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丁建东

男, 复旦大学,国际生物材料联合会会士

专业领域

高分子

学习/工作经历

88.06, 理学学士 复旦大学生物系生物物理专业 (导师:李庆国教授)
毕业论文: 嗜盐菌紫膜蛋白的质子泵机理的研究
91.06, 理学硕士 复旦大学材料科学系高分子化学与物理专业(导师:杨玉良教授)
毕业论文: 液晶小体系自组织结构的研究
95.01, 理学博士 复旦大学高分子科学系高分子化学与物理专业(导师:杨玉良教授)
毕业论文: 高分子液晶的复杂非线性流变行为
98.08~99.08,博士后 由王宽诚基金资助,在英国剑桥大学材料系从事高分子嵌段共聚物自组织结构的研究(英国皇家学院院士、剑桥大学材料系主任Windle教授课题组)
1995.05 复旦大学高分子科学系高分子化学与物理专业副教授
1998.05 复旦大学高分子科学系高分子化学与物理专业教授
1999.05~ 复旦大学高分子科学系高分子化学与物理专业博士生导师
2003.03~ 复旦大学药学院兼职教授
2004.08~2004.09 德国海德堡大学物理化学研究所生物物理化学研究组(Prof. J. Spatz组)高级访问学者

学术成就和学术贡献简述

丁建东长期研究聚合物分子工程。早期侧重高分子凝聚态物理的基础研究,并于1998年获得国家杰出青年科学基金(化学学部)。为拓展新的学科生长点,他随后探索生物医用高分子,并通过持续合作取得了全链条的创新成果: (一)发展了可热致凝胶化的高分子体系。合成了可降解聚酯-聚醚嵌段共聚物,建立了相应热致物理水凝胶的逾渗胶束网络结构模型,确立了热致水凝胶的分子设计三原则,使相关两亲性高分子有望作为可注射性组织再生材料和储库型药物缓释载体等应用领域的国际首批次医药用原材料。核心专利经复旦大学同意向初创公司转让。 (二)提出了金属-高分子复合支架。发现可降解聚酯涂层与铁的组合有意外效果,反向加速了生理条件下的铁腐蚀、且显著降低了腐蚀不均匀性,并阐明了机理。合作研发的国际首款金属-高分子复合型可降解冠脉支架处于已进入临床试验,累计植入927例。 (三)研发了经表面改性获得适宜细胞响应的封堵器。创建了适于细胞研究的图案化表面高分子平台,建立了材料表面调控细胞行为的半定量的基础理论。以所揭示的材料表面细胞黏附和迁移规律为指导,设计快速内皮化的表面。合作研发的国际首款具有表面修饰的左心耳封堵器成为预防心肌梗死和脑卒中的新型医疗器械,已在49个国家和地区临床使用2.3万例。

化学公益贡献简述

(一)对化学学科基地平台的贡献。丁建东团结带领同事、在几代人努力基础上将教育部重点实验室提升为国家重点实验室,为聚合物分子工程国家重点实验室(化学领域仅有的两个高分子学科的国家重点实验室)的创始主任。
(二)对化学教育和科学普及的贡献。担任中国化学会高分子专业委员会委员、《功能高分子》杂志副主编、中国卓越期刊Regenerative Biomaterials执行副主编。担任或曾任Macromolecules等国际期刊的编委或顾问编委。三十年来长期授化学类基础课,为高分子科学系教学指导委员会主任、复旦大学教学指导委员会委员。多次给本科生以及上海和黑龙江等地的中学生做科普讲座。在美国化学会的化学教育杂志合作发表论文,为复旦大学高分子学科历史上的第一篇。
(三)对促进中国化学领域国内外学术交流的贡献。在全国高分子年会、中国生物材料大会、在美举办的国际生物医学大会等重要学术会议上做大会报告,应邀在美国哈佛大学、德国马普所等国际知名大学和研究所做专题报告。国际生物材料联合会授予丁建东Fellow荣誉。他还曾组织中法高分子双边会议,作为中方团长率高分子代表团赴巴黎访问;作为大会主席两度举办聚合物分子工程国际学术会议。

代表性成果

论文 1: Lin Yu, Huan Zhang, Jiandong Ding*, A subtle end-group effect on macroscopic physical gelation of triblock copolymer aqueous solutions, Angew. Chem. Int. Edit., 45, 2232-2235 (2006)
主要贡献及引用评价情况:通讯作者,提出学术思想。采用开环聚合得到聚酯和聚醚组成的两亲性嵌段共聚物,发现一个乙酰基的端基修饰即可决定聚合物水体系是否升温呈现sol-gel相转变。这一分子设计思想引领了通过改变端基实现热致凝胶化的一系列后续研究。韩国高分子学会前主席的Macromolecules论文在前言及讨论部分重点引用该文,表明将Ding group的端基修饰策略拓展到了含多肽的嵌段共聚物热致水凝胶体系。

论文 2: Shuquan Cui, Lin Yu, Jiandong Ding*, Semi-bald micelles and corresponding percolated micelle networks of thermogels, Macromolecules, 51, 6405−6420 (2018)
主要贡献及引用评价情况:通讯作者,提出学术思想。开展动态蒙特卡罗模拟,并设计了开环聚合反应、流变学、光散射、荧光共振能量转移等实验方案,提出了semi-bald micelle(半秃胶束)这个新胶束类型,发现其逾渗胶束网络构成相关物理水凝胶的内部结构,揭示了凝胶化机理。最终提出了可热致凝胶化聚合物的分子设计三原则,被国内外同行所借鉴,新加坡化学会会长称“正是站在其肩膀上,我们看到了该领域的方向”。

论文 3: Kaiting Wu, Lin Yu*, Jiandong Ding, Synthesis of PCL-PEG-PCL triblock copolymer via organocatalytic ring-opening polymerization and its application as an injectable hydrogel — An interdisciplinary learning trial, J. Chem. Educ., 97, 4158-4165 (2020)
主要贡献及引用评价情况:共同作者(通讯作者为俞麟教授)。被提名人课题组含有两位教师(丁建东、俞麟)。他努力将科研工作融入本科教学的改进,以高分子热致水凝胶的研究为基础,鼓励和指导俞麟教授开拓本科实验,这篇合作论文在美国化学会的化学教育杂志发表。这是复旦大学化学学科历史上在此刊的第三篇论文、高分子学科的第一篇,并被遴选为封面。

论文4: Hongjie Zhang, Wanqian Zhang, Hong Qiu, Gui Zhang, Xin Li, Haiping Qi, Jingzhen Guo, Jie Qian, Xiaoli Shi, Xian Gao, Daokun Shi, Deyuan Zhang*, Runlin Gao*, Jiandong Ding*, A biodegradable metal-polymer composite stent safe and effective on physiological and serum-containing biomimetic conditions, Adv. Healthcare Mater., 11, 2201740 (2022)
主要贡献及引用评价情况:三通讯作者之一(另两位来自于公司和医院),第一作者为丁建东的博士生,该文含临床实验的部分结果。丁建东提出了金属-高分子复合支架的概念,这源于其对聚酯涂层可加速铁腐蚀这个反常现象的发现,克服了铁在体内腐蚀过慢而长期被学术界和产业界误以为不能作为可降解支架的瓶颈。体外实验、大动物实验以及临床试验结果验证了其设想。被同行称为“新概念”、“首例临床”;目前已进入三期临床,最长随访时间26个月,累计927例,临床效果良好。

论文5:Jian Tang, Rong Peng, Jiandong Ding*, The regulation of stem cell differentiation by cell-cell contact on micropatterned material surfaces, Biomaterials, 31, 2470-2476 (2010)
主要贡献及引用评价情况(200字以内):通讯作者,提出学术思想和提炼半定量关系,指导两位博士生开展研究。综合大单体交联技术、光刻技术、转移技术等,提出并实现了在聚乙二醇(PEG)水凝胶表面稳定连接含精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)序列的细胞黏附短肽的微图案,持久控制了黏附细胞的数量和接触程度,首次建立了细胞接触程度与干细胞分化程度之间的半定量关系。被美国工程院院士、哈佛大学Mooney教授等所重点引用,被同行认为“of great importance”。

论文6:Kai Ye, Xuan Wang, Luping Cao, Shiyu Li, Zhenhua Li, Lin Yu, Jiandong Ding*, Matrix stiffness and nanoscale spatial organization of cell-adhesive ligands direct stem cell fate, Nano Lett., 15(7), 4720-4729 (2015)
主要贡献及引用评价情况:通讯作者,提出学术思想和设计决定性实验。解决了美国学者提出的干细胞分化的基质软硬度效应和欧洲学者强调的表面化学影响的争论,表明双方论点均无错误(但未严格解耦),同时表明特异性细胞黏附和干细胞分化的调控存在临界纳米间距,有半定量特征。被美国MIT的Anderson教授等所重点引用;同行论文肯定其水凝胶表面图案化“独到”、研究细胞的方法“巧妙”、丁建东的工作是“一项具有里程碑意义的研究”。

论文7: Yuanmeng Peng, Qiongjie Liu, Tianlei He, Kai Ye, Xiang Yao, Jiandong Ding*, Degradation rate affords a dynamic cue to regulate stem cells beyond varied matrix stiffness, Biomaterials, 178, 467-480 (2018)
主要贡献及引用评价情况:通讯作者,提出学术思想,设计了可降解的高分子大单体,指导研究生等综合自由基聚合、嵌段共聚物胶束纳米蚀刻、转移法等首次合成了含有RGD纳米阵列表面的可降解水凝胶。发现材料表面的干细胞的分化受到了水凝胶降解速率的显著影响,且并非材料参量变化的静态叠加效果,提出了影响细胞行为的“dynamic cue”的概念和术语。这一概念被文献建议“务必关注”;同行称其为“key factor”。

论文8:Qiong Liu#, Shuang Zheng#, Kai Ye, Junhao He, Yang Shen, Shuquan Cui, Jiale Huang, Yexin Gu, Jiandong Ding*, Cell migration regulated by RGD nanospacing and enhanced under moderate cell adhesion on biomaterials, Biomaterials, 263, 120327 (2020)
主要贡献及引用评价情况:通讯作者,提出了运用RGD纳米图案考察细胞黏附与迁移关系的研究思路,指导组员实验,揭示了材料表面细胞迁移与黏附间的关系以及相关细胞信号转导的分子机制。2022年陈学思院士组织的Chinese Journal of Polymer Science期刊Biomedical Polymers专辑的序言将其作为近年来全球医用高分子领域7篇代表性文献之一;2023年一论文称其用“独到的纳米图案化”揭示了细胞迁移等原理。

论文9: Yue Yu, Xiuli Wang, Yi Zhu, Yingning He, Hongrui Xue, Jiandong Ding*, Is polydopamine beneficial for cells on the modified surface? Regen. Biomater., 9, rbac078 (2022)(中国卓越期刊)
主要贡献及引用评价情况:通讯作者。美国学者发现聚多巴胺为万能胶水,多年来被生物材料界大量正面报道。但丁建东组在证实其作为中介连接生物大分子等可促进细胞黏附的同时,发现聚多巴胺本身降低了细胞总活力。指导三届研究生确证此现象、并合理解释。发现“明星分子”的“反常”细胞响应的同时,还揭示了细胞在材料表面黏附与迁移的关系。被同行论文称为非特异性黏附仿生界面揭示细胞迁移等规律的代表性工作。丁建东课题组多年来的系列工作所揭示的原理推动了国际首款通过表面改性促进快速内皮化的左心耳封堵器的全链条合作。

论文10:Yang Shen, Wanqian Zhang, Yumei Xie, Anning Li, Xiuli Wang, Xianmiao Chen, Qingsong Liu, Qunsong Wang, Gui Zhang, Qiong Liu, Jianxiong Liu, Deyuan Zhang*, Zhiwei Zhang*, Jiandong Ding*, Surface modification to enhance cell migration on biomaterials and its combination with 3D structural design of occluders to improve interventional treatment of heart diseases, Biomaterials, 279, 121208 (2021)
主要贡献及引用评价情况:三通讯作者之一(另两位来自于医院和公司),第一作者为丁建东的博士生。该文含临床实验的部分结果。丁建东提出总体学术思路,复旦大学负责表面改性原理,广东省人民医院负责临床,深圳先健公司负责产品工艺和推广。同行的论文指出:“丁团队合作研发的产品为首款含纳米涂层的左心耳封堵器,表现出优异的细胞响应,在全球范围迅速推广”,此合作研究为“通过表面改性调控细胞与材料相互作用的杰出代表”、“由中国丁团队所开创”。

专利1:丁建东、俞麟,一种可降解的温敏性物理水凝胶及其制备方法,中国发明专利,申请号:200510112403.6(2005年12月30日),专利号:ZL200510112403.6(2008年10月22日)
专利实施情况和被提名人的主要贡献:第一发明人。热致水凝胶面向应用的两个核心专利之一,提出一种基于聚酯-聚醚嵌段共聚物的可降解高分子热致物理水凝胶,具有升温产生溶胶-凝胶相转变的特征以及可降解性,可作为药物缓释载体的平台型技术。经复旦大学批准向公司转让。

专利2:丁建东、俞麟,一种物理交联的水凝胶组合物及其制备方法和应用,中国发明专利,申请号:200910049664.6(2009年4月20日),专利号:ZL200910049664.6(2013年4月10日)
专利实施情况和被提名人的主要贡献:第一发明人。复旦大学批准同时转让的另一个核心专利。基于所发现的热致水凝胶的分子量分布效应,提出了嵌段共混的策略,显著扩大了可热致凝胶化的共聚物分子参数的窗口,提高了可重复性以及相转变温度的可调节性。

专利3: 丁建东、俞麟,一种可降解的温敏性化学交联水凝胶及其制备方法,中国发明专利,申请号:200610148155.5(2006年12月28日),专利号:ZL200610148155.5(2009年12月9日)
专利实施情况和被提名人的主要贡献:第一发明人,提出了一种化学交联的智能型可降解医用水凝胶的思路。复旦大学已向公司转让了该专利。

专利4:丁建东、齐永丽、何垚,运用多层设计调节降解速率的金属-高分子复合支架及其制备方法和应用,中国发明专利,专利申请号:201910288652.2(2019年4月11),专利号:ZL201910288652.2(2020年10月10日)
专利实施情况和被提名人的主要贡献:第一发明人。发明了金属-高分子复合的下一代可降解冠脉支架的源头技术,其独特的多层设计使得材料在体内环境下的降解呈现速率可调,以高分子涂层调控金属腐蚀的速率,满足心血管等临床的需求。

专利5:丁建东、齐永丽、李昕、何垚、李佩泽,疏水涂层、其制备方法、应用及可吸收植入式器械,中国发明专利,专利申请号:201910288635.9(2019年4月11),专利号:ZL201910288635.9(2021年4月2日)
专利实施情况和被提名人的主要贡献:第一发明人。为金属-高分子复合的可降解冠脉支架建立了后续的二代产品核心技术。表面改性技术的引入实现程序式降解,更好地符合心血管等临床的需求。

专利6:丁建东、唐敬玉、曹丁凌格、俞麟,一种遇含水溶剂快速溶解或分散的高分子复合物及其制备方法和应用,中国发明专利,专利申请号:202010171092.5(2020年3月12日),专利号: ZL202010171092.5(2021年8月20日)
专利实施情况和被提名人的主要贡献(限200字):第一发明人。能在医院现场快速溶解,就便于聚合物干态存储和运输,从而降低冷链物流成本。然而,高分子的快速溶解是个经典的学术难题,水相溶解尤其困难。该技术利用生物相容的水溶性小分子添加剂与所合成的聚合物复合、且实现分子水平的配位,一方面可以获得含小分子的聚合物干粉,另外一方面可实现其手摇半分钟内在水中的快速溶解,可显著提升热致水凝胶产品的竞争力。

著作1:丁建东 等著,《生物医用高分子材料(上)》,ISBN-978-7-03-070271-5,科学出版社,北京(2022年2月)
著作2:丁建东 等著,《生物医用高分子材料(下)》,ISBN-978-7-03-070272-2,科学出版社,北京(2022年2月)
主要贡献及引用评价情况:“生物材料科学与工程丛书”(含系列分册专著)编委会邀请丁建东作为分册主编负责对《生物医用高分子材料》一书组稿。丁建东邀请了多位活跃专家一同参写,并对上下册全书的所有各章进行了修改和校对。丁建东本人撰写了第一章以及第二、四、十三章等,共计144页、约17万字。此书得到了国家出版基金的资助、由科学出版社出版,涵盖生物医用高分子材料的基础知识、学术前沿到产业应用。

著作3:丁建东、刘宣勇、憨勇 等著,《生物材料表界面与表面改性》,ISBN 978-7-03-068898-9,科学出版社,北京(2022年6月)
主要贡献及引用评价情况:这是丁建东教授在疫情封控期间主持撰写的第三部书籍。丁建东邀请了多位活跃专家一同参写,并对全书的所有14章进行了修改和校对。丁建东本人撰写了第一章以及第十二、十三和十四章。此书得到了国家出版基金的资助。

标准1:2022年9月,国际标准化组织(ISO)批准了一个由中国团队建议和起草的新的标准(标准号:ISO/TS 24560-1: 2022;名称:Clinical evaluation of regenerative knee articular cartilage using delayed gadolinium-enhanced MRI of cartilage (dGEMRIC) and T2 mapping)。
主要贡献及引用评价情况: 301医院和中检院组织参与起草该标准的多家单位向中国标准化委员会报备,复旦大学为第三单位,丁建东为复旦大学的代表。复旦大学丁建东团队的主要贡献是奠定其学术基础,相关工作最终也以论文的方式予以发表。其中一篇为:Xian Xu#,*, Jingming Gao#, Shuyun Liu, Liang Chen, Min Chen, Xiaoye Yu, Ning Ma, Jun Zhang, Xiaobin Chen, Lisen Zhong, Lin Yu, Liming Xu*, Quanyi Guo*, and Jiandong Ding*, Magnetic resonance imaging for non-invasive clinical evaluation of normal and regenerated cartilage. Regenerative Biomaterials, 8, rbab038 (2021)。丁建东为该文共同通讯作者(其他来自中检院和301医院),其博士生为共同一作。
更为详细地建立关节软骨细胞外基质中两个主要的生物大分子胶原和糖胺聚糖的浓度与核磁共振横向和纵向弛豫时间之间定量关系的基础研究见合作论文:Jingming Gao, Xian Xu*, Xiaoye Yu, Ye Fu, Hongjie Zhang, Siyi Gu, Dinglingge Cao, Quanyi Guo, Liming Xu, Jiandong Ding*, Quantitatively relating magnetic resonance T1 and T2 to glycosaminoglycan and collagen concentrations mediated by penetrated contrast agents and biomacromolecule-bound water. Regenerative Biomaterials, 10, rbad035 (2023)。其中,第一作者为丁教授的博士生,丁建东为该文共同通讯作者(另一位来自301医院)。
组织工程再生软骨在活体的转归需要有效的临床无损检测判断标准,再生组织生物成分的影像学评价对于软骨组织工程技术的开展及疗效评估具有重要意义。团队利用基质诱导自体软骨细胞移植(MACI)修复关节软骨,采用磁共振T2 mapping和dGEMRIC技术对关节再生软骨主要细胞外基质成分进行检测。合作者开展了25个临床病例一年MRI的随访。上述两篇论文的研究奠定了中国主导的借助对细胞外基质中两个主要的生物大分子胶原和糖胺聚糖的检测建立MRI标准的学术基础。

代表性奖励荣誉情况

(1) 丁建东、俞麟,可注射性热致水凝胶,教育部自然科学一等奖,授奖单位:教育部(2014年1月)
被提名人主要贡献:第一完成人;完成单位:复旦大学。提出了聚酯-聚醚嵌段共聚物热致水凝胶的分子设计新途径;揭示了物理凝胶化机理,并显著扩展了可热致凝胶化聚合物的成分范围;发展了热致水凝胶面向医学应用的新策略。

(2) 杨玉良、丁建东、张红东、于同隐,高分子链构象及其粘弹性的统计力学理论,中国高校自然科学一等奖,授奖单位:教育部( 2002年2月)
被提名人主要贡献:第二完成人;完成单位:复旦大学。主要贡献为柔性高分子无规线团以及刚性高分子非线性流变行为的基础研究。

(3) 杨玉良、丁建东、张红东,含液晶体系的静态和动态行为及PDLC材料,教育部科学技术进步一等奖,授奖单位:教育部( 1999年1月)
被提名人主要贡献:第二完成人;完成单位:复旦大学。主要贡献为液晶液滴的光散射公式推导和偏振光学图案的理论计算,以及两者通过聚合物分散液晶(PDLC)体系的实验验证。

(4) 丁建东团队,可注射性热致水凝胶,第十七届中国国际工业博览会“创新奖”, 授奖单位:中国国际工业博览会组委会(2015年11月,科研成果)
被提名人主要贡献:丁建东课题组从基础研究到面向转化的成果之一;完成单位:复旦大学。将可注射水凝胶用于内镜下黏膜剥离术流体垫等医学场景。

(5) Prof. Jiandong DING, Prof. Lin YU, Dr. Jingyu TANG, Ms. Caiyun CAI, Ms. Dinglingge CAO, Ms. Jiayue SHI, Mr. Weihan RAO, Mr. Shuquan CUI, Mr. Xiaobing CHEN, Ms. Yi ZHANG, Ms. Siyi GU, Mr. Hancheng WANG, Ms. Wen GUO,Intelligent thermo-responsive physical hydrogel(智能型温敏物理凝胶),日内瓦国际发明金奖,授奖单位:日内瓦国际发明展组委会(2021年3月)
被提名人主要贡献:丁建东课题组从基础研究到面向转化的成果之一;完成单位:复旦大学。发明了一种基于可降解嵌段共聚物的可注射、可喷雾的高分子的水体系,注射或喷雾后在体温作用下自发形成物理水凝胶,为药物缓释载体的新型平台技术。

(6) 彭慧胜、杨武利、王芳、丁建东、冯嘉春、邵正中、汪长春、郭佳、张红东、杨东、何军坡、刘顺厚、江明、杨玉良,“顶天立地”研究生创新人才培养:“于同隐模式”的探索与实践,国家教学成果奖一等奖,授奖单位:国家教育委员会(2023年)
被提名人主要贡献:作为第四完成人(总计14人)的国家级教学成果奖。获奖单位:复旦大学。丁建东长期以来在研究生教育方面取得系列成果,培养了大批人才。2019年,丁建东课题组获复旦大学首届十佳“三好”研究生导学团队。

(7) 1997年1月,被中共中央组织部、人事部和中国科学技术协会联合授予第五届“中国青年科技奖”(个人荣誉;两年一次,全国所有学科共评出100名,平均每个二级学科约一名,不分等级)

(8) 2000年6月,获教育部首届“青年教师奖”(个人荣誉;全国文理学科共100名)

(9) 2010年,教育部长江学者奖励计划特聘教授(个人荣誉;2009年度申报)

(10) 2016年6月,入选国家“万人计划”系列的“百千万工程领军人才”(个人荣誉;在万人计划的7个层次中,这是针对国内科研人员的最高层次)

*以上信息由会士个人更新和维护。