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塑料制品給現代生活帶來極大便利的同時，也正造成嚴重的環境問題。大多數塑料來自于石油產品，由于其極端的穩定性，廢棄后在環境中長時間也難以降解，最終造成持續性的環境污染問題。研發一系列可持續的高性能結構材料，以部分替代石油基塑料，是該問題最有希望的解決方案之一。現有的生物基可持續結構材料都受到機械性能較差或制造過程的過于繁瑣的限制，這些因素從成本和生產規模上制約了這類材料的應用。因此，引入先進的仿生結構設計來制造新型的可持續高性能結構材料將可以極大地提高這類材料的性能，拓寬其應用范圍，加速可持續材料替代不可降解塑料的進程。近日，中國科學技術大學俞書宏院士團隊將仿生結構設計理念運用于高性能生物基結構材料的研制，發展了一種被稱為“定向變形組裝”的新型材料制造方法，實現了具有仿生結構的高性能可持續材料的規模化制備。通過這種定向變形組裝方法，團隊成功地將纖維素納米纖維（CNF）和二氧化鈦包覆的云母片（TiO2-Mica）復合制備了具有仿生結構的高性能可持續結構材料。所獲得的結構材料具有比石油基塑料更好的機械和熱性能，有望成為石油基塑料的替代品。該工藝過程宜于放大，產品具有良好的可加工性和豐富多變的色彩和光澤，使其可以作為一種更加美觀和耐用的結構材料有望替代塑料。 該材料具有仿珍珠母的結構設計，這種仿生設計有效地改善了材料的力學性能。珍珠母所具有的磚-泥結構，使其可以基于普通的天然物質構筑高性能的材料，并兼具高強度和高韌性的優良特性。研究人員通過多尺度的仿生結構設計和表面化學調控，成功構筑了這種兼具高強韌特點的天然生物基可持續結構材料。二氧化鈦包覆的云母片作為仿生結構中的磚塊，一方面為結構材料提供了遠高于工程塑料的強度，另一方面，還通過裂紋偏轉等仿生結構原理，大幅提高了材料的韌性和抗裂紋擴展性能，為該材料作為一種新興的可持續材料替代現有的不可降解塑料打下了堅實的基礎。

項目成果/簡介:塑料制品給現代生活帶來極大便利的同時，也正造成嚴重的環境問題。大多數塑料來自于石油產品，由于其極端的穩定性，廢棄后在環境中長時間也難以降解，最終造成持續性的環境污染問題。研發一系列可持續的高性能結構材料，以部分替代石油基塑料，是該問題最有希望的解決方案之一。現有的生物基可持續結構材料都受到機械性能較差或制造過程的過于繁瑣的限制，這些因素從成本和生產規模上制約了這類材料的應用。因此，引入先進的仿生結構設計來制造新型的可持續高性能結構材料將可以極大地提高這類材料的性能，拓寬其應用范圍，加速可持續材料替代不可降解塑料的進程。近日，中國科學技術大學俞書宏院士團隊將仿生結構設計理念運用于高性能生物基結構材料的研制，發展了一種被稱為“定向變形組裝”的新型材料制造方法，實現了具有仿生結構的高性能可持續材料的規模化制備。通過這種定向變形組裝方法，團隊成功地將纖維素納米纖維（CNF）和二氧化鈦包覆的云母片（TiO2-Mica）復合制備了具有仿生結構的高性能可持續結構材料。所獲得的結構材料具有比石油基塑料更好的機械和熱性能，有望成為石油基塑料的替代品。該工藝過程宜于放大，產品具有良好的可加工性和豐富多變的色彩和光澤，使其可以作為一種更加美觀和耐用的結構材料有望替代塑料。 該材料具有仿珍珠母的結構設計，這種仿生設計有效地改善了材料的力學性能。珍珠母所具有的磚-泥結構，使其可以基于普通的天然物質構筑高性能的材料，并兼具高強度和高韌性的優良特性。研究人員通過多尺度的仿生結構設計和表面化學調控，成功構筑了這種兼具高強韌特點的天然生物基可持續結構材料。二氧化鈦包覆的云母片作為仿生結構中的磚塊，一方面為結構材料提供了遠高于工程塑料的強度，另一方面，還通過裂紋偏轉等仿生結構原理，大幅提高了材料的韌性和抗裂紋擴展性能，為該材料作為一種新興的可持續材料替代現有的不可降解塑料打下了堅實的基礎。

PET (聚對苯二甲酸乙二醇酯) 是通用高分子樹脂之一。對廢棄的PET塑料進行降解或回收 循環使用是PET產業中不可缺少的環節，是塑料資源實現可持續發展中的關鍵之一。PET的回 收方法主要分為物理回收、化學回收、物理-化學回收三種。目前PET化學回收工業化主要的 兩種方法分別是水解和醇解，在酸催化作用下酯鍵的水解，酸直接影響著反應進行的轉化率、 選擇性和速度，目前多使用硫酸，但存在以下缺點：強酸酸性對反應設備腐蝕、分離能耗高、 產品純化難、催化劑不能回收、產生大量酸性廢水。本項目首次合成專用固體催化劑，采用 新工藝降解聚酯PET (對其它類型的聚酯也同樣實現高效降解) 。該固體催化劑無毒、不腐蝕設 備、可循環使用、環境友好，能很好地解決目前PET降解中的難題。

? 礦化處理有機廢水技術利用添加劑產生高能量物質破壞污染物分子的化學鍵，使污染物分子由大變小，最終可以把污染物分子中的碳轉化為二氧化碳，從而消除有機物污染物，提高水質。該技術具有以下特點：不產生淤泥和二次污染物；可以處理含有較高鹽濃度的有機廢水；氣溫的變化對該技術的處理效果影響較小，炎熱的夏天和寒冷的冬季都可以降解廢水中的有機物；幾乎可以降解廢水中的各種有機物，尤其是高濃度的有機廢水；該方法工藝性能穩定，設備簡單，操作方便。工藝流程短, 處理單元少，具有實用性。芳香硝基化合物在自然資界中難

目前市場上的止血材料主要有纖維蛋白膠、膠原蛋白（如明膠海綿）、多微孔類無機材料等。但這些材料也具有一些缺點，如纖維蛋白膠源自血液，成本較高，且易傳染疾病；膠原蛋白單純依賴激活血小板止血，止血效果有限，且組織黏附性較差；目前統一的意見是殼聚糖類止血材料在輕度出血創面的應用中效果顯著，而對嚴重出血創傷的止血效果仍存在爭議，因此如何制備既具有快速止血功能，有具有較好親水性的殼聚糖基止血材料，是殼聚糖止血材料的一個重要的研究內容。本項目旨在提供一種殼聚糖納米纖維止血材料的制備方法及產業化技術

冠心病是一種因供應心臟本身血液的冠狀動脈管壁形成粥樣斑塊造成血管腔狹窄所致的心臟病變，極易引起血管栓塞等并發癥導致死亡，全世界每年冠心病患者達到上千萬例。除了藥物治療、搭橋手術等方法外，目前最主要的治療手段是采用冠狀動脈支架(Coronary Stent)進行介入治療。冠脈支架的使用可以顯著降低冠脈手術治療中急性缺血并發癥、阻止血管彈性回縮、擴大管腔從而改善了病人的生存狀態。經歷過第一代的裸金屬支架(BMS)和第二代的以不可降解高分子材料為藥物載體的藥物洗脫支架(DES)之后，目前的冠脈支架已經進入

本項目為國內首個冠脈生物可降解支架，項目由復旦大學附屬中山醫院與山東華安生物科技有限公司合作完成。 一、項目分類 關鍵核心技術突破 二、成果簡介 本項目為國內首個冠脈生物可降解支架，項目由復旦大學附屬中山醫院與山東華安生物科技有限公司合作完成。歷經15年基礎及臨床研究，XINSORB生物可降解支架目前已完成大規模臨床研究長期隨訪，研究顯示XINSORB可降解支架與對照組無統計學差異，顯示了和傳統藥物洗脫支架相當的有效性和安全性。 2020年3月4日XINSORB 可降解心臟支架（生物可吸收冠脈雷帕霉素洗脫支架系統）通過了國家藥品監督管理局審批并成功上市，XINSORB 可降解心臟支架是中國首款具有中國自主知識產權的生物可吸收支架，在支架技術創新發展史上具有里程碑式的意義。同時，完全自主研發產品標志著中國民族企業掌握了國際上僅有極少數跨國公司掌握的核心技術，使我們躋身世界可降解支架研究的前沿，為中國在高端醫療器械領域爭得了話語權，將促進我國相關醫療器械產業的快速發展。  目前，XINSORB 可降解心臟支架已經進入近百家醫院，完成約4000例支架植入，為心血管疾病患者提供了更為安全的治療方案，預計2022年可創造3億元年產值。

生物降解材料是生物材料中發展非常迅速的一類材料，廣泛用于藥物控制釋放、基因傳送、組織工程等領域。用這類高分子材料作為組織引（誘）導再生膜，在完成了它們的功能之后可以自行降解。1） 可降解皮膚引（誘）導隔離膜 特點：多孔梯度膜結構，使病損皮膚與空氣隔離，預防感染，同時引導皮膚組織再生，生長因子或生物活性物質的添加則可實現組織的誘導再生。2） 可降解骨組織引

4月22日，饒燏課題組與武漢大學宋保亮課題組合作在《藥物化學雜志》（Journal of Medicinal Chemistry）發表題為“降解對比抑制：開發靶向3-羥基-3-甲基-戊二酰輔酶A還原酶的降解小分子”（Degradation Versus Inhibition: Development of Proteolysis-Targeting Chimeras for Overcoming Statin-Induced Compensatory Upregulation of 3-Hydroxy-3-methylglutaryl Coenzyme A Reductase）的研究論文。HMGCR（3-Hydroxy-3-methylglutaryl Coenzyme A Reductase）是膽固醇（ cholesterol）合成途徑中的限速酶，并且是經典的治療血脂異常的藥物靶點。它的抑制劑（ statin,他汀類化合物）如阿伐他汀（atorvastatin,立普妥?，輝瑞）在臨床被用于預防和治療心血管疾病，并取得了極大的成功。但是有相當一部分人對他汀類藥物不耐受，比如會發生骨骼肌損傷等較為嚴重的副作用，這有可能與服用他汀類藥物后體內通過負反饋調節導致HMGCR補償性表達升高有關。因而在該工作中，研究人員利用蛋白靶向降解嵌合體（Proteolysis-Targeting Chimera, PROTAC）的技術，對HMGCR在進行降解而起到抑制膽固醇合成作用的同時可以避免HMGCR的高表達，從而有望降低副作用。 圖1.抑制劑與PROTAC對HMGCR的影響在該工作中，研究人員首先篩選出SRD15細胞系作為細胞測試的基礎，然后基于HMGCR的配體阿伐他汀和E3鏈接酶CRBN的配體泊馬渡胺進行了一系列的構效關系研究，發現化合物P22A作為PROTAC具有較好地降解活性（DC50~100 nM）。相比之下，抑制劑阿伐他汀對HMGCR引起了明顯的上調作用（圖1）。 圖2.抑制劑和PROTAC對LDLR和膽固醇的影響接下來，研究人員通過一系列的生化和細胞生物學實驗證實了PROTAC通過泛素-蛋白酶體系統發揮作用的機制；通過蛋白組學的研究發現抑制劑和PROTAC引起的組學應答也有很大不同。抑制劑和PROTAC對膽固醇合成抑制和通過SREBP通路引起的低密度脂蛋白受體（LDLR）表達水平上調的能力相當（圖2）。HMGCR是位于內質網上的八次跨膜蛋白, PROTAC對此類蛋白的降解能力往往有限，該工作首次證明利用PROTAC技術對內質網蛋白進行降解的可行性。另外，靶蛋白上調的現象還出現在很多其它的抑制劑中，該工作展示了面對此種情況時是PROTAC一個很好的應用場景。宋保亮課題組博士生李美欣和饒燏組博士后楊毅慶為本工作共同第一作者，饒燏和宋保亮課題組羅婕為共同通訊作者。本研究得到了國家自然科學基金、清華-北大生命聯合中心以及中國博士后基金的大力支持。原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jmedchem.0c00339

骨質疏松癥 (osteoporosis) 是一種以骨量減少、骨組織微細結構破壞導致骨脆性增加和骨 折危險增加為特征的系統性、全身性的骨骼疾病，多發于老年人和絕經后婦女。經皮椎體成形 術 (Percutaneous vertebroplasty，PVP) 和經皮球囊后凸成形治療術 (PKP) 已被公認為治療因骨質 疏松而導致的脊椎椎體壓縮性骨折的最佳手段。目前該項目已攻克并形成可膨脹球囊的制備工 藝、定型儀器設備，形成了產品性能測試標準及方法。 目前達到的技術指標：可膨脹球囊在體外球囊可承受200 psi的壓力5次以上，最大耐受壓 力為不低于300 psi，導管最大直徑為3.40 mm。