹动脉-神经复合体”在高血压脑出血后的中心位置和作用,以期为临床医治方法、机遇的选择及预后的判别提供牢靠迷信根据。

(二)、细胞/构造与生物资料

本偏向重点围绕人类安康和百姓经济的严重需求,将流变迷信的实际、办法和技能与细胞生物学、分子生物学技能相联合,努力于力学情况/安慰对生命体安康、疾病或毁伤的影响,以生物流变学为优化指点准绳研发功用生物资料、天然生物构造替换物和生命零碎东西与安装。研讨生物资料与细胞/构造互相作用及分子机制。次要研讨内容:1)骨/枢纽关头生物医用资料设计及使用;2)韧带修复资料设计及生物流变学研讨。偏重于:a.骨/枢纽关头硬构造修复、替换资料设计新办法;b.基于生物流变学韧带修复资料研发及力学调控机制。

1、骨/枢纽关头生物医用资料设计及使用

(1)资料性子调控细胞流变性的根底研讨

应用自组装技能、纳米技能、外表图案化技能和分子生物学技能等探究资料性子(外表化学、微/纳米拓扑构造、外表能,资料力学,结构等)调控细胞(粘附、迁徙及分解)流变性的影响纪律;研讨资料界面微情况调控细胞流变性和细胞举动的根本纪律和机制,为设计能诱导适宜细胞或构造流变性的生物资料或支架,即生物流变顺应性资料或支架提供指点。展开钛合金界面微/纳图案化研讨,开展新型构建技能,提醒细胞(成骨细胞/骨髓基质干细胞)与钛合金界面的生物学呼应纪律及分子机制。展开钛合金资料药械联合研讨,树立抗菌/抗炎界面构建新办法,研发具有原位部分克制骨质疏松开展的新型钛基植入体,以植物模子验证、优化实行设计。

(2)生物流变顺应性资料及其使用

以生物相容性和生物流变顺应性为指点,设计制造具有仿生、外形影象、智能、抗非特异性卵白吸附等功用的生物资料和支架,使用于骨构造、肌腱、血管的修复与再生,剖析构造修复与再生的生物流变学机制,以期构建适宜的医用构造替换物;展开基于介孔硅/四氧化三铁磁性纳米颗粒的药物控释零碎研讨,树立分解差别粒径、孔径及形貌的纳米颗粒的分解办法,开辟针对肿瘤医治的呼应性(pH、温度、复原呼应、光等)的纳米靶向药物控释零碎,体表里实行验证其无效性,探求细胞/构造转运途径及分子机制。

2、韧带修复资料设计及生物流变学研讨

包罗重点研讨软构造毁伤修复等的病理生理机制以及探究构造修复相应的防治技能和办法;构造修复中的生物力学研讨--力学微情况与细胞的归巢、排泄及分解;软构造(如前穿插韧带等)毁伤与修复机理和基因调控;力学安慰下细胞生物学呼应、细胞与资料外表间互相作用;力学微情况对干细胞生长、增殖、分解及迁徙的调理及相干纪律;检测细胞及其外部构造和力学特性的新技能和办法。

(三)、生物制药工程

本偏向将以生物力学为优化指点准绳,重点调查基于仿生进程的微纳标准生物传质和构造修复中生物传质景象,研讨微纳药物控缓释、分子跨膜传输的动力学进程、构造工程生物反响器等中的传质纪律,提出检测差别标准下生物传质进程的新技能或新办法,基于仿生进程设计和优化微纳药物零碎和构造工程生物反响器,次要研讨内容:1)基于仿生进程的微纳标准生物传质;2)生物反响器(如:构造修复)中生物传质研讨。偏重于:a.纳微给药零碎中传质新技能&新办法;b.基于生物传质的构造工程生物反响器设计与优化;c.基于微观流变学的细胞膜外表传质动力学进程;d.骨、韧带等修复中生物传质进程及其使用。

(四)、生物医学信息与电子技能

本偏向运用生物医学电子、信号剖析建模、微流控芯片的技能和办法,研讨微电场、微流场、温度场等物理因子对细胞的作用机制及细胞的生理呼应,以及基于微流控芯片的临床检测要害技能,研讨心脑血管零碎、神经肌肉零碎的力-电耦合机制及功用评价要害技能与办法,次要研讨内容:1)微流控芯片上凝血功用检测要害技能及临床使用;2)心脑血管血活动力学特性检测及病理/生理形态评价办法;3)神经肌肉零碎电-力耦合的动力学模子及临床使用。偏重于:a.微流控芯片上凝血功用检测要害技能及临床使用;b.脑血管血活动力学特性检测及病理/生理形态评价办法;c.神经肌肉零碎电-力耦合的动力学模子及临床使用。

研讨范畴二:生物学

(一)、微生物学

微生物是产业发酵、医学卫生、生物工程等范畴的根底,在《国度中临时迷信和技能开展计划大纲(2006-2020年)》中是动力资源和情况维护技能、生物技能等战略范畴的紧张内容,触及到农业、食品和医药卫生等行业中的优先开展主题。本学科以杀虫真菌为生物形式零碎,次要研讨内容会合在:(1)杀虫微生物紧张性状构成机制研讨与杀虫微生物农药研制;(2)食源性病原微生物的致病机制及疾速监测技能研讨;(3)酿造微生物及使用技能研讨。

(二)、动物学

动物学次要会合在动物紧张功用基因的开掘和使用、动物的生长发育进程及其调控分子机制研讨等,以期为农作物种类改进、农产物的成熟朽迈调控提供紧张根据。农作物遗传改进和农产物成熟朽迈机理及物流技能研讨被《国度中临时迷信和技能开展计划大纲(2006-2020年)》确定为面向国度严重战略需求的重点内容。本学科以番茄、马铃薯和水稻为形式生物,研讨会合在:(1)动物激素调控动物生长发育的分子机制研讨;(2)农作物质量构成机理及遗传改进研讨;(3)农作物抗逆性调控分子机理研讨;(4)农产物冷链物流技能研讨。

(三)、遗传学

遗传学的研讨偏向次要会合在退化与功用基因学,重点展开生物性状构成的分子机制和特异基因功用研讨,转座子的判定和比拟基因组学研讨。本学科研讨以家蚕等虫豸为形式生物,研讨次要会合在:(1)家蚕驯化性状的分子剖析;(2)虫豸比拟与退化基因组学研讨;(3)家蚕及别的虫豸紧张功用基因开掘及应用研讨。

(四)、生归天学与分子生物学

本学科努力于从分子程度提醒生命景象的实质,本学科是当此生物学研讨的前沿和热门。在《国度中临时迷信和技能开展计划大纲(2006-2020年)》中,基因操纵和卵白质工程技能研讨被建立为优先开展的前沿技能和严重迷信研讨方案,人类安康与疾病的生物学根底为面向国度严重战略需求的根底研讨。学科团队依据国度需求,选择既具有紧张实际意义,又对百姓经济开展有严重代价的课题展开研讨,本偏向研讨次要会合在:(1)生物体内紧张卵白质的功用研讨;(2)生物体内的基因表达调控机制研讨;(3)基因工程技能研讨;(4)紧张疾病的分子调控机制研讨。

(五)、细胞生物学

细胞生物学次要从细胞、亚细胞和分子程度三个条理上,研讨细胞的构造、功用和种种生命纪律,提醒种种疾病的发作、开展进程及其分子机制。本偏向次要研讨内容包罗:(1)使用基因干预、基因编辑等生物技能说明血管稳态与重构进程中的分子调控机制,提醒缺血性心血管疾病发病机制,讨论树立针对缺血性心血管疾病医治的血管再生医治新办法;(2)剖析肿瘤发作开展进程中肿瘤血管重生以及肿瘤代谢的调控机制,为肿瘤临床晚期诊断以及防备医治提供新的诊断办法和医治靶点;(3)非编码RNA (Non-coding RNA, ncRNA)在肿瘤转移中的分子调控机制以及ncRNA对成体干细胞和肿瘤干细胞的调控机制研讨,同时讨论ncRNA在血管再生医治和肿瘤医治方面的生物医药使用研讨。(4)肿瘤细胞、干细胞力先生物学举动的调控及机理研讨。

(六)、生物物理学

生物物理学是物理学与生物学相联合的一门穿插学科,次要使用物理学的办法研讨生物各条理构造与功用的干系、生命运动的物理化学进程及物质在生命运动进程中的体现等,说明生物在肯定的空间、工夫内有关物质、能量与信息的活动纪律。这一范畴的研讨不只存眷生命迷信根本题目的阐释,也触及有关转化医学和生物仪器设计的使用根底研讨。本偏向次要展开研讨:(1)应用光、电等物理传感信息在构造、细胞、分子层面睁开生物学研讨;(2)构建纳米粒子、纳米器件与芯片在构造、细胞、分子层面睁开生物学研讨;(3)应力/应变与细胞生长举动调控及力信号转导机理的研讨。