创新铸就辉煌——记杭州电子科技大学教授史廷春

2012-10-10 05:20陈礼算
科学中国人 2012年23期
关键词:脊髓软骨人工

本刊记者 陈礼算

学术报告

他,出生于拥有“阳伯雍无终山种石得玉美丽传说”的河北省玉田县,毕业于盛满全国美誉的清华大学;他,踌躇满志,青年时就在科学界崭露头角,引人注目;他,意气风发,在创新的道路上走得越来越坚定,也越来越优雅。他就是杭州电子科技大学生命信息与仪器工程学院生物制造研究中心教授史廷春。

初识史廷春,没有人们印象中的理工科教授的呆板、沉闷,相反却多了几分风趣、幽默,他质朴中带着真诚,严谨中带着文雅。

说起自己的研究方向,史廷春教授略显激动,“生物制造概念出现的时间并不长,但很快就吸引了众多学者的跟进。国内许多高校和研究机构开展了相关研究。生物制造是一个交叉学科,涉及从信息到材料、从医学到工程科学诸多领域。”关于为什么要进行生物制造,他这样解释道,“器官移植已成为现代医学延长生命的重要手段。但是,由于供移植的器官来源有限,许多需要进行器官移植手术的病人往往在等待供体的过程中死亡,因此解决器官移植供体的来源问题刻不容缓。而采用生物制造方法获取人工器官,就成为取代同种和异种器官移植以及机电式人工器官植入的极具发展潜力的方法。”

从2003年在清华大学材料加工工程专业获得博士学位后,史廷春就积极地投身于科研事业,研究方向包括计算机应用、人工组织和器官的生物制造、生物医学影像的提取与反求设计、快速成形等多个方面。毕业十几年来,凭着自己的睿智和勤奋,好学和执着,他主持了很多科研项目,也获得了无数的荣誉。

小耳畸形是与生俱来的外观畸形和功能障碍,给患者带来重大的身心伤害。而目前的整形修复多为手工切取患者自体肋软骨或采用Medpor(模压支架)等进行,二者均不能很好地满足整形手术的要求。前者需对患者做两处手术,增加患者痛苦,外耳形态不逼真、欠美观;后者为标准尺寸和形状的外耳支架,无法与患者健侧外耳对称,做到个性化服务。因此,他申请并主持了“弹性整体式客户化复杂人体植入支架的研制”项目,为小耳畸形患者寻找更好的出路。

该项目是在“人工耳软骨支架快速成形研究”的基础上进行的深入研究,得到了浙江省科技厅大力资助。“此项目采用RP/RM(快速原型/快速制造)的原理,根据患者健侧外耳形状和结构的CT数据重构外耳并完成患侧外耳建模,在数字模型驱动下,完成人工耳软骨支架的熔融沉积制造。”史廷春教授介绍说。他成功了,该项目研制成了第一支生物相容材料客户化快速成形人工耳软骨支架,给小耳畸形患者带来了福音,真正做到了实用与美观的完美统一。这是前人所无法想象的,而史廷春凭着自己的大胆创新和过硬技术,使理论成为现实。

针对全国各大医院里难以攻克的技术难题,减缓病患者的痛苦,他又申请并主持了两项国家自然科学基金项目“陈旧性脊髓损伤双模态高仿生梯度组织工程支架研究”和“个性化数字模型驱动的生物制造人工喉关键问题研究”,前者是针对陈旧性脊髓损伤研究双模态仿生梯度组织工程支架的形貌与成分对脊髓神经组织再生与功能重建的影响规律,后者是基于患者MRI和CT医学影像,重构支撑喉的三维内外轮廓和生物物理结构的客户化、个性化带运动关节的3D软骨数字模型。

关于前项研究,史廷春教授说,总体目标是基于MRI和CT双模态数字影像,针对计算软组织低灰度差异研究新方法重构脊髓灰质和脊髓白质的三维内外轮廓几何与生物物理学模型。探索组合式支架对于阻止瘢痕组织的长入、预防脊髓空洞的生成、支架降解与细胞再生的规律,为探索组织工程化人工脏器的研究奠定理论基础。后项研究则采用兼具保护材料生物活性和复杂空间形状成形能力的弹性材料,直接成形喉软骨组织。

针对以上研究,史廷春分别申请了人工耳廓、桑蚕丝组织工程支架、人工喉软骨支架、组织工程脊髓支架等发明专利,部分申请已经授权,解决了许多医学上的难题,为医学界做出了重大贡献。他还结合这多项研究,发表国内外学术论文多篇。让自己的思想走出中国,走向世界,得到更多人的认可。

实践和成果充分证明了史廷春的聪明才智和高超的科研能力,他得到了社会和学校的普遍认可。2006年获得“杭州电子科技大学先进工作者”的称号、“自动化学院十佳优秀教师”的荣誉,2008年又被评为“杭州电子科技大学校级优秀教师”,2011年又当选为“杭州电子科技大学事业家庭兼顾型先进个人”,2012年光荣地成为年度校级优秀共产党员,等等。不仅这些,他还参加了各种国际交流会议,例如,2011年08月22日在 the 13th IEEE joint international computer science and information technology conference国际计算机科学与信息技术会议上担任分会场主席,2012年8月15日在2012 International Conference on Information Computing and Applications信息计算与应用国际会议上作 Life information and Bio-manufacturing大会主题发言,等等。虽然满载荣誉,但史教授在科研的道路上从来没有懈怠过,他一直在行走,一直在前进,并且走得相当潇洒。

“目前我们课题组进行的研究主要有三个方面”,谈到现状,史廷春教授兴致勃勃地说,“一是不降解的整形美容修复件,这一方向正在进行临床前的准备工作。二是可降解的具有复杂结构功能的组织支架,这一方面正在进行大动物试验,在小动物上面已经取得和满意的结果。第三方面就是刚刚开始的人工喉研究。喉结构比较复杂,不同于耳廓支架,只有简单的形状维持和声波收集功能。”说到第三方面,史教授略微停顿,之后又补充道,“它要满足形状维持、吞咽、呼吸、发声等诸多功能,结构细小,运动复杂,并且位置表浅。”说到预期目标,史教授解释道,“我们希望通过建立几何、物理模型,通过对病人喉软骨结构的个性化的优化数学表述,指导喉软骨支架材料的选配和成形,并对活动关节进行设计,以满足喉软骨诸多功能需要。”一个又一个的困难被史教授征服了,可是对他来说,似乎没有终点,他善于发现困难,敢于征服困难,并乐在其中。因此,他一直在创新,一直在进步,始终走在许多人的前面。

史廷春不仅在科研方面做得很出色,作为一名优秀的大学老师,他在人才培养方面也有着自己独到的见解。在教学科研工作中,他非常注重学生创新能力的培养和对先进成果的吸收消化能力的培养。他认为,“科研成果的取得离不开创新,但是创新又要继承和借鉴前人的研究基础,因此继承和创新是相辅相成的,继承的目的是为了创新。创新是在借鉴前人相关研究的基础上,解决领域内尚未解决或尚未很好解决的问题。”他这样教导学生,自己更是以身作则,始终追求创新,积极创新,坚持创新,一直坚守“无研究不创新,无创新不研究”。如此的创新精神非常值得我们去颂扬和学习。

敏锐的观察力、丰富的人文情怀,是不断进行深入研究的保障和动力,史廷春深切地明白这一点,所以他一直这样严格地要求自己和学生。多看,多思,多动手,多记录,史廷春有自己的一套方法。生物制造是一个交叉学科,涉及到诸多学科的很多方面,与其他学科不太一样,生物制造对研究者的要求更加严格。此领域的研究者除了具备一般科学研究人员的素质外,更应强调学科交叉,博采众长,积极吸收相邻学科的最新进展,不断改进自己的研究思想。而且无论相关领域中哪个领域的学者开始这方面研究,都能够为生物制造的发展贡献力量。所以,史教授希望有更多的专家学者能够加入其中,进行学科交叉,优势互补,共同攻关。

创新是史廷春铸就这样的辉煌业绩的必要条件,在科学攻坚的道路上,他始终把创新作为第一要素。希望他在生物制造领域,能坚持自己的原则,越走越远,为人类作出更大的贡献。

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