——記蘇州大學紡織科學與工程學科教授盧神州
“春蠶到死絲方盡，蠟炬成灰淚始干?！边@句流傳千古的詩句生動描述了春蠶與蠟燭甘于奉獻的精神，春蠶一直到死都在吐絲，蠟燭燒成灰才停止眼淚。人們生動地把教師比作“春蠶”，是對老師的無私奉獻精神和高尚品質(zhì)給予的高度評價。人們歌頌蠟燭，是因為蠟燭默默地燃燒著自己，用自己的光去照亮別人，直至將自己燃盡。其寓意是說起蠟燭這種品質(zhì)，人們就聯(lián)想到敬愛的老師，老師把自己的知識傳授給學生，用智慧和品格之光給學生照亮前進的航程。
古代“絲綢之路”將中國先進技術生產(chǎn)的蠶絲帶往世界各地，形成科技與文化的交流通道。隨著科技發(fā)展，蠶絲有了更深更重要的用處，除了做面料以外，還應用于生物醫(yī)用領域，令古老的材料煥發(fā)出新春。蠶絲是天然蛋白纖維，由絲膠蛋白與絲素蛋白構成。其中絲素蛋白含量約占蠶絲的70%左右，是容易提純的結(jié)構蛋白。雖然是異種蛋白，但是其免疫原性極低，不會受到免疫系統(tǒng)的攻擊，是能夠應用于人體的蛋白材料。在研究蠶絲蛋白的路上，許多科學家像春蠶一樣獻出了自己的辛勞，付出了一生心血。蘇州大學紡織科學與工程學科的盧神州教授就是其中杰出的一位。作為科學家的他，將青春獻給了科學事業(yè)，無怨無悔。作為老師的他，指導學生碩士畢業(yè)且獲得諸多獎項，他就像蠟燭一樣，照亮了學生們的前進的路程。
蘇州美景天下知，蘇州才子名神州
常人皆道：“上有天堂，下有蘇杭”，這個典故出自宋?范成大《吳郡志》：“諺曰：‘天上天堂，地下蘇杭?！币馑际侵柑焐咸焯檬亲蠲赖?，人間的蘇杭是最美的，形容蘇州、杭州的美麗、繁榮與富庶。
蘇州美景天下皆知，從古至今留下了無數(shù)詩詞佳句。比如，“曲終過盡松陵路，回首煙波十四橋?！薄鞍胄寻胱砣諒腿?，花落花開年復年。”“君看一葉舟，出沒風波里?！?????如此世間美景，當有才子吟詠，方不負這蘇州的大好河山。蘇州這個自古以來的人杰地靈之地，更是出了不少人才。而在當今的蘇州，這些人才自然分布在了蘇州的各個大學里。在蘇州的眾多大學里，蘇州大學首屈一指，蘇州大學(Soochow University)，簡稱“蘇大”，坐落于蘇州，國家“211工程”重點建設高校，國家國防科技工業(yè)局和江蘇省人民政府共建高校，國家“雙一流”世界一流學科建設高校，全國博士研究生教育綜合改革試點高校，江蘇省屬重點綜合性大學，首批入選“2011計劃”、“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”、“卓越醫(yī)生教育培養(yǎng)計劃”、“國家大學生創(chuàng)新性實驗計劃”。并且蘇州大學歷史悠久，歷經(jīng)百年時光。從1900年創(chuàng)辦的學校前身東吳大學開始，蘇州大學就為國家輸送了不少人才。與古時不同，蘇州才子不再執(zhí)著于美景詩詞。不說別的，蘇州大學的紡織科學與工程學科是江蘇省的重點學科，該學科就走出了許多科學家。
蘇州大學紡織科學與工程學科擁有一級學科博士點、博士后流動站和全國紡織高校唯一的國家工程實驗室，紡織科學與工程學科獲江蘇高校優(yōu)勢學科建設工程一期、二期項目。在2017年全國高校一級學科排名中，蘇州大學紡織科學與工程學科排名第三。已形成以紡織絲綢為特色的優(yōu)勢學科群，與眾多企業(yè)和研究單位建立了戰(zhàn)略聯(lián)盟或合作關系，與日本信州大學、英國曼徹斯特大學、法國魯貝國立高等紡織學院等國外院校保持著穩(wěn)定的合作關系，在國內(nèi)外均有較大影響。目前，中國的紡織工業(yè)正在從紡織大國向紡織強國發(fā)展，新的紡織發(fā)展形勢和本學科已具備的優(yōu)良教學和科研條件，決定了本學科將具有很好的發(fā)展?jié)摿颓熬?。而在蘇州大學擔任教授的盧神州是該學科的杰出代表。
盧神州，1974年6月生，博士，教授，博士生導師，1996獲南京大學高分子材料專業(yè)理學學士學位;2003獲蘇州大學應用化學工學碩士學位;2006年獲蘇州大學紡織工程工學博士學位。2007-2008 美國麻省Tufts大學生物工程系訪問學者。盧神州多年來奮斗在天然高分子材料研究第一線，迄今為止主持國家級、省部級項目8項，發(fā)表論文100余篇，其中SCI、EI收錄70余篇，1區(qū)TOP期刊論文4篇，申請發(fā)明專利56項，已獲得國家發(fā)明專利授權28項，獲省部級獎2項，市廳級獎3項，江蘇省優(yōu)秀碩士論文指導教師。目前從事蠶絲蛋白生物材料方面的研究，在微針透皮釋藥，組織修復方面等方面具有較深入的研究。主要研究方向為蠶絲纖維材料，高分子生物材料。主講課程為紡織化學，紡織應用化學，紡織有機化學，納米材料導論，生物化學。指導研究生27人，其中已畢業(yè)18人。
盧神州主持的科研項目有可注射絲素蛋白彈性水凝膠及其用于角膜修復的研究，絲素蛋白智能微針經(jīng)皮給藥系統(tǒng)，低免疫原性絲素蛋白工程化制備技術及其產(chǎn)品開發(fā)，絲素蛋白微針透皮給藥系統(tǒng)的研究，絲素蛋白彈性水凝膠快速凝膠化機制及其生物學性能的研究，絲素蛋白溶液自組裝及可注射水凝膠的研究，可注射絲素蛋白水凝膠用于骨缺損修復的研究，綠色方法構建絲素蛋白納米微球及其控釋體系的研究，多酚氧化酶改性蠶絲體系的構建及其構效關系研究，絲素蛋白微球的制備及其可控釋放研究。
盧神州的努力沒有白費，他獲得了社會各界的贊譽，這是對盧神州的研究成果的肯定。絲蛋白人工皮膚獲中國紡織工業(yè)協(xié)會科學進步三等獎，獲蘇州市自然科學優(yōu)秀學術論文一等獎，獲中國紡織工業(yè)聯(lián)合會科學技術進步獎二等獎，蠶絲蛋白—羥基磷灰石復合材料獲第十屆江蘇紡織技術創(chuàng)新獎。生物醫(yī)用柞蠶絲素蛋白材料的關鍵技術研發(fā)獲2014年香港桑麻紡織科技獎二等獎等，蠶絲新用途—分子運輸車，榮獲2016年“眾創(chuàng)未來，圓夢吳江”，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽二等獎，蘇州大學交行教學獎，江蘇紡織青年科技獎等。
不僅如此，作為教授的盧神州，為人師表，桃李滿天下。研究蠶絲蛋白的他，也像春蠶一樣，奉獻到底，吐出知識，吐出希望。又像蠟燭一樣，照亮了學生們的前途。所謂嚴師出高徒，盧神州作為指導教師，還指導學生們獲得了許多獎項，在培養(yǎng)下一代科學家上，盧神州奉獻了自己的知識與耐心。以下就是盧神州作為指導教師后，學生們獲得的獎項：再生絲素可注射原位水凝膠的制備與表征，獲得江蘇省優(yōu)秀碩士論文;絲素蛋白水凝膠的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化獲第五屆“創(chuàng)業(yè)姑蘇”青年精英創(chuàng)業(yè)大賽獲獎，絲素蛋白溶脹微針給藥系統(tǒng)獲第十四屆挑戰(zhàn)杯江蘇賽區(qū)三等獎，給你的微笑護航-基于絲素蛋白光固化水凝膠的口腔修復獲得全國紡織類高校大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽“旭日杯”全國總決賽二等獎，基于絲素蛋白光固化水凝膠的口腔組織修復，獲海外創(chuàng)業(yè)優(yōu)勝獎等。
一生執(zhí)著，碩果累累
每個人在孩童時都有過夢想，那是人最初的信念，最單純的熱愛。有多少人在孩提時代說：“我要當一個科學家!”然而又有多少人一直堅持最初的夢想和曾經(jīng)的熱愛，最終走到了理想的彼岸呢?太少太少。大多數(shù)的孩童在成長的路途中，選擇了忘記最初的夢想，大多數(shù)都在平凡的崗位上，庸庸碌碌，偶爾想起那個曾經(jīng)對未來充滿希望的自己，也會生出迷茫。
而那些堅持最初信念的科學家們是最值得我們尊敬的，他們用一生詮釋了一生只做一件事。盧神州就是這樣的人，在研究蠶絲蛋白上，盧神州不辭辛苦，不忘初心，為了心底那個夢想于信念，不斷前行，不斷進取，最終收獲了累累碩果，鑄就了科學事業(yè)的成功。
1、建立了蠶絲蛋白聚集態(tài)結(jié)構變化的規(guī)律
盧神州研究了絲素蛋白在各種環(huán)境中的結(jié)構變化情況。對于絲素蛋白結(jié)構的形成與變化有了較深的認識。通過各種小分子與絲素蛋白的共混成膜，研究小分子的極性對于絲素蛋白的影響，發(fā)現(xiàn)絲素蛋白的結(jié)構受到小分子化合物極性的影響，極性較小的水溶性化合物可以促進絲素蛋白向β-折疊結(jié)構轉(zhuǎn)變，形成絲素Ⅱ型結(jié)晶結(jié)構;極性較大的小分子化合物則阻礙β-折疊結(jié)構的形成，使絲素蛋白保持在亞穩(wěn)定的絲素Ⅰ型結(jié)晶結(jié)構。這種絲素Ⅰ型結(jié)晶結(jié)構可以長期穩(wěn)定存在，并不像以前認為的不穩(wěn)定，很快就會轉(zhuǎn)變成絲素Ⅱ型結(jié)晶結(jié)構。
這種結(jié)構變化的規(guī)律對于認識絲素蛋白在蠶體內(nèi)如何轉(zhuǎn)變，以及蠶絲的形成具有重要意義?？梢岳眠@種規(guī)律制備出比較純的絲素Ⅰ型結(jié)晶，從而進一步研究蛋白質(zhì)的結(jié)構變化，盧神州為蛋白質(zhì)的結(jié)構變化在傳統(tǒng)的α-螺旋結(jié)構、β-折疊結(jié)構、β-轉(zhuǎn)角結(jié)構之外提供一種新的規(guī)整結(jié)構，便于人們對于蛋白質(zhì)性質(zhì)的研究。盧神州通過控制絲素蛋白的結(jié)晶結(jié)構以及兩種結(jié)晶結(jié)構的比例，可以獲得不同結(jié)晶結(jié)構的絲素蛋白材料，從而可以控制其機械性能，特別是控制材料的降解行為。使其可以應用在不同降解時間要求的生物醫(yī)用材料。
在此基礎上，盧神州提出了一種新的制備多孔絲素材料的方法-冷凍結(jié)晶法，探討了這種方法中孔隙的形成機理，制備了多孔絲素材料，測定了其結(jié)構與性能。結(jié)果表明，冷凍結(jié)晶法制備的多孔絲素材料，其結(jié)構主要為絲素Ⅰ型結(jié)晶結(jié)構。這種三維多孔材料可用于組織工程，其降解速度比絲素Ⅱ型結(jié)晶結(jié)構的多孔材料快，可以改善絲素蛋白降解較慢的缺點。
盧神州進一步研究了功能蛋白在絲素蛋白中的活性保持情況，發(fā)現(xiàn)功能蛋白能夠在絲素蛋白材料中保持較長時間的活性，有可能用于蛋白多肽類藥物輔料，達到長時間保持活性，長時間釋放的要求。
這方面的研究成果發(fā)表論文17篇，其中1區(qū)TOP期刊一篇。授權發(fā)明專利7項，申請發(fā)明專利 4項。相關研究成果將能促進蠶絲結(jié)構變化理論，推動蠶絲在紡織學科中的應用與進步，還能為蠶絲纖維制品的產(chǎn)品開發(fā)做出貢獻。其中專利一種難溶于水的透明絲素蛋白膜及其制備方法已經(jīng)轉(zhuǎn)讓給昆山韋睿醫(yī)療科技有限公司，并與該公司展開合作開發(fā)負壓吸引器及其收集裝置。
2、研究蠶絲蛋白溶液結(jié)構轉(zhuǎn)變機理，獲得了可注射彈性絲素蛋白水凝膠的制備方法。
盧神州通過研究絲素蛋白在水溶液中的結(jié)構變化，探討絲素蛋白溶液的穩(wěn)定性，理解蠶吐絲過程中的結(jié)構變化，為體外真絲再生提供基礎，并獲得各種形成絲素蛋白水凝膠的方法。
盧神州以此研究為基礎，提出了一種新的制備絲素水凝膠的方法：超聲波振蕩法。研究了不同超聲時間、超聲功率對于凝膠化時間的影響，可以縮短凝膠化時間，體外制備水凝膠。盧神州還研制了一種可注射絲素蛋白水凝膠，注射入人體，溫度升高至體溫后，可以在20分鐘以內(nèi)體內(nèi)原位形成水凝膠。通過探討小分子表面活性劑對于絲素蛋白凝膠化時間的影響，可用于藥物緩釋的可注射水凝膠，用于癌癥的治療。再此基礎上，盧神州研制了一種瞬間形成絲素蛋白凝膠的方法，通過改變絲絲蛋白溶液的親水疏水環(huán)境，使絲蛋白瞬時形成水凝膠，該水凝膠具有很好的彈性，具有一定的抗菌能力，能夠用于創(chuàng)面保護材料，制備水性創(chuàng)口貼。
在該方向上，盧神州研究成果發(fā)表論文15篇。授權發(fā)明專利3項，申請發(fā)明專利7項，有關研究成果促進了蛋白質(zhì)水溶液結(jié)構變化理論以及自組裝理論的發(fā)展，推動了絲素蛋白在紡織學科中的應用與進步，還為蠶絲纖維制品的產(chǎn)品開發(fā)做出貢獻。
3、研究了絲素蛋白納米自組裝的原理
盧神州分析了絲素蛋白氨基酸組成的一級結(jié)構，從嵌段高分子的角度研究了絲素蛋白的自組裝機理。絲素蛋白可以看成是具有嵌段結(jié)構的高分子，具有親水疏水鏈段，可以降低水的表面張力，通過親水疏水自組裝，在溶液中可以組裝成納米微球與納米線。
在此基礎上，盧神州進一步分析了溶液中絲素蛋白的組裝過程，通過離子與小分子的加入，加上超聲波與攪拌作用，促使絲素蛋白組裝成納米顆粒，用于藥物的釋放，可以獲得藥物控釋載體。研究了帶不同電荷的藥物與絲素蛋白納米顆粒的結(jié)合，發(fā)現(xiàn)絲素蛋白與帶正電荷的藥物具有較強的結(jié)合力，將大大降低藥物的釋放速度。另外研究了不同pH值下藥物釋放的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)該微球控釋體系具有pH敏感性，在低pH值下，藥物能夠較快的釋放，而在中性或者高pH下，藥物釋放緩慢，這樣將能夠使癌癥治療藥物阿霉素在癌細胞內(nèi)的低pH值環(huán)境下快速釋放，從而降低藥物在正常細胞中的釋放，降低毒性與副作用。
在該方向上，盧神州研究成果發(fā)表論文3篇。授權發(fā)明專利5項，有關研究成果能促進藥物釋放的研究。該絲素蛋白納米顆粒同樣具有抗紫外線的能力，其中專利一種絲素蛋白納米球的制備方法已經(jīng)轉(zhuǎn)讓給廣東圣蜜生物科技有限公司，并與該公司展開合作開發(fā)納米顆粒在化妝品方面的應用，目前正在產(chǎn)業(yè)化。
4、絲素蛋白用于軟組織工程構建人工皮膚的研究
盧神州與同事一起研究了冷凍下冰晶生長多以冷凍干燥過程中多孔結(jié)構形成的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)冷凍條件的改變可以形成不同多孔結(jié)構的絲素蛋白材料，通過調(diào)節(jié)水蒸氣的處理時間與溫度，可以形成穩(wěn)定貫通的多孔材料，用于軟組織工程的研究。細胞能夠在多孔絲素蛋白材料中粘附，增值。多孔絲素蛋白材料植入體內(nèi)后能夠維持較長時間后降解，滿足了創(chuàng)口對于植入物穩(wěn)定的需求。動物實驗發(fā)現(xiàn)，絲素蛋白無免疫原性，降解產(chǎn)物無毒無刺激性，不會引起長期的感染，是良好的組織修復材料。
在此基礎上，研究了絲素蛋白植入體內(nèi)后，組織修復的過程。發(fā)現(xiàn)多孔絲素蛋白材料能夠富集成纖維細胞生長因子以及血管生長因子等細胞因子，誘導血液中的骨髓間充質(zhì)細胞的集聚，刺激毛細血管的生成，從而提供血供，加快創(chuàng)面的愈合。進一步研究了絲素蛋白人工皮膚，用于燒傷創(chuàng)面的治療。
在該研究方向上發(fā)表論文5篇，獲得授權發(fā)明專利3項，有關研究成果對于中國組織工程的研究，高端醫(yī)療器械的自主化具有重要意義。
5、絲素蛋白微針透皮釋藥系統(tǒng)的研究
藥物注射給病人帶來極大的痛苦，然而多種藥物只能通過注射給藥，特別是一些蛋白多肽以及核酸類藥物，微針透皮給藥則提供了一種新型給藥途徑。盧神州通過研究微針成型的過程，應用絲素蛋白納米組裝的機理，在常溫，水溶液下制備出了適合透皮給藥的絲素蛋白微針系統(tǒng)，可以穿透表皮而不破壞真皮，從而達到無痛給藥的目的。
在此基礎上，盧神州在微針中加入胰島素，研究了胰島素在微針中的透皮釋放規(guī)律。制備的溶脹型絲素蛋白微針，其載藥率大大提高，釋藥率得到了很好的控制，300針的絲素蛋白載胰島素微針系統(tǒng)，就可以滿足糖尿病人2天的胰島素用量。在微針中裝載玻尿酸與肉毒素，將能用于微針抗皺，滿足人們對于抗衰老的需求。進一步裝載疫苗或者抗感冒藥，將大大緩解兒童病人打針的痛苦。
該方向的研究成果發(fā)表論文2篇，獲得授權發(fā)明專利兩項，授權實用新型發(fā)明專利4項，申請發(fā)明專利 7項。有關研究成果對于緩解病人痛苦，提供新型的釋藥途徑，研究新型的醫(yī)療器械具有重大意義。
既有“上有天堂，下有蘇杭”的美景，又有不辭辛苦，默默奉獻的現(xiàn)代科學家。傳統(tǒng)與現(xiàn)代，由一根“絲”牽著，在蘇州這個古老的城市里獲得了完美的結(jié)合。感謝這些科學家，是他們通過探索未知，研究新的發(fā)現(xiàn)。相信會有更多像盧神州一樣的科學家，改善人民生活，令這個古老的神州大地之上，煥發(fā)勃勃生機!
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