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栾世方研究员

 

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   栾世方研究员

 

中国科学院长春应用化学研究所高分子物理与化学国家重点实验室,研究员,博士生导师,山东威高集团副总工程师、中国合成橡胶工业协会专家委员会委员。先进高分子材料与医用转化组组长、医用植入器械国家工程实验室主任。发表SCI论文60多篇(10IF>8),他引900多次。负责项目14项,经费3500多万元。授权发明专利19件(美国1件)。  获得国家技术发明二等奖、中科院院地合作奖优秀产业化团队奖。现任中国生物材料学会青年委员会委员、中国合成橡胶工业协会专家委员会委员、中国工程院2035发展战略研究重点咨询项目专家、《Chinese Chemical Letters》青年编委、《材料导报》执行编委和国家科学技术奖专家。

教育和工作经历

2009-至今 中科院长春应化所,助研、副研、研究员
  2007-2009
威高集团植入器械国家工程实验室,博士后 
  2003-2006
中科院长春应化所,博士
  1996-2003
四川大学,学士、硕士

 

学术兼职

中国生物材料学会青年委员会,委员
 
威海市医药医疗器械行业协会,常务理事
 
海市产学研战略合作,特聘专家

 

主要荣誉

2012年,国家技术发明奖,机构:中华人民共和国国务院,排名第二
  2013
年,中科院院地合作优秀团队奖,机构:中国科学院,排名第二
  2008
年,山东省优秀博士后,授予机构:山东省人民政府

 

研究兴趣

生物医用高分子材料的表面与界面、抗感染医用高分子材料、功能型医用敷料、高端介入类医疗器械的微加工与精密成型

 

研究资助

作为项目负责人,先后主持国家自然科学基金青年科学基金、面上项目、中国科学院-威高高科技发展计划项目、吉林省科技发展计划项目、中科院院地合作项目、威海市产学研战略合作特聘专家支持项目、美国公司国际合作项目等项目11项,科研经费累计1000多万元。

 

研究领域和现状

医用高分子材料和器械用于诊断、治疗、修复或替换人体组织或器官或增进其功能,是保障人类健康和生存的必需品。从体外医疗器械行业的重要需求出发,围绕高分子改性方法与性能关系、表面与血液、细胞和细菌间作用关系两个关键科学技术问题,开展了从基础、应用基础到产业化的研发工作。

 

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1)抗菌医用高分子材料和器械

该方向为十三五国家重点研发计划重点专项和中科院应化所率先行动计划五个重要培育方向的研究内容。据世卫组织统计,细菌感染导致约4-6%的植入或介入类器械失效或缩短寿命,涉及数千万患者,巨额医疗支出。

主要开展如下研究:

1)细菌与高分子材料表面相互作用关系;

2)抗菌医用高分子材料和医用导管;

3)抗菌医用高分子材料和医用敷料。

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细菌感染导致4-6%/介入器械失效或缩短寿命,涉及数千万人,并增加巨额支出。目前,由于细胞毒性或产生耐药性,纳米银或抗生素杀菌剂制备的器械很难通过FDA认证。而抗粘附方式仅靠水化层来阻抗细菌,长效抗菌性不好。我们构建了核酸酶修饰的表面,利用核酸酶降解细菌生物膜内核酸,获得了优异的抗菌性能,且不引发耐药性,无细胞毒性。通过万能生物胶多巴胺涂层化学键合透明质酸抗粘刷和壳聚糖杀菌刷,结合抗粘刷和杀菌刷各自优点,获得了优异的抗感染性能。该方法仅为常温浸泡,简单高效,易于应用。构建亲水层的表面能抑制细菌粘附,然而接枝刷不致密或表面缺陷最终仍会导致感染。为此,我们构建了液体注入的滑移表面,由于表面覆盖了完整、平滑、稳定且可自修复的低表面能液膜,能很好地排斥滑移血液、微生物等水相环境,赋予表面优良的抗凝血和长效抗菌性能。

2)医用热塑性弹性体材料和器械
 
  热塑性弹性体(TPE)是替代软聚氯乙烯(PVC)、硫化橡胶和硅橡胶等医用柔性高分子材料的理想选择。主要开展如下研究:(1)医用TPE材料的功能化和高性能化;(2TPE医疗器械的研发,如:输注器械、医用导管和医用等。
 
  通过对TPE材料进行反应挤出熔融改性和表面改性等研究,解决了TPE材料力学性能和血液相容性较差的行业工业难题,研发了TPE医用新材料及其输注类医疗器械,成功地取代了对健康有潜在危害的医用软PVC材料和器械,并在威高集团实现了大规模工业化生产,将为我国每年上百人亿输注患者的治疗安全提供保障。为此,获国家技术发明二等奖、中国科学院院地合作奖优秀产业化项目团队。

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主要代表性论文


  [1]Facile fabrication of microsphere-polymer brush hierarchically   three-dimensional (3D) substrates for immunoassays, 
Chem Commun, 51: 6749-6752,   2015 (IF = 6.5)
  [2]Facile fabrication of lubricant-infused wrinkling surface for preventing   thrombus formation and infection, 
ACS Appl Mater   Interface, 7: 19466-19473, 2015 (IF = 7.1)
  [3]Nuclease-functionalized poly(styrene-b-isobutylene-b-styrene) surface with   anti-infection and tissue integration bifunctions, 
ACS Appl   Mater Interface, 6: 18078-18086, 2014 (IF = 7.1)
  [4]Fabricating a cycloolefin polymer immunoassay platform with a   dual-function polymer brush via a surface-initiated photoiniferter-mediated   polymerization strategy, 
ACS Appl Mater Inter, 6: 1971-1978,   2014 (IF = 7.1)
  [5]Ultrasonication assisted preparation of carbonaceous nanoparticles   modified polyurethane foam with good conductivity and high oil absorption   properties, 
Nanoscale, 6: 13748-13753,   2014 (IF =7.7)
  [6]Fabrication of a detection platform with boronic acid containing   zwitterionic polymer brush, 
ACS Appl Mater   Inter, 5: 13207-13215, 2013 (IF = 7.1)
  [7]Hierarchical polymer brushes with dominant antibacterial mechanisms   switching from bactericidal to bacteria repellent, 
Biomacromolecules, 17: 1696-1704,   2016 (IF = 5.5)
  [8]Infection-resistant styrenic thermoplastic elastomers that can switch from   bactericidal capability to anti-adhesion,
 J Mater   Chem B, 4: 1081-1089, 2016 (IF = 4.5)
  [9]High-efficiency immunoassay platform with controllable surface roughness   and oriented antibody immobilization, 
J Mater Chem B, 3: 7499-7502,   2015 (IF = 4.5)
  [10]Facile fabrication of bactericidal and antifouling switchable chitosan   wound dressing through a ‘click’-type interfacial reaction, 
Colloid   Surf B: Biointerfaces, 136: 7-13, 2015 (IF = 3.9)

主要科研项目

 [1] 国家自然科学基金面上项目,抗细菌粘附与杀菌双功能层状高分子刷体系的构建与性能,2015-2018 [5] 

[2] 威海市产学研战略合作特聘专家支持项目,热塑性弹性体密封材料与医疗器械,2015-2017

[3] 佛山市顺德产学研合作项目,高光表面环保耐低温改性工程塑料关键技术研发及产业化,2014-2016

[4] 中国科学院-威高高科技发展计划项目,血液采集类医用密封件材料与制件研发,2014-2016

[5] 国家自然科学基金面上项目,N-乙烯基单体辅助熔融接枝研究及其接枝聚合物表面性能,2013-2016

[6] 吉林省科技发展计划项目,热塑性弹性体生物医用新材料的制备及其性能研究,2013-2015

[7] 中国科学院-威高高科技发展计划项目,聚烯烃类材料的化学和生物改性及其在血液储存与输注器械中的 应用,2011-2014

[8] 高分子物理与化学国家重点实验室自主研究课题,苯乙烯类热塑性弹性体的化学修饰及其血液相容性, 2011

[9] 国家自然科学基金青年基金项目,聚乳酸的反应挤出高性能化研究,2009

[10] 中国博士后基金项目,聚乳酸的改性及其在一次性医疗器械中的应用,2008-2009 

主要论文

 [1] Facile fabrication of microsphere-polymer brush hierarchically three-dimensional (3D) substrates for immunoassays,Chemical Communications, 51: 6749-6752, 2015 (IF = 6.71) 

[2]Nuclease-functionalized poly(styrene‑b‑isobutylene‑b‑styrene) surface with anti-infection and tissue integration bifunctions,ACS Appl Mater Inter, 6: 18078-18086, 2014(IF = 5.98) [7] 

[3] Fabricating a cycloolefin polymer immunoassay platform with a dual-function polymer brush via a surface-initiated photoiniferter-mediated polymerization strategy,ACS Appl Mater Inter, 6: 1971-1978, 2014(IF = 5.98)

[4]Ultrasonication assisted preparation of carbonaceous nanoparticles modified polyurethane foam with good conductivity and high oil absorption properties,Nanoscale, 6: 13748-13753, 2014(IF = 6.73)

[5] Surface modification of cycloolefin polymer via surface-initiated photoiniferter-mediated polymerization for suppressing bioadhesion,RSC Adv, 4: 23528-23534, 2014(IF = 3.70)

[6] Enhanced biocompatibility of biostable poly(styrene-b-isobutylene-b-styrene) elastomer via poly(dopamine)-assisted chitosan/hyaluronic acid immobilization,RSC Adv, 4: 31481-31488, 2014(IF = 3.70)

[7] Functionalization and hemocompatibility of a styrenic thermoplastic elastomer based on its epoxidized precursor,J Appl Polym Sci, 2014, DOI: 10.1002/APP.40518(IF = 1.64)

[8] Fabricating antigen recognition and anti-bioadhesion polymeric surface via a photografting polymerization strategy,Mater Sci Eng C, 36: 57-64, 2014(IF =2.73)

[9] 含氟两亲性大分子单体的合成及其N-乙烯基单体辅助熔融接枝,高分子材料科学与工程,302):32-362014(徐僖院士纪念专辑邀请)

[10] Fabrication of a detection platform with boronic acid containing zwitterionic polymer brush,ACS Appl Mater Inter, 5: 13207-13215, 2013(IF = 5.98)

[11]Improved biocompatibility of poly (styrene-b-(ethylene-co-butylene)-b-styrene) elastomer by a surface graft polymerization of hyaluronic acid,Colloid Surf B: Biointerfaces, 102: 210-217, 2013(IF = 4.28)

[12] Surface functionalization of styrenic block copolymer elastomeric biomaterials with hyaluronic acid via a "grafting to" strategy,Colloid Surf B: Biointerfaces, 112: 146-154, 2013(IF = 4.28)

[13] Surface modification of poly(styrene-b-(ethylene-co-butylene)-b-styrene) elastomer via UV-induced graft polymerization of N-vinyl pyrrolidone,Colloid Surf B: Biointerfaces, 93: 127-134, 2012(IF =4.28)

[14]Improving hemocompatibility of styrene-b-(ethylene-co-butylene)-b-styrene elastomer via N-vinyl pyrrolidone-assisted grafting of poly(ethylene glycol) methacrylate,Polymer, 53(8): 1675-1683, 2012(IF = 3.76)

[15] Surface modification of poly(styrene-b-(ethylene-co-butylene)-b-styrene) elastomer via photo-initiated graft polymerization of poly (ethylene glycol),Appl Surf Sci, 258: 2344-2349, 2012(IF =2.53) 

授权专利

 [1] Resin compound containing a functionalized polypropylene and a functionalized styrenic thermoplastic elastomer, 2012,专利号:Pat. 8,119,702 [8] 

[2] 一种安全型血液或血液成分贮存容器及其制备方法, 2012,专利号:ZL200910066856.8

[3]一种具有双连续结构聚烯烃/聚酰胺合金材料的制备方法,专利号:ZL 201010125528.3

[4] 一种树脂组合物,2011,专利号:ZL 201010178834.3

[5] 一种抗辐照老化聚丙烯的制备方法,2011,专利号:ZL 200910067231.3

[6] 一种抗辐照老化聚丙烯合金的制备方法,2011,专利号:ZL 200910067229.6

[7] 一种安全型输液器及制备方法,2011,专利号:ZL 200910066853.4

[8] 降解型一次性注射器及制备方法,2009,专利号:ZL200710056253.0

[9] 一种高分子量高性能化聚乳酸的制备方法,2011,专利号:ZL200810050861.5 [8]