徐文华（左一）在实验室指导学生。 青岛大学供图

■本报记者 廖洋 通讯员 孙竹媛

近日，由工业和信息化部、财政部共同举办的第六届“创客中国”中小企业创新创业大赛中，青岛大学检验系副主任徐文华团队的“4D打印干细胞载体”项目上榜，进入50强名单。

这是我国科研人员提出用4D打印干细胞载体植入创伤处的核心技术。该技术为帮助烧伤患者移植皮肤，解决皮肤灼伤、创面大面积受损这一问题提供了治疗新思路。

干细胞修复创伤皮肤

据统计，国内每年皮肤灼伤人群约有2600万人，皮肤灼伤排在意外受伤的第4位，严重的灼伤会给伤者及其亲属带来无可估量的身体、心理双重伤害，将会造成长时间的社会、家庭负担。

徐文华表示，目前，常用的皮肤灼伤修复方式有两种：“一种是植皮手术，用健康的皮肤移植，反复取皮、植皮，患者痛苦度高，也容易留下永久疤痕；还有一种是使用人工修复材料，现在主要依靠国外进口，治疗费用高、修复周期长。”

所以，找到合适的修复材料是修复创伤皮肤的一个关键点。

近年来，干细胞已成为全球再生修复领域的研究热点，这为徐文华团队提供了新思路。

2012年起，徐文华团队进行了载体研发工作并取得了一些成果。

研究中，徐文华发现，从虾蟹外壳和藻类中提取的两种物质经过一系列处理之后，很适合做干细胞的载体。

“因为这种载体保水性强，可以较好保持干细胞的活性；载体中所含物质本身具有抗菌消炎作用，且不易产生免疫排斥反应；载体在37℃左右可以自动变成凝胶状态，后期还可以慢慢降解被人体吸收。”徐文华介绍说。

神奇的“创可贴技术”

可是，在临床治疗中，干细胞必须达到一定数量才能起到较好的修复效果。如何转载更多的干细胞呢？

徐文华团队想到了3D打印技术。

说干就干，他们利用微纳3D打印系统，把载体材料打印成一个个直径在50~100纳米之间的孔，每个孔可以容纳1~2个干细胞，这样就可以让干细胞均匀分布在载体上。而后，根据患者皮肤损伤的严重程度，他们通过建模来进行“个性化定制”，将载体打印成若干层，以便转载相应需求量的干细胞。

随着研究的不断深入，徐文华团队又提出了采用4D打印技术研发新型干细胞载体的构想，并为这个新型干细胞载体起名为“肤源奇”。

4D打印技术是在传统的3D打印基础上新增“时间”维度，使得其打印制品可以随外界环境的改变而产生形变。

“低温下打印出的载体是固体状态，加载干细胞并放置到人体创面上之后，随着人体体温的变化，载体逐渐变成凝胶状态，这一特性可增加细胞驻留性，帮助细胞留在创面上不易脱落。” 团队成员、2019级临床检验诊断学硕士研究生王子博解释道。

“这种新型4D打印干细胞载体孔径均一、形状可调，像多个小房间一样将干细胞保存在内，可显著提高细胞转载量，且载体可被人体自然吸收。” 徐文华打了一个形象的比喻，4D打印干细胞载体技术，就像“创可贴”一样，能够贴在灼伤处，无需植皮手术、无需缝合且费用低廉，可显著降低患者痛苦，缩短修复周期，实现创面皮肤的快速再生修复。

相比于皮肤损伤的传统修复方法，4D打印干细胞载体项目能够减少患者的痛苦和医护人员的工作量。同时，载体材料来自于天然海洋提取物，在成本方面有很大优势，治疗效果和预后效果更好。

“课堂+实践+竞赛”新模式

谈及4D打印干细胞载体技术的落地，徐文华对《中国科学报》表示：“这项创新技术成果得益于学校的前期支持。”

青岛大学团委书记马林刚介绍，该校高度重视创新创业教育，构建了“3+5”创新创业教育生态体系——打造教育平台、众创空间平台、孵化平台“三大平台”和课程体系、训练体系、孵化体系、导师+体系、基金项目体系“五大体系”，力促形成“全过程、广覆盖、普受益、可持续”的综合性研究型大学创新创业生态，同时助力高素质创新型人才培养，组织起了“课堂+实践+竞赛”三位一体的创新创业组织模式。

在第七届山东省“互联网+”大学生创新创业大赛上，王子博带领的创业团队“肤源奇——全球4D打印干细胞载体的引领者”荣获了银奖并位列研究生创意组第一名。

“我们每年立项的大学生创新创业项目1100项，在校生参加大学生创新创业项目和学科竞赛参与率超过50%。” 马林刚告诉《中国科学报》，为营造双创氛围，学校建立了校院联动、部门协同的双创教育机制，比如学校专门设立年度大学生创新创业项目和创新实验专项经费415万元，并积极争取社会资源设立了500万元“杰正创新创业奖励基金”。

然而，4D打印干细胞载体这项创新技术面临着市场转化的困难。徐文华表示，国内目前对干细胞产品的审核流程较为严格，还需进一步追踪相关政策的变化，保证产品上市的审批流程能够顺利完成。同时，他们团队需要做完临床试验，进一步完善临床应用数据，争取早日获得相应的三类医疗器械备案证。

徐文华介绍，如今该项目的临床前期试验已经完成，并授权8项国内外发明专利，其中PCT专利10项，发表高水平SCI论文15篇，还与山东大学齐鲁医院、青岛市中心医院、河南省人民医院等十余家医疗机构达成了战略合作。

“目前，一期应用数据显示，超85%的患者应用效果良好，部分患者因自身较为虚弱、免疫能力较差及创面损伤程度较重，恢复周期较长。现在，该项目正在进行二期临床试验。”徐文华自信地说，“据调研，我们是国内首个利用4D生物打印技术制备干细胞载体并已获授权发明专利的团队，在全国范围内处于领先地位。”