近日，南昌大學(xué)在光健康材料領(lǐng)域再次實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破。光健康新材料技術(shù)方向負(fù)責(zé)人王小磊教授以雞尾酒為靈感，率先開發(fā)出光控男性避孕技術(shù)。相關(guān)論文在國際知名學(xué)術(shù)期刊ACS nano（影響因子13.709）中發(fā)表，南昌大學(xué)為論文的唯一通訊單位，同時(shí)也是唯一的專利持有單位。

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該項(xiàng)技術(shù)的主要完成人員

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在了解光控男性避孕技術(shù)之前

讓我們先來了解一下傳統(tǒng)的男性避孕技術(shù)吧

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男性避孕技術(shù)

男性避孕技術(shù)一直是世界公認(rèn)的生物醫(yī)學(xué)難題，古斯塔夫阿道夫?qū)W院就曾在第53屆諾貝爾大會(huì)，對(duì)于這項(xiàng)全球范圍的技術(shù)挑戰(zhàn)，進(jìn)行過專題研討。

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男性避孕技術(shù)

被列為2017年諾貝爾大會(huì)的研討主題之一

美國的比爾蓋茨也曾經(jīng)設(shè)立專項(xiàng)基金，鼓勵(lì)世界各地的科研機(jī)構(gòu)解決這一難題。目前，雖然國際各大機(jī)構(gòu)相繼提出了一些解決方案，但依舊存在成本較高，失敗風(fēng)險(xiǎn)大等問題，因此難以真正走向臨床。而且，值得一提的是，目前國際上較為認(rèn)可的幾項(xiàng)技術(shù)提案，盡管都具備抑制精子活性的特點(diǎn)，但使用對(duì)象依舊是女性，不能稱之為真正意義上的“男性”避孕技術(shù)。

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基于這一問題，南昌大學(xué)王小磊教授從雞尾酒得到靈感，提出了一條全新的四層雙效光敏凝膠技術(shù)方案，從而在國際上率先實(shí)現(xiàn)了真正由男性使用的、兼具物理化學(xué)雙重效果的光照無損可逆男性避孕技術(shù)。

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該項(xiàng)技術(shù)提出后，立刻引起諸多國際媒體的廣泛關(guān)注，美國科學(xué)促進(jìn)會(huì)（AAAS，Science雜志隸屬出版社），美國化學(xué)會(huì)（ACS），英國廣播公司（BBC），國際科學(xué)日?qǐng)?bào)（Science Daily），生活科學(xué)（Live Science），等國際著名新聞媒體先后對(duì)于該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行了專題報(bào)道。

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來自《ScienceDaily》

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同時(shí)，一些國際知名的專家學(xué)者也對(duì)于這項(xiàng)技術(shù)予以高度評(píng)價(jià)。例如美國加州國家靈長類動(dòng)物研究中心(National Primate Research Center)生殖內(nèi)分泌學(xué)和不孕不育科室的主任凱瑟琳·范·德沃特(Catherine VandeVoort)教授，她在接受Live Science訪談時(shí)指出：“（南昌大學(xué)）近期利用近紅外光實(shí)現(xiàn)男性避孕的想法‘非常有吸引力’?！盫andeVoort教授還告訴記者：“這項(xiàng)技術(shù)的問世，意味著男人只需一次簡單的注射（就可以達(dá)到長效避孕的效果），而且，當(dāng)他不再需要避孕時(shí)，還可以在無需二次手術(shù)前提下，隨時(shí)通過光照來達(dá)到目的。”

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Catherine VandeVoort, the director of reproductive endocrinology and infertility at the California National Primate Research Center, who was not involved in the research, said that the idea of reversing male birth control with near-infrared light is "pretty appealing."

It means that a man would "need a nip in the scrotum and an injection, but when [he no longer wanted the contraceptive, he] could go in and have the light shown on it and wouldn't need another surgery," VandeVoort told Live Science.

來自《Live Science》

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英國劍橋大學(xué)生殖生理學(xué)教授Bill Colledge 對(duì)于該項(xiàng)技術(shù)同樣予以了高度評(píng)價(jià)，他指出“目前，除了使用（一次性）避孕套或（永久性的）輸精管切除術(shù)外，男性避孕的選擇很少。中國的（王小磊）研究小組開發(fā)一種新的男性避孕方法，這項(xiàng)技術(shù)的新穎之處是其可逆性。雖然，以前也有一些研究小組試圖用類似的方法堵塞管道，但那些方法通常是不可逆的。而王小磊以雞尾酒為靈感開發(fā)的這種方法，我認(rèn)為是非常非常新穎的（I think it's a very very novel and innovative approach），只需要通過簡單的光熱處理，就能方便的解除避孕”。

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在接受舊金山IFL Science西海岸編輯Kristy Hamilton采訪時(shí)，王小磊教授指出：“這項(xiàng)技術(shù)的難點(diǎn)，在于如何實(shí)現(xiàn)注射劑在體內(nèi)的自動(dòng)變化：一開始，我們希望它是以液體形式存在的，這樣就可以方便的通過注射打入輸精管；進(jìn)入輸精管之后，它又要馬上變成凝膠，這樣才可以有效的停留在正確的位置，并封堵游動(dòng)的精子。最后，當(dāng)不需要避孕的時(shí)候，我們又希望它可以變回液體，這樣就可以方便的從體內(nèi)排出，而不用再進(jìn)行任何手術(shù)?！?/p>

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來自《IFL Science》

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1月29日，在接受劍橋大學(xué)英國廣播公司BBC 5 LIVE頻道記者Jenny Gracie電話采訪時(shí)，王小磊教授談到了有關(guān)本項(xiàng)工作的有趣故事：“這個(gè)項(xiàng)目剛開始的時(shí)候，如何才能實(shí)現(xiàn)可靠的無創(chuàng)可逆避孕，確實(shí)很讓我頭疼。還好，我有一個(gè)業(yè)余愛好，就是喜歡出去自駕游。偶爾休息的時(shí)候，也喜歡看自駕游記，比如你們BBC曾經(jīng)的Top Gear，還有我們國家的汽車之家以及蘿卜報(bào)告。”

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接下來讓我們來詳細(xì)了解一下這項(xiàng)技術(shù)吧！

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一·創(chuàng)意來源

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“該項(xiàng)技術(shù)的靈感，來自‘汽車之家’的一篇大理自駕游記?！?/em>

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王小磊表示，這個(gè)項(xiàng)目前后做了近三年，最初一年多的瓶頸期其實(shí)很煎熬。那時(shí)和鮑偉偉（論文共同第一作者）商量課題，也有想過降低技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，不用光照，而是通過再次手術(shù)或者微創(chuàng)注射來解除避孕；但心里實(shí)在是不甘心。

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幸運(yùn)的是，那個(gè)時(shí)候，他剛好看到汽車之家編輯李昊鵬寫的一篇大理游記，游記的末尾提到了一種叫“星空”的雞尾酒：一開始層次分明，但攪拌（或者加熱）之后就會(huì)瞬間融于一體，并出現(xiàn)繁星點(diǎn)點(diǎn)的感覺。這段有趣的描述突然給了他靈感，隨后設(shè)計(jì)了一種類似結(jié)構(gòu)的四層雙效光敏凝膠避孕體系，然后又經(jīng)過一年多的實(shí)驗(yàn)摸索與優(yōu)化，在轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究院、化學(xué)學(xué)院、生命科學(xué)研究院、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院、生命學(xué)院等老師同學(xué)的共同努力下，這個(gè)想法終于得以實(shí)現(xiàn)。

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二·結(jié)構(gòu)原理

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四層雙效光敏凝膠避孕體系的結(jié)構(gòu)示意圖

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四層雙效光敏，名字有點(diǎn)長，但機(jī)理其實(shí)不復(fù)雜，最下面一層是可以物理阻隔精子的水凝膠（可以把它理解為比較黏的果凍，精子是難以在這里游動(dòng)的），中間層是這個(gè)凝膠的溶解劑EDTA（還兼顧抑殺精子活性的作用），在EDTA的兩端，我們用含金納米顆粒的溫敏層進(jìn)行封堵。這樣，在經(jīng)過局部紅外照射后，首先體內(nèi)的金納米顆粒響應(yīng)升溫，溫敏層被融化，EDTA開始接觸并溶解底層的凝膠，最終整個(gè)體系全部變成液體，排出體外。

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三·協(xié)作完成

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（一）

“光照可逆避孕技術(shù)由南昌大學(xué)校內(nèi)的五個(gè)單位協(xié)力完成?！?/em>

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本項(xiàng)技術(shù)是我校校內(nèi)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)（辛洪波）、生殖學(xué)（曾旭輝）、生物學(xué)（鄧柯玉）與化學(xué)材料（王小磊）交叉融合的一次成功案例。

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王小磊，南昌大學(xué)贛江特聘教授，博導(dǎo)，九三學(xué)社青工委委員，百千萬人才，青年井岡學(xué)者，2009年畢業(yè)于中科院長春應(yīng)化所（導(dǎo)師楊秀榮院士），現(xiàn)任南昌大學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究院（南昌大學(xué)生物工程藥物及其技術(shù)國家地方聯(lián)合工程研究中心）院長助理，南昌大學(xué)光健康新材料技術(shù)國家雙一流學(xué)科特區(qū)方向負(fù)責(zé)人，現(xiàn)已在Advanced Materials (IF=21.9), ACS Nano (IF=13.7), Advanced Functional Materials (IF=13.3)等SCI國際期刊發(fā)表一作或通訊作者論文31篇，申請(qǐng)專利12項(xiàng)。

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鮑偉偉（南昌大學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究院，生物材料實(shí)驗(yàn)室碩士研究生）：避孕作為人類生存與發(fā)展的重要課題，一直深受學(xué)者的關(guān)注。從全世界范圍看，女性承擔(dān)了主要的避孕責(zé)任，而人流，輸卵管結(jié)扎等避孕方式對(duì)女性的身體健康都會(huì)產(chǎn)生不利的影響。因此，男性同胞們應(yīng)該主動(dòng)站出來，承擔(dān)起避孕的責(zé)任。使用避孕套雖然能提供一次性的避孕，但存在較高的失敗率；輸精管結(jié)扎雖能長期避孕，但是手術(shù)后男性也基本失去了生育功能，因而難以普及。與其他避孕方式相比，我們的水凝膠材料具備安全有效，避孕時(shí)長可控，以及無創(chuàng)復(fù)孕等諸多優(yōu)勢。因此，這種新型水凝膠避孕方式在未來有望造“福”人類。

另外，從實(shí)驗(yàn)操作來說，這項(xiàng)課題相關(guān)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)其實(shí)也是比較有技術(shù)含量的。因?yàn)槔鲜蟮妮斁芷鋵?shí)非常細(xì)小，直徑不到1mm，想要準(zhǔn)確的把藥物打進(jìn)去，真的是不太容易（一些國際專家也曾特意來信詢問我們的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)），還好我們研究院有省內(nèi)一流的模式動(dòng)物中心（負(fù)責(zé)人 鄧柯玉教授），尤其是心靈手巧的謝琳師姐，在實(shí)驗(yàn)操作方面，給了我很多幫助。

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謝琳（南昌大學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究院，轉(zhuǎn)基因動(dòng)物中心博士研究生）：和王教授的這次非常愉快的跨學(xué)科合作，帶我走進(jìn)了水凝膠的神秘世界。水凝膠實(shí)際上是一種親水性的高分子，通過物理或者化學(xué)方式進(jìn)行交聯(lián)，在吸收了大量水分之后形成水凝膠。實(shí)際上，天然高分子在自然界中廣泛存在，我們研究中使用的海藻酸，就是從海藻中提取的。水凝膠材料來源廣、種類多，除了天然高分子，也可以人工合成，將其應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)⒋笥锌蔀椤?013年，水凝膠材料被首次報(bào)道應(yīng)用于軟骨修復(fù)手術(shù)，美國約翰·霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院報(bào)告稱水凝膠能幫助病人產(chǎn)生新的軟骨，而且大大降低術(shù)后疼痛。隨后有報(bào)道將水凝膠用于減少炎癥和修復(fù)組織的研究，而將新型水凝膠材料運(yùn)用到男性避孕中，在國際尚屬首例，不得不佩服王教授的神奇“腦洞”，以及最終將想法付諸實(shí)踐的執(zhí)著。

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（二）

“該項(xiàng)工作的第一完成單位是南昌大學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究院（南昌大學(xué)生物工程藥物及其技術(shù)國家地方聯(lián)合工程研究中心）?！?/em>

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南昌大學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究院（南昌大學(xué)生物工程藥物及其技術(shù)國家地方聯(lián)合工程研究中心）成立于2009年12月，是江西省人民政府與南昌大學(xué)共建的高水平研究機(jī)構(gòu)，是集基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究、臨床研究和產(chǎn)品研發(fā)為一體，面向全省的高水平研發(fā)基地。研究院現(xiàn)擁有約10000平方米的實(shí)驗(yàn)空間和超過4000萬人民幣的先進(jìn)儀器設(shè)備，先后獲批為六個(gè)國家級(jí)與省部級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室或工程技術(shù)中心。

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南昌大學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究院生物材料實(shí)驗(yàn)室，是我校光健康新材料技術(shù)國家雙一流學(xué)科的特區(qū)的主要建設(shè)單位，是由我校的多個(gè)優(yōu)勢基礎(chǔ)學(xué)科（材料學(xué)，化學(xué)，生物醫(yī)學(xué)，工程學(xué)）與我校四家三甲附屬醫(yī)院共同組建的多學(xué)科交叉的研究團(tuán)隊(duì)，主要研究各類可見光源以及光響應(yīng)納米材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。



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