浙江大学高分子科学与工程学系计剑

laiwang

计剑,浙江大学教授，博士生导师。 1992年毕业于浙江大学化学系并获得学士学位，1997年获高分子化学与物理博士学位，2004年晋升教授，2008年任浙江大学生物医用大分子研究所副所长。主要从事生物医用材料的应用基础研究，在生命体系与材料界面的生物相容性和生物功能性方面开展了系统深入的研究，形成了采用过程仿生的自组装行为制备具有结构和功能仿生的新型生物材料的研究特色，并将该原理应用到现代介入医用材料和组织工程材料的设计和研发中。 在包括Advanced Materials, Biomaterials, Langmuir等核心期刊发表SCI, EI收录论文90余篇，影响因子大于6.0的10篇, 大于3.0的36篇，获国家发明专利12项 。是我国具有自主知识产权的心动系列细胞膜仿生药物涂层支架的主要发明人。获奖及荣誉：2000年 第六届世界生物材料大会杰出博士后旅行奖。2002年 第十七届欧洲生物材料大会优秀青年科学家奖2004年 国家教育部霍英东基金优选资助项目2005年 国家教育部“新世纪优秀人才支持计划”2010年 获国家杰出青年科学基金资助 联系方式：
电话：0571-87953729
电子信箱：jijian@zju.edu.cn
浙江大学个人主页链接：http://mypage.zju.edu.cn/biointerface
工作研究领域： 1）心血管医用材料和微创介入医用材料
2）医用材料的组织工程化设计
3）生物治疗用智能纳米微载体
4）新型固相基因传递体系的研究
5）仿生双亲聚合物的溶液和界面组装
6）层层组装构建生物相容性和生物功能性纳米层状超薄膜的研究

获奖及荣誉：
2000年    第六届世界生物材料大会杰出博士后旅行奖。
2002年    第十七届欧洲生物材料大会优秀青年科学家奖
2004年    国家教育部霍英东基金优选资助项目
2005年    国家教育部“新世纪优秀人才支持计划”
2010年    获国家杰出青年科学基金资助

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基于主客体模块组装的多功能药物载体的研究

王寅 , 王海波 , 韩海杰 , 贾凡 , 金桥 , 计剑 ,

教育部高分子合成与功能构造重点实验室 浙江大学高分子科学与工程学系　杭州 310027

通讯作者: 计剑, jijian@zju.edu.cn
基金项目: 国家自然科学基金(基金号 21574114)和浙江省科技计划(项目号 2016C04002)资助项目


摘要: stringUtils.convertMathHtml(基于β-环糊精和胆固醇之间的主客体识别作用，通过对主客体分子的设计，构筑模块化的组装基元；通过主客体分子组装，将具有靶向功能的乳糖酸、成像功能的异硫氰酸荧光素和治疗作用的阿霉素引入同一超分子聚合物前药胶束中，制备得到多功能的纳米药物传递系统. 研究结果表明，具有不同功能的模块基元可通过超分子主客体组装在水中自组装成一定尺寸的前药胶束，并通过二维1H NOESY谱证明了主客体作用的发生. 该前药胶束具有pH值响应的药物释放行为，在细胞内涵体/溶酶体酸性环境下药物释放速率显著加快. 用荧光显微镜和流式细胞仪对此聚合物前药胶束的细胞内吞行为进行了研究. 在乳糖酸受体介导作用下，聚合物前药胶束能在肿瘤细胞内有效富集，并同时观察到阿霉素和异硫氰酸荧光素的荧光，用以跟踪载体在细胞内的位置. MTT的结果进一步表明，该前药胶束能有效地抑制癌细胞的增殖.)

xuehuijujue

浙江大学的计剑教授与德国拜罗伊特大学的Seema Agarwal教授课题组合作，选择具有多孔结构的热响应聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAm）膜作为基底，并利用3D打印机成功打印得到不同的刚性PNIPAm /粘土图案[4]。该方法创造性地将静电纺丝与3D打印的优势有机结合起来，实现了3D结构复杂的热致动水凝胶材料的制备和控制。

3D打印水凝胶材料的热致动行为

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9月26日下午，浙江大学计剑教授在常州大学材料楼219报告厅作了题为“生物医用界面的仿生修饰与组装”的学术报告，报告会由常州大学副校长蒋必彪主持进行，材料学院部分师生参加了本次报告。
计剑教授首先根据生物医用材料界面关键问题——复杂体系的选择性得出了关于生命体系是复杂体系中的高选择性的结论。材料是非选择性，因而对非生物的相容性与低生物的功能性提出疑问，并用现如今医学运用最多的治疗冠心病的手术方式举出了实例。随后，计教授从如何用最简单的方式实现纳米治疗的功能出发，通过对病毒的简化，再简化，研究出氨基酸的正负电荷协同可以表现出很多可能性，利用二维仿生涂层的仿生学，得出了一系列关于细胞外基质基底膜的影响因素和层层组装界面修饰技术到“按需设计”的医用功能涂层的想法。报告结束后，计教授与现场师生展开亲切互动，耐心解答了师生们提出的问题，赢得了现场师生的阵阵掌声。

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报告题目：生物医用界面的仿生修饰与组装

报 告 人：计剑教授

报告时间：2018年11月13日（周二）下午3:00

报告地点：华中科技大学化学楼一号会议室

邀 请 人：吴钰周教授

报告人简介：

计剑，教授/博导，浙江大学生物医用大分子研究所所长，国家科技部中葡先进材料创新中心主任。国家杰出青年科学基金获得者（2010），科技部中青年科技创新领军人才（2014），教育部长江特聘教授（2015），国家“万人计划”科技创新领军人才（2016），英国皇家化学会会士（2016）。

   计剑教授主要从事生物医用界面材料和植介入材料的应用基础研究，针对心血管原位再生材料的关键问题，发现并证明了复杂体内环境中细胞竞争行为对心血管内皮原位再生的关键作用，并依据该原创性原理，成功研制了具有原位内皮再生功能的新型心血管支架，临床效果显著优于同类国际产品，成果获浙江省科学技术奖一等奖，并入选浙江省重大科技成果；针对纳米微载体体内靶向的重要挑战，发现了两性离子纳米界面的生物学纳米效应，为设计具有癌症靶向功能纳米材料提供了崭新的途径；从宏观和微观两个层次，建立了复杂生命体系中实现高选择性生物医用界面的新方法和新理论。

报告简介：

从微纳智能微载体、植介入医用材料，到组织再生修复材料，各类生物医用材料的发展已成为全面提升现代医学诊疗水平的关键创新领域。生命体的基本基元，包括蛋白质和细胞，为我们设计具有出色生物相容性和生物功能性的各类新型生物医用材料提供了丰富的创新灵感。一方面要求我们“由简入繁”，通过分子和超分子设计与组装，去模拟生命体基元的复杂精巧结构，理解生命体基元包括靶向传递和再生修复等功能的本质；另一方面，又要求我们“化繁为简”，建立可工业实现方法，实现功能设计和应用。本报告将结合计剑教授课题组近两年遵循这一要求，在心血管原位再生材料和纳米靶向材料的探索性研究，介绍计剑教授课题组在混合电荷纳米仿生界面及心血管原位内皮再生支架上的研究进展。

renjianshao

新型组织诱导再生涂层材料的高通量仿生构筑
批准号        51933009       
项目负责人        计剑       
依托单位        浙江大学
资助金额        300.00万元       
项目类别        重点项目       
研究期限        2020 年 01 月 01 日 至2024 年 12 月 31 日

chunyu

人类发展的历史在一定程度上就是与各种疾病不断斗争的历史。在抗生素被发现并应用以前（即，前抗生素时代），细菌感染表现出“易传染、易流行、难预测、难控制”等特点，具有极高的致病率和致死率。比如，鼠疫耶尔森菌引起的鼠疫、结核杆菌引起的结核病和霍乱弧菌引起的霍乱都曾引起过数以亿计的人死亡。毫不夸张地说，在前抗生素时代，细菌感染引起的疾病是威胁人类健康的第一大杀手。从20世纪20年代抗生素被发现并应用开始，绝大多数细菌感染引起的疾病得到了有效地治疗，人类因此进入了抗生素时代。
       由于细菌耐药性在全球范围内的快速发展和蔓延，细菌感染，特别是耐药细菌引起的感染，成为威胁人类健康的重要因素。浙江大学高分子科学与工程系计剑教授课题组对细菌耐药问题产生的原因进行了细致地归纳和总结，并从纳米材料学角度，对当下用于解决细菌耐药问题的方法和材料进行了总结和归纳。

       不可否认的是，随着抗生素的深入使用，细菌对抗生素产生了严重的耐药问题。近几十年来，多种具有极强耐药性的“超级细菌”正以惊人的速度蔓延全球。据世界卫生组织统计，全球死于细菌耐药性问题的人数，从2010年的5万上升至2019年的70万。据估计，到2050年，细菌耐药性问题引起的死亡人数（1000万人/年）将超过癌症引起的死亡人数（820万人/年）。面对日益严重的细菌耐药性问题，人们曾将希望寄托于不断开发新的抗生素。令人遗憾的是，目前，抗生素的开发速度已经远远落后于细菌耐药性的发展速度，在过去三十年中，新开发出来的抗生素寥寥无几。面对严峻的细菌耐药问题，世界卫生组织已于2013年宣布全球进入“后抗生素时代”。 随着细菌耐药性问题的日益严重，抗生素对各类细菌感染的治疗效果越来越弱。如果细菌耐药问题得不到及时解决，在不久的将来，一次普通感冒或一次轻微割伤都有可能带来致命的危险。
       面对严峻的细菌耐药问题，浙江大学高分子科学与工程系的计剑教授课题组对引起细菌耐药问题的原因进行了深入的研究和总结。他们发现，引起细菌耐药性问题的原因主要有两方面：一是细菌通过聚集形成细菌生物膜。形成细菌生物膜后，细菌外基质对抗生素的物理阻抗和屏蔽作用、酶降解作用、酸性代谢产物对抗生素的钝化作用、细菌生物膜乏氧对细菌活性的抑制作用以及群体效应的增强作用等因素大大降低了抗生素的治疗效果，极大地增强了细菌对抗生素的耐药性。引起细菌耐药性问题的另一个原因是在抗生素选择压力下细菌的自我进化和变异。长期的非理性用药（超剂量、超时间和超范围用药）大大加快了细菌耐药性的积累，导致大量耐药细菌的出现。
由于具有优异的尺寸效应、物理化学特性和易于化学修饰等诸多特点，纳米材料在治疗细菌感染方面体现出了巨大的潜力。目前，很多科研团队已经报道过利用纳米材料进行抗菌的研究，但在解决细菌耐药问题的策略方面缺乏一个系统的归纳和总结。针对此，计剑教授课题组通过深入研究，总结出了两大类治疗策略，分别为基于纳米材料的非抗生素治疗和纳米材料协助增强的抗生素治疗。非抗生素治疗策略包括基于纳米材料的光热治疗、光动力治疗、金属纳米粒子治疗、载药纳米粒子治疗和高分子基纳米粒子治疗等。抗生素治疗策略包括破坏细菌外基质增强抗生素治疗、抑制群体效应增强抗生素治疗、降低细菌生物膜乏氧增强抗生素治疗和增强药物传递效率增强抗生素治疗等。
       研究者相信，该综述为解决细菌耐药性问题的研究带来了系统的归纳总结及展望、为治疗耐药细菌感染开启了一个拓宽了思路。相关论文已发表在VIEW上。（DOI: 10.1002/VIW.20200014）