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宁成云:专注研发生物医用材料“黑科技”
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  宁成云:专注研发生物医用材料“黑科技”
 
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  华南理工大学材料科学与工程学院教授、博士生导师。教育部新世纪优秀人才,入选省重大人才工程。长期从事生物材料的医用基础研究,包括骨科生物材料及其表面改性、生物材料的细胞/组织相容性等研究工作。主持了“十二五”国家973项目课题、国家基金项目和广东省产学研重大项目等课题和项目。

  “来张槎两年多时间,我深刻感受到了这里政府和园区的高效率,整体环境和城市配套都不错,创新创业氛围好。”自2017年带领团队落户张槎华南生命科学园以来,宁成云越来越相信自己当初的选择是明智的。

  作为长期从事生物材料医用基础研究的科研工作者,宁成云团队在华南生命科学园这个以健康产业为核心的新型健康产业园区找到了研究成果落地转化的理想之地。落户以来,宁成云团队已经研发出了生物活性人工关节、新型生物黏合剂等生物医用材料成熟产品。这些技术成果在产业化之后,预计将带来亿元级别的年产值。

  一个人才带来一个团队,一个团队带来一个项目,一个项目带动一个产业。将人才作为佛山改革发展的“第一资源”,在市、区、镇各级政府部门的关爱服务下,宁成云团队的创新创业力量正在蓬勃生长。

  “当初我们走过珠三角广州、深圳、东莞等好几个城市,最终还是觉得佛山好。”回忆起当初的选择,宁成云认为张槎华南生命科学园的创新创业环境、区位优势及城市生活环境给团队发展创造了良好空间。

  “产业配套好,从广州1小时可以到园区,且华南生命科学园的定位与我们团队的研究方向十分吻合。”在宁成云看来,佛山良好的产业基础以及园区的发展规划和配套服务让他“无法拒绝”。

  华南生命科学园位于华南创谷产业核心区,是一个以健康产业为核心的新型健康产业园区。园区通过搭建“人才双创、高企孵化、职业培训、教育科普”四大基地以及“创新创业、产学研投、交流转化、展销外贸、人才培训”五大平台,从规划设计创新、运营模式创新、服务体系创新等维度推进健康主题园区的建设。

  “科研成果落地转化,就是寻找合适的产学研平台,对科研人员来说很重要的就是能够心无旁骛地专注研究。”宁成云说,刚来华南生命科学园区,对市场环境以及工商、税务等办事流程都不太了解,心中有不少担忧。

  “没想到我的这些忧虑,市、区、镇,尤其是园区的负责人都为我考虑到了。”落户园区的时候,去政府部门办理手续时,园区负责人会开车专程带领他去对接。“园区负责人没空的时候,也会有专人负责跟进。”宁成云说,这样周到的服务让自己和团队十分感动,大家也能够安心在园区做研究。

  生物医用材料学涉及材料学、生物学和医学等相关学科,是当代科学技术中涉及多学科交叉领域之一。

  “我们现在团队十几人主要都是从事研发工作。”宁成云介绍,生物医用材料研究涉及多学科知识,一项产品从最开始形成概念,然后着手研究,到孵化形成产品,通过临床试验获得批准后产业化,一般都要五到十年时间。

  目前,宁成云团队已经研发出生物活性人工关节、新型生物粘合剂这两项技术比较成熟的产品。

  生物活性人工关节区别于普通人工关节,可通过表面改性技术使该类人工关节的涂层具有多孔结构和高的生物活性。“与普通人工关节相比,生物活性人工关节利于植入体与宿主组织形成骨性结合。”宁成云说,目前市面上生物惰性的人工关节产品,置换后易松动,具有高生物活性的人工关节则有望解决这一临床问题。

  “新型生物黏合剂则具有黏合、止痛、止血、促进愈合、抑制瘢痕等功能。”宁成云说,在手术后生物黏合剂可用于伤口黏合,避免二次伤害,缩短愈合时间,而且可以起到细小瘢痕的美容作用。

  据介绍,这两项研究成果已在前期动物实验中取得良好成效,接下来将根据国家食品药品监督管理总局(CFDA)要求开展产品的型式检验和临床试验等工作,在CFDA批准注册后可进入市场。

  生物医用材料产品主要用于治疗、修复和替换人体组织、器官或增进其功能,是研究人工器官和医疗器械的基础。随着人们对健康生活的追求以及社会人口老龄化加剧等原因,生物医用材料的市场需求不断增加,生物医用材料已成为世界各国的研发热点与前沿领域。

  人工关节是近30年生物医用材料发展最快的医疗器械领域之一。临床针对骨性关节炎、类风湿性关节炎、创伤性关节炎或关节疼痛、活动功能障碍以及骨关节的肿瘤等严重关节疾病,通过对患者施用人工关节置换术以植入体内,可即刻消除关节疼痛、恢复关节的正常活动功能,使长期受关节病痛折磨的患者手术后可以像正常人那样行走、爬楼,进行体育锻炼等活动。

  据统计,目前我国60岁以上老人中,有55%的人患有骨关节炎,全国约有1.2亿人患有此病。关节置换数量每年以超过30%的速度增加,市场理想容量200亿元以上。

  “以生物活性人工关节为例,这项产品在产业化之后,将形成数亿元的年产值规模。”宁成云说,通过国家级与省部级项目的支持,生物活性人工关节在重大关键技术方面取得突破性进展。生物医用材料领域,一项成果的研究需要比较长的时间周期,但同时带来的经济效益也相当可观。

  目前,宁成云团队还在攻关的一个项目是脊髓损伤修复材料的研发。“有患者脊髓损伤后,往往导致损伤节段以下肢体严重的功能障碍,针对脊髓损伤的预防、治疗和康复已成为当今医学界的一大课题。”宁成云介绍,目前这项研究已经进行了动物实验,接下来团队将进一步加强技术攻关,争取在五到八年时间内让产品进入临床使用。

  记者:近年来,佛山大力支持发展生物医药、新材料等战略性新兴产业,对发展这些新兴产业您有何建议?

  宁成云:佛山具有良好的产业配套,能够为生物医药、新材料等产业发展提供良好的条件。大健康产业是一项相对而言“见效慢”但“收益大”的产业,作为政府来说,要有长远眼光,舍得投入吸引高端人才集聚,以人才集聚带动项目建设,带动产业发展。

  宁成云:要多去感受当地政府、园区的政策和服务,以及整个城市的文化氛围。做选择很大程度是基于体验,多了解才能够作出明智决定。高校科研人员如果想出来创业,一定要对行业有充分了解,要有成熟的产品和技术。

  生物接触氧化法是生物膜法的一种,由池体、填料、曝气系统组成。细菌及菌类的微生物、后生动物等一类的微型动物在填料载体上生长繁殖,微生物摄取污水中的有机物作为养份,吸附分解污水中的有机物,微生物不断新陈代谢,保持活性,从而使污水得以净化。在溶解氧和食物都充足的情况下,微生物繁殖十分迅速,生物膜逐渐增厚,溶解氧和污水中的有机物凭借扩散作用,被微生物利用。当生物膜达到一定厚度时,氧气无法向生物膜内部扩散,好氧菌死亡,而兼性细菌和厌氧菌开始大量繁殖,形成厌氧层,利用死亡的好氧菌为基质,并在此基础上不断繁殖厌氧菌,经过一段时间后在数量上开始下降,加上代谢气体的逸出,使生物膜大块脱落。在脱落的生物膜表面新的生物膜又重新发展起来,在接触氧化池内,由于填料表面积大,所以生物膜发展的每一个阶段都是存在的,使去除有机物的能力稳定在一个较高的水平上。BOD去除率一般在80%-90%。

  在传统的污水生物处理技术中,泥水分离是在二沉池中靠重力作用完成的,其分离效率依赖于活性污泥的沉降性能,沉降性越好,泥水分离效率越高。而污泥的沉降性取决于曝气池的运行状况,改善污泥沉降性必须严格控制曝气池的操作条件,这限制了该方法的适用范围。由于二沉池固液分离的要求,曝气池的污泥不能维持较高浓度,一般在 1.5~3.5g/L 左右,从而限制了生化反应速率。水力停留时间( HRT )与污泥龄( SRT )相互依赖,提高容积负荷与降低污泥负荷往往形成矛盾。系统在运行过程中还产生了大量的剩余污泥,其处置费用占污水处理厂运行费用的 25% ~ 40% 。传统活性污泥处理系统还容易出现污泥膨胀现象,出水中含有悬浮固体,出水水质恶化。

  长沙晚报讯(记者 陈焕明)只要天气允许,吃过晚饭到后湖边走一走,这是家住麓枫和苑小区的彭爹的“固定动作”。“以前这里臭气熏天,我都不敢靠近,现在环境好了,风景美如画,感觉自己就像住在了景区里面。”彭爹说。这一切都得益于长沙启动的后湖水环境综合整治工程。记者昨日从市住建委获悉,目前后湖水环境综合整治工程已全面完工。经检测,整治完成后,后湖水质从原来的地表水劣五类变为地表水四类——景观娱乐用水标准。目前后湖景区正在进行驳岸景观扫尾施工,预计11月实现全面开园。

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  生活垃圾处理方法主要有焚烧、堆肥、机械处理和填埋等。垃圾在堆放、中转、挤压、运输、填埋或焚烧处理过程中会产生多种代谢产物和水分,形成成分极为复杂的高浓度有机废水——垃圾渗滤液;未经处理的垃圾渗滤液流经地表或渗入地下水后,破坏周围土壤的生态平衡,造成土壤或水源污染,将对环境造成严重的二次污染。

  以前为10S开10S关→现在10S开30S关,该曝气方式要求膜组件为偶数列。两列膜同时工作,可以降低75%能耗,在低流速和低污垢的情况下可降低50%能耗;该曝气方式降低了微生物的剪切力,提高了絮体结构及去除性。

  (4)改性后粉煤灰吸附的最佳条件:对150 mL 水样,吸附处理时间为100 min,pH 为5.8,粉煤灰投加量为4 g。

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  ②取四个待处理的废水各 500ml(无生化系统,可直接取原水,有生化系统,取二沉池出水)。

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