把人體器官“微縮”進方寸間的芯片中，實現(xiàn)對人體功能的模擬，為藥物研發(fā)、精準(zhǔn)治療打開新思路……日前，東南大學(xué)生物科學(xué)與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院院長顧忠澤領(lǐng)銜的“人體器官芯片”項目再獲突破，已與藥企、三甲醫(yī)院展開密切合作。

為表彰優(yōu)秀學(xué)者在醫(yī)學(xué)與生物工程上取得的卓越成就，今年，美國醫(yī)學(xué)與生物工程院選舉產(chǎn)生了156位美國醫(yī)學(xué)與生物工程院院士，有11位來自中國，其中就包括顧忠澤。從少年班走出，留學(xué)日本，師從業(yè)界泰斗，獲得國家杰青，到如今作為行業(yè)科研的引領(lǐng)者，年過5旬的他，依舊葆有一身少年氣，邁步科學(xué)沙漠，無論旖旎或崎嶇，他都選擇一往無前。

少年班走出，立志用技術(shù)改變世界

做自己感興趣的事，并為這個世界帶來一些改變，這是很多人的人生夢想，但并不是所有人都有這樣的運氣。17歲時考上東大少年班，兩年多的“大工科”類學(xué)習(xí)，為顧忠澤奠定了堅實的理工科基礎(chǔ)，然而，直到大三選擇專業(yè)前，他還不清楚自己的方向，很幸運的是，一節(jié)熱血澎湃的科研講座，為他指引了道路。

“在我為專業(yè)方向迷茫躊躇時，我聽了一節(jié)時任東大校長韋鈺教授的講座，她說，學(xué)好生物醫(yī)學(xué)工程，可以提升國家醫(yī)療器械水平，造福人類。”顧忠澤回憶，正是那一次講座，喚醒了他心底的理想信念，用技術(shù)改變世界，造福更多人，是他投身生物醫(yī)學(xué)工程的最大初心。

當(dāng)下倡導(dǎo)的，打破專業(yè)壁壘、建設(shè)交叉學(xué)科，啟迪創(chuàng)新源動力，其實早在80年代的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)習(xí)中就有體現(xiàn)。顧忠澤笑稱，這是門被外界“低估”了的學(xué)科，很多人覺得“冷門”，但其實大熱門的電子學(xué)、醫(yī)學(xué)都與它相關(guān)，專業(yè)交叉性特點很強。“我們今天暢談的人工智能，不是一時興起的，在當(dāng)年我們學(xué)習(xí)專業(yè)課時，就已經(jīng)試圖將人工智能等技術(shù)嵌入醫(yī)學(xué)研究中。”顧忠澤打了一個形象的比方，生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)就相當(dāng)于生命健康學(xué)的“發(fā)動機”，它能推動醫(yī)學(xué)的發(fā)展。

打破學(xué)科壁壘，以融合思維率破“醫(yī)學(xué)+”創(chuàng)新關(guān)卡

思維不受限，科技創(chuàng)新才有更多可能性。學(xué)科交叉的跨界思維，一直驅(qū)動著顧忠澤攻破更多創(chuàng)新關(guān)卡，碩士、博士研究階段，他致力于將“材料學(xué)”思維引入到生物醫(yī)學(xué)學(xué)科中。

檢測、分析生物分子，是醫(yī)學(xué)研究的基礎(chǔ)性工作之一。然而生物分子太小，難以用肉眼區(qū)分。因此，生物分子檢測時往往需要一個載體。“很長一段時間，業(yè)界是用熒光微球做生物分子載體的，但是熒光微球會影響檢測的靈敏度。”顧忠澤研究發(fā)現(xiàn)，具有納米級微結(jié)構(gòu)的“光子晶體”，本身具有穩(wěn)定的“結(jié)構(gòu)色”，也可以用于標(biāo)識生物分子。由于“結(jié)構(gòu)色”材料一般不產(chǎn)生熒光，這類載體可以提高生物分子的檢測靈敏度。

“交叉集成”成為顧忠澤科研理念中，最為核心的特點。近年來，通過人體干細(xì)胞、生物材料、納米加工等前沿技術(shù)的交叉集成，顧忠澤帶領(lǐng)團隊，在芯片上研究、制作微縮器官，以實現(xiàn)對人體功能的模擬——跳動的心臟、呼吸的肺、流動的血管，一一被濃縮進方寸間的芯片內(nèi)。“只要從病人身體中抽取3毫升的血液，就可以利用干細(xì)胞、編程技術(shù)，將心肌細(xì)胞落進芯片里，可以模擬出病人真實的心臟環(huán)境。”顧忠澤團隊成員、東大蘇州醫(yī)療器械研究院開發(fā)總監(jiān)陳早早介紹，比如腫瘤病患，在接受藥物治療時，很有可能因藥物副作用傷及心臟，心臟芯片則可幫助檢測藥物對病患心臟的影響有多大，從而預(yù)防可能產(chǎn)生的藥物毒性。顧忠澤表示，器官芯片有望部分替代動物和臨床實驗，對藥物的毒性和療效進行測試。該項目已與恒瑞、正大天晴、先聲制藥等藥企合作，有望在3～5年內(nèi)服務(wù)于新藥篩選，以及患者個性化治療。

“要在基礎(chǔ)研究中，鉆得進去；研究透了，還要能跳得出來。”顧忠澤說，就個人而言，他更希望做出有應(yīng)用價值的科研，將基礎(chǔ)研究的成果寫在祖國大地上，這本身也是對理論的一種實踐與檢測。

以“行走大漠”的心境邁步科研路

科研的過程，就像在沙漠中徒步，也許你能找到玉石，也許撿到些石塊，也許就是一無所獲……顧忠澤以“行走大漠”的心境走著科研路，在他的辦公室櫥柜里，就放著幾塊石頭，正是他從戈壁灘上拾撿來的。

“比起科研結(jié)果，我更享受和在意科研的過程，我懷揣熱愛，在探索科學(xué)的道路中真誠付出，即便僅僅得到石頭，或者以實驗失敗的結(jié)果告終，我也不覺遺憾。”顧忠澤由此談到一個熱點——科研論文。在顧忠澤看來，科研人理應(yīng)重視論文，但是不能將論文功利化。他說，論文是科研人記錄試驗過程及結(jié)果的一種呈現(xiàn)方式，可以幫助后來者少走彎路，有助于接力式地促進科學(xué)進步。科研人應(yīng)回歸這種樸素的論文觀，擯棄浮躁之風(fēng)，把自己的才智貢獻給人類發(fā)展。

邁步科學(xué)沙漠，除了真誠之外，“眼光”和“素養(yǎng)”同樣重要。論科研眼光，顧忠澤提到自己的引路人——他的研究生導(dǎo)師，中國工程院院士、教育部原副部長、時任東大校長韋鈺。“早在上個世紀(jì)末，她就開拓式地成立分子與生物分子電子學(xué)實驗室，開啟了納米生物醫(yī)學(xué)研究。”顧忠澤深有感觸地說，優(yōu)秀的科研人應(yīng)當(dāng)以高遠的眼光洞察科研方向，既要結(jié)合實際、腳踏實地，也要望向星辰，擁有科研格局、前瞻性視野。

科學(xué)素養(yǎng)對于科研人而言，則類似于體力之于運動員，決定著能跑多久，能跑多遠。“科學(xué)素養(yǎng)是種綜合能力，其中包括誠信、道德，以及堅持。”顧忠澤由此提及自己的博士生導(dǎo)師、中國工程院外籍院士、光化學(xué)科學(xué)家藤島昭。“導(dǎo)師教導(dǎo)我科學(xué)研究需要潛心和堅持，實事求是不作假。”顧忠澤感受到其背后傳遞的科學(xué)精神：做研究者，不屈從不盲從，不向謬誤退讓，真知、真理是永恒的追求。

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