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  近些年，人們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到性生活對(duì)人類(lèi)健康和社會(huì)整體福祉的重要性。適當(dāng)?shù)男陨畈粌H能緩解個(gè)人壓力，維持家庭和諧，還能保持女性生殖器官健康。然而，意外懷孕是全球范圍內(nèi)頻繁產(chǎn)生的問(wèn)題，后續(xù)的墮胎會(huì)對(duì)婦女、家庭和社會(huì)具有嚴(yán)重影響。全世界每年大約有8500萬(wàn)例意外懷孕和4000-6000萬(wàn)例墮胎。墮胎不可避免地會(huì)損害女性子宮內(nèi)膜，這可能會(huì)導(dǎo)致月經(jīng)紊亂、子宮粘連、宮內(nèi)感染、習(xí)慣性流產(chǎn)，甚至終身不孕。雖然現(xiàn)有的避孕策略在人們的生活中得到了廣泛的應(yīng)用，但并沒(méi)有得到太多令人滿(mǎn)意的反饋。長(zhǎng)期服用激素避孕藥會(huì)導(dǎo)致內(nèi)分泌紊亂、糖耐量受損、肝功能異常，甚至增加患血栓性疾病的風(fēng)險(xiǎn)。避孕套使用不當(dāng)可能導(dǎo)致避孕失敗，使用乳膠可能導(dǎo)致過(guò)敏癥狀。根據(jù)世界衛(wèi)生組織關(guān)于2020年避孕方法有效性調(diào)查的報(bào)告，僅靠精卵融合阻斷、緊急藥物避孕和標(biāo)準(zhǔn)日期計(jì)算等傳統(tǒng)療法在避孕方面都是無(wú)效的。此外，盡管男性和女性絕育的再孕率都很低，但它們不符合避孕后生殖和保護(hù)未來(lái)兒童死亡風(fēng)險(xiǎn)的要求。因此，長(zhǎng)效可逆避孕的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)正在成為解決上述問(wèn)題的一種有希望的策略。

1. 生殖系統(tǒng)與受精過(guò)程

圖1.（A）男性的下丘腦-腦垂體-性腺軸，（B）女性的下丘腦-腦垂體-性腺軸

2. 用于多種途徑避孕的先進(jìn)生物材料

  根據(jù)世界衛(wèi)生組織發(fā)布的2020年避孕方法有效性調(diào)查報(bào)告，目前僅靠精卵融合阻斷和緊急藥物避孕等傳統(tǒng)避孕療法效果不理想。此外，盡管男性和女性絕育后的再孕率很低，但這不滿(mǎn)足避孕后再生殖和預(yù)防未來(lái)兒童死亡風(fēng)險(xiǎn)的要求。因此，長(zhǎng)效可逆避孕的研究和發(fā)展正成為解決上述問(wèn)題的發(fā)展前景廣闊的策略。

圖2. 先進(jìn)生物材料通過(guò)不同人體途徑避孕的應(yīng)用示意圖

  經(jīng)皮給藥系統(tǒng)：最近，可溶性微針貼片（DMN）已經(jīng)發(fā)展成為一種微米級(jí)的藥物載體用于進(jìn)入皮膚的給藥通道，通過(guò)只刺穿角質(zhì)層允許大分子藥物進(jìn)入，而不接觸神經(jīng)末梢，因此沒(méi)有明顯疼痛。DMN由生物相容性好和可生物降解的聚合物組成，可在體內(nèi)降解，以恒定的速度在皮膚中溶解，并逐漸釋放包裹的藥物。然而，如何提高藥物的溶解能力和載藥率仍是一個(gè)亟待解決的難題。

 圖3. 可溶解微針的微觀結(jié)構(gòu)、快速分離特點(diǎn)與性能檢測(cè)

  新型口服給藥系統(tǒng)：傳統(tǒng)的口服避孕藥需要在一個(gè)月經(jīng)周期內(nèi)連續(xù)服用21天，這大大增加了漏服藥物的風(fēng)險(xiǎn)和對(duì)人體的傷害。以生物材料為基礎(chǔ)的口服避孕預(yù)計(jì)將實(shí)現(xiàn)自我給藥，一次給藥效果最長(zhǎng)可達(dá)1個(gè)月。由于生物材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)越性，會(huì)極大地降低對(duì)胃腸道的損傷。

圖4. PDMS基六邊V型聚合物臂口服給藥骨架的設(shè)計(jì)

  可逆性輸精管閉塞：在傳統(tǒng)的男性避孕方法中，避孕套、激素避孕和輸精管結(jié)扎術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。但是，類(lèi)固醇的雌激素副作用和不可逆性輸精管結(jié)扎術(shù)后，出現(xiàn)了一種新的男性避孕方法。其特點(diǎn)是一次性干預(yù)，出現(xiàn)長(zhǎng)效，副作用低，可逆轉(zhuǎn)性。輸精管閉塞允許單一干預(yù)，易于管理，良好的避孕效果和可逆生育。而且這種方法對(duì)身體幾乎沒(méi)有副作用，對(duì)性體驗(yàn)的影響也很小。更重要的是，生物材料的選擇和設(shè)計(jì)使得這種方法可以避免使用激素。光和熱刺激是實(shí)現(xiàn)非侵入性生育恢復(fù)的替代手術(shù)選擇。

圖5. 長(zhǎng)效復(fù)合避孕水凝膠系統(tǒng)用于可逆性輸精管閉塞

  磁靶向與熱療：近紅外光照射造成的組織損傷限制了光熱療法在男性避孕的臨床應(yīng)用。因此，為了減小甚至避免損傷，用于男性避孕的納米納米還需要繼續(xù)優(yōu)化。氧化鐵納米顆粒由于其良好的生物相容性和生物降解性，可作為潛在的替代醫(yī)用納米顆粒。此外，氧化鐵納米顆粒還具有獨(dú)特的磁性和靶向特性，目前已廣泛應(yīng)用于癌癥治療和藥物載體平臺(tái)。

圖6. PEG@Fe₃O₄磁靶向睪丸避孕與亞磁熱療可逆性生育能力恢復(fù)

3. 總結(jié)與展望

  原文鏈接：https://jnanobiotechnology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12951-022-01329-5

作者簡(jiǎn)介：

  “生物材料與轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)”課題組負(fù)責(zé)人（PI）周祺惠博士，現(xiàn)為青島大學(xué)特聘教授/康復(fù)大學(xué)（籌）研究員（引進(jìn)高層次人才），入選首批山東省高等學(xué)�！扒鄤�(chuàng)科技計(jì)劃”立項(xiàng)支持“材料生物學(xué)”團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人和Biomedical Materials雜志優(yōu)秀青年學(xué)者。受邀擔(dān)任山東生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)理事和中國(guó)抗癌協(xié)會(huì)基因診斷專(zhuān)業(yè)委員會(huì)委員、《生物醫(yī)學(xué)工程研究》副主編、《精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)雜志》編委、Frontiers in Bioengineering and Biotechnology和Frontiers in Chemistry客座副編輯/專(zhuān)題編輯、Burns & Trauma和Military Medical Research青年編委。迄今為止，共發(fā)表SCI論文67篇，以第一/通訊作者發(fā)表45篇，影響因子大于8的共15篇，包括Chemical Reviews (IF=60.622，封面論文)，Advanced Functional Materials (IF=18.808), Science Advances (IF=14.136), Journal of Nanobiotechnology (5篇，IF=10.435)等，累積影響因子超過(guò)350；其中3篇入選ESI高被引論文，2篇入選熱點(diǎn)論文，論文被正面引用1768次，H-index為24。主持國(guó)家和省部級(jí)科研項(xiàng)目6項(xiàng)以及橫向合作項(xiàng)目，總經(jīng)費(fèi)500余萬(wàn)元。已申請(qǐng)世界和中國(guó)專(zhuān)利13項(xiàng)。出版專(zhuān)著1本&2章節(jié)。二十余本 SCI 期刊特邀審稿人，受邀為國(guó)際期刊審稿近100次。受邀擔(dān)任荷蘭科學(xué)研究組織（NOW-VIDI）評(píng)審專(zhuān)家、國(guó)家自然科學(xué)基金評(píng)審專(zhuān)家、山東省大學(xué)生科技創(chuàng)新大賽評(píng)審專(zhuān)家。

課題組招聘啟事

  團(tuán)隊(duì)研究方向以臨床問(wèn)題和實(shí)際剛性需求為出發(fā)點(diǎn)，基于“生物適配理念”借助化學(xué)、材料學(xué)和工程學(xué)策略設(shè)計(jì)制備“先進(jìn)生物材料”為工具，結(jié)合細(xì)胞與分子生物學(xué)、微生物學(xué)、組織工程與再生醫(yī)學(xué)、病理學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)等多學(xué)科，重點(diǎn)開(kāi)展生物材料與細(xì)胞的相互作用（包括對(duì)干細(xì)胞以及免疫細(xì)胞的調(diào)控）、組織修復(fù)與再生、抗菌/癌、止血和藥物可控釋放系統(tǒng)等方面的基礎(chǔ)和轉(zhuǎn)化應(yīng)用研究（課題組網(wǎng)站：https://www.x-mol.com/groups/BMTMers, 課題組微信公眾號(hào)：生物材料與轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)課題組）。

  課題組優(yōu)勢(shì)：（1）團(tuán)隊(duì)氛圍開(kāi)放、團(tuán)結(jié)和充滿(mǎn)活力，分工明確，多勞多得，鼓勵(lì)暢所欲言，具有足夠的空間去施展才華。（2）課題組具有獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)室（150平）和休息室。（3）Idea新穎，實(shí)事求是，論文質(zhì)量高、產(chǎn)出多。（4）本課題組崇尚“和諧”的氛圍、“積極進(jìn)取”的心態(tài)、“誠(chéng)實(shí)守信”的態(tài)度、“大膽質(zhì)疑”的精神、“合作互助”的工作方式。希望有志之士能加入該團(tuán)隊(duì)，一起享受科研的樂(lè)趣。

  課題組現(xiàn)招聘副研究員、助理研究員、博士后和科研助理，重點(diǎn)招聘材料科學(xué)與工程、有機(jī)/應(yīng)用化學(xué)、生物學(xué)、藥（劑）學(xué)、生物醫(yī)學(xué)工程、臨床醫(yī)學(xué)等專(zhuān)業(yè)。注重能力和工作態(tài)度，不在乎畢業(yè)院校和專(zhuān)業(yè)。鼓勵(lì)結(jié)合自己的研究經(jīng)驗(yàn)開(kāi)展新的研究方向。     副研究員與助理研究員工作具有山東省編制，工資待遇按照國(guó)家、山東省事業(yè)單位和學(xué)校有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，年薪20-30萬(wàn)，并提供相應(yīng)科研啟動(dòng)經(jīng)費(fèi)30-50萬(wàn)，購(gòu)房安家補(bǔ)貼30-50萬(wàn)，課題組具有各種績(jī)效、激勵(lì)和獎(jiǎng)勵(lì)政策（多勞多得，上不封頂）。符合青島市人才政策者，青島市發(fā)放15-25萬(wàn)人才安家補(bǔ)貼（夫妻雙方可同時(shí)享受）。

  畢業(yè)于軟科世界大學(xué)學(xué)術(shù)排名前200位高校、自然指數(shù)前100位高校和科研機(jī)構(gòu)（按最新版本）的博士，首次全職來(lái)魯?shù)�，可申�?qǐng)“直接給予”申請(qǐng)方式的，直接獲得山東省自然科學(xué)基金青年基金（15萬(wàn)）。

  課題組與青島市多家附屬醫(yī)院保持密切科研合作關(guān)系，可獲得優(yōu)質(zhì)的醫(yī)療保健服務(wù)。學(xué)校協(xié)助安排子女在青島市高新區(qū)優(yōu)質(zhì)基礎(chǔ)教育學(xué)校入托入學(xué)。