【线上直播】青年论坛：生物3D打印制造技术

讲师简介:

杨伟国，男性，香港城市大学物理及材料科学系本科毕业,香港大学医学院骨科硕士、博士、博士后学位。杨教授核心团队成员来自材料，医学，生物学，化学等不同专业，分别在香港大学医学院和香港大学深圳医院均有实验室研究基地。他团队的研究领域包括脊柱畸形及骨创伤、生物医用材料、3D生物打印、纳米抗菌材料等课题。他们先後於有关骨科医学、医学材料及材料科学的国际性期刊发表了超过280多篇SCI研究论文, 学术大会或邀请报告超过80次，并在多个区域性及国际性的学术会议上发表了290多篇研究报告。现在他的H-index(学术指标)达到69, 文章引用次数超过16,000次，在Clarivate Analytics的Essential Science Indicators（ESI）统计上，杨教授从2014-2021，连续至8年在生物材料领域被评为全球Top1％学者。

其研究项目获得多个本地大学、政府机构、国际骨科组织及公司拨款支持，拨款总额到现在大约为8300多万港币。此外, 他们的研究成果中, 共获取四十多个由美国专利发明局或其他国家颁发的发明专利。杨教授亦在多个骨科学会,生物医学学会及工程师学会取得专业会员资格。他曾获取由AO Foundation International 颁发的奖学金、香港科学会颁发青年科学家奖、香港工程师学会颁发青年工程师优异奖、第十三届COA学术大会的骨科基础青年研究二等奖和2019年度香港大学医学院最佳论文发表奖等，以表扬他在研究及开发生物医学材料的贡献。在专业服务领域，杨教授分别担任学术期刊Bioactive Materials（2020年影响因子：14.593，在生物材料领域排第一位）的副主编、中国生物材料学会表面工程分会委员、美国生物材料学会骨科材料组组长、华人生物材料协会秘书长、时任华人生物材料协会财务长和奖励委员会主任等职务。

杨教授在早年联同几位医学教授创立了OrthoSmart有限公司，时任公司首席执行官，现任公司董事。旨在把他们研发的成果转化为产品，让骨科病患者能够得到最佳的治疗。

讲座摘要：

金属离子如镁离子、锌离子和铜离子等二价正离子，已获证明在骨组织再生中具有重要价值。然而由于我们对这些二价金属正离子促进骨骼再生的具体分子细胞学机制了解不足，大大限制了其临床应用。近年来，神经科学领域对内感受（interoception）研究兴起，大量研究成果为中枢神经系统控制体内状态提供了新认知。事实上，骨骼系统作为人体最大的器官，由大量感觉神经和交感神经与中枢神经系统互相连接；而感觉神经末梢分布在骨组织中，负责识别并传送与疼痛、温度和机械刺激有关的讯号。同时，位于下丘脑的部分核团通过调节交感神经来控制骨内稳态。然而，金属离子通过骨内感受回路诱导骨组织再生的具体角色，目前尚未明确。

为了研究中枢神经系统在金属离子促进骨骼修复中的角色，由港大骨科杨伟国教授和美国约翰霍普金斯大学医学院曹旭教授共同领导的研究团队将可释放离子的水凝胶注射到小鼠骨折的股骨中。结果显示，在金属离子刺激下，巨噬细胞分泌的炎症因子，尤其是前列腺素E2（PGE2），可作为一种激活骨组织内感觉神经的炎症讯号。当传入神经感应到PGE2受体4的炎症讯号，便会将这内感受讯号传送至中枢神经系统。最后，这些讯号经脑部的交感神经系统，回传到骨骼损伤区域，并修复骨折部位。为了进一步证实相关发现，港大医学院和约翰霍普金斯大学团队利用多个基因转殖的小鼠模型来验证，结果证明早期炎症反应和相应的神经系统感受，均是组成骨内感受回路的关键部分。研究结果亦表明，金属离子诱导的骨骼修复过程，经由交感神经，由位于中枢神经系统的腹内侧下丘脑紧密调控。简单来说，这项研究结果揭示了一个未被认识的骨内感受回路（skeletal interoceptive circuit）—中枢神经系统借此感受并回传讯号至骨骼损伤区域，进而调控骨骼修复。研究结果已在2022年4月发表在国际学术期刊《Nature Communications》上。