从材料科学突破到临床应用创新：有机仿生专家Gordon WALLACE教授于PAIR杰出讲座探索3D生物制造巨大潜力

2026年3月3日，来自澳洲沃隆港大学的Gordon WALLACE教授应邀莅临理大校园，主讲以「有机仿生与三维生物制造的突破及其临床应用部署」为题的理大高等研究院杰出学人讲座。活动吸引逾120名现场观众参与，及近16,000名网上观众透过各大社交媒体平台同步收看，反应热烈。

Wallace教授首先阐述了「有机仿生学」的核心概念，即利用如聚吡咯（Polypyrrole, PPy）等本征导电聚合物（ICPs），在电子设备与生物组织之间建立无缝接口。这些材料具备在氧化与还原状态间切换的能力，因而改变导电率和拓扑结构，形成一种动态的「生物通讯」管道。研究团队透过在聚合物中加入生长因子（如NT3），并配合电刺激，成功显著改善了神经突触（neurite）的生长。这项技术有望革新神经系统疾病的治疗模式带来突破，展现出透过调控细胞功能来激发神经分枝的增长。

讲座随后聚焦于材料加工技术方面的突破。Wallace教授指出，石墨烯和碳纳米管等先进材料通常难以使用传统方法加工。为解决此问题，他的团队研发出可加工的石墨烯水性分散液，并成功应用于湿法纺丝（wet-spinning）和3D挤压打印（3D extrusion printing）等创新制造技术。其中一项代表性突破成果是「Sutrode」，这种石墨烯基纤维电极，兼具手术缝合线般的柔韧性及高端植入物的电学特性。透过这部装置，研究人员发现了脾脏与迷走神经之间的直接通讯，此发现为「电子药物」（electroceuticals）在治疗炎症性疾病方面开启了全新的契机。

讲座贯穿着一个生动且鲜明的主题：「莫要独行」（Don’t Travel Alone）。Wallace教授强调，临床应用的成功关键在于临床医生、工程师和监管专家的跨学科合作。他展示了多个合作项目：

• 软骨再生： 「Biopen」是一款手持式3D生物打印机，供外科医生在手术中将载有干细胞的支架直接打印到膝盖损伤处。
• 胰岛细胞移植： 利用同轴3D打印技术以构建血管化结构，保护移植的胰岛细胞，为一型糖尿病治疗带来新希望。
• 角膜再生：利用电压缩胶原蛋白生物制造仿生角膜基质，应对全球捐赠角膜短缺的问题。
• 伤口愈合：以源自澳洲绿海藻中提取的多醣「Ulvan」制成生物墨水，模拟人体细胞外基质并加速皮肤愈合。

在总结中，Wallace教授谈到了「转化现实」，指出科研成果要走向临床，必须克服监管障碍、经济考虑和可扩展性方面等难题。他认为，这些挑战反能激发创新，推动研究人员在「第四维度」（即工程性能随时间的变化）中探索突破。他更鼓励下一代科学家将社会参与和商业信誉纳入研究，确保科研成果最终能造福社群。

讲座最后由潘乐陶慈善基金智慧能源研究院成员、能源材料讲座教授王连洲教授主持问答环节，现场及在线观众与Wallace教授进行了深入而精彩的交流。