复旦大学高分子科学系丁建东教授

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丁建东现为复旦大学高分子科学系教授，生物医用高分子材料课题组长，复旦大学药学院兼职教授，以及聚合物分子工程教育部重点实验室主任。主要研究领域是生物医用高分子材料的应用基础研究和开发和大分子和细胞的基础研究。1998年获得国家杰出青年科学基金，1999年获得教育部科学技术进步一等奖，2000年获得教育部首届“青年教师奖”，2001年荣获第七届“上海市科技精英提名奖”，2002年获得中国高校自然科学一等奖。2000年起先后担任国家高技术研究发展计划“新型蛋白质药物控制释放载体”负责人，国家重点基础研究发展规划项目 “组织工程学重要基础科学问题研究”有关生物材料的子课题负责人，以及科技部纳米重大科学研究计划“面向组织修复与替代的纳米生物材料的研究”首席科学家。已在Chemical Society Reviews、Angewandte Chemie-International Edition、Nano Letters、Biomaterials、Macromolecules、Biomacromolecules、等学术刊物上发表论文116篇，其中89篇在国际核心刊物上发表。


丁建东 教授
上海市杨浦区邯郸路220号跃进楼 复旦大学高分子科学系
电话：021-65643506
传真：021-65640293
邮箱：jdding1@fudan.edu.cn
主页：www.polymer.fudan.edu.cn/polymer/research/dingjd/index.htm


教育和工作经历
1983-1988        复旦大学生命科学院        学 士
1989-1991        复旦大学材料系        硕 士
1993-1995        复旦大学高分子系        博 士
1998-1999        英国剑桥大学材料系        博士后
1991        复旦大学        毕业留校
1998-至今        复旦大学        教 授
2004-2011        聚合物分子工程教育部重点实验室        主 任
2009-2013        国家重大科学研究计划"面向组织修复与
    替代的纳米生物材料的研究"(作为973管理)        首席科学家
2011-至今        聚合物分子工程国家重点实验室        主 任


研究兴趣
生物医用材料
1. 组织再生材料
2. 细胞与材料相互作用
3. 药物缓释技术和载体材料


近年代表性论文
Cao B, Li ZH, Peng R, Ding JD*, Effects of cell-cell contact and oxygen tension on chondrogenic differentiation of stem cells, Biomaterials, 2015, 64: 21-32
Wang X, Li SY, Yan C, Liu P, Ding JD*, Fabrication of RGD micro/nanopattern and corresponding study of stem cell differentiation，Nano Lett, 2015, 15(3): 1457–1467
Chen L, Ci TY, Li T, Yu L, Ding JD*, Effects of molecular weight distribution of amphiphilic block copolymers on their solubility, micellization and temperature-induced sol-gel transition in water, Macromolecules, 2014, 47: 5895−5903
Pan Z, Duan PG, Liu XN, Wang HR, Cao L, He Y, Ding JD*, Effect of porosities of bilayered porous scaffolds on spontaneous osteochondral repair in cartilage tissue engineering, Reg. Biomater, 2015, 9–19
Ci TY, Chen L, Yu L, Ding JD*, Tumor regression achieved by encapsulating a moderately soluble drug into a polymeric thermogel, Sci. Rep, 2014, 4: 5473
Cao B, Peng R, Li ZH, Ding JD*, Effects of spreading areas and aspect ratios of single cells on dedifferentiation of chondrocytes, Biomaterials, 2014, 35: 6871-6881
Yu L, Xu W, Shen WJ, Cao LP, Liu Y*, Li ZS, Ding JD*, Poly(lactic acid-co-glycolic acid)–poly(ethylene glycol)–poly(lactic acid-co-glycolic acid) thermogel as a novel submucosal cushion for endoscopic submucosal dissection, Acta Biomateria, 2014, 10(3): 1251–1258
Yao X, Peng P, Ding JD*, Cell-material interactions revealed via material techniques of surface patterning, Adv. Mater, 2013, 25(37): 5257–5286
Yao X, Hu YW, Cao B, Peng R, Ding JD*, Effects of surface molecular chirality on adhesion and differentiation of stem cells, Biomaterials, 2013, 34(36): 9001-9009
Li K, Yu L, Liu XJ, Chen C, Chen QH*, Ding JD*, A long-acting formulation of a polypeptide drug exenatide in treatment of diabetes using an injectable block copolymer hydrogel, Biomaterials, 2013, 34, 2834-2842
Ci TY, Li T, Chang GT, Yu L, Ding JD*, Simply mixing with poly(ethylene glycol) enhances the fraction of the active chemical form of antitumor drugs of camptothecin family, J. Controlled Release, 2013, 169(3): 329–335


代表性荣誉与奖励
教育部自然科学一等奖（第一完成人，2014）
上海市优秀博士论文（导师，2013）
上海领军人才（2012）
教育部长江学者计划特聘教授（2009）
教育部首届“青年教师奖”(2000)
中国高校自然科学一等奖（第二完成人，2002）
国务院政府特殊津贴（科学研究，2000）
人事部“百千万人才工程”（2000）
教育部首届“青年教师奖”（2000）
教育部科学技术进步一等奖（第一完成人，1999）
国家杰出青年基金获得者 (1998)
 中国科学技术协会第五届中国青年科技奖 (1997)

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丁建东教授课题组揭示了更具应用前景结构也更加复杂的PLGA-PEG-PLGA (ABA类型)嵌段共聚物的凝胶结构与凝胶化机理。低温溶胶状态时，嵌段共聚物自组装形成大量平头胶束（crew-cut micelle），由于ABA类型共聚物独有的结构，crew-cut micelle之间会形成大量亲水的PEG “桥”。随着温度的升高，PEG的温度敏感性导致胶束晕收缩。在crew-cut micelle 中，胶束核非常大，晕相对较薄，所以晕的收缩导致胶束核部分暴露于水中，从而形成semi-bald micelle。胶束核的疏水性导致semi-bald micelle并不稳定，从而发生聚集以减少核暴露面积，最终形成疏水隧道。由于大量桥结构的存在，少量的疏水隧道就可以与大量的桥结构一起形成网络，此时网络的主要交联点是桥结构，宏观表现为凝胶，称为gel-1；随着温度进一步升高，更多的疏水隧道形成，并成为体系的主要物理交联点，凝胶进入gel-2状态。对于三嵌段共聚物水体系，其凝胶具有两个状态，但其根本的结构演化驱动力仍然是semi-bald micelle 及后续疏水隧道的形成。

  通过多种类型嵌段共聚物体系凝胶化行为的对比，揭示了半秃胶束的逾渗网络为普适性的热致水凝胶内部结构模型。基于此，丁建东教授课题组提出了相应的分子设计准则，有望对该类材料的应用具有显著推动作用，同时也加深了对相关高分子软物质的认识。

  以博士生崔书铨为第一作者的长达19个印刷页的研究论文在高分子学科的国际权威学术期刊Macromolecules上在线发表。详见：Shuquan Cui, Lin Yu and Jiandong Ding*, Thermogelling of Amphiphilic Block Copolymers in Water: ABA Type versus AB or BAB Type, Macromolecules, 10.1021/acs.macromol.9b00534.

  文章链接：https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/pdf/10.1021/acs.macromol.9b00534

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随温度升高，部分两亲性嵌段共聚物的水溶液呈现可逆的溶胶-凝胶转变。通过分子设计，体系的转变温度可介于室温和体温之间，从而可作为一种可注射行的医用材料。合适分子参数的三嵌段共聚物PLGA-PEG-PLGA（PLGA：聚（乳酸-乙醇酸）；PEG：聚乙二醇）是其中的典型代表。
       分子量分布是合成聚合物的一个重要特征，因此改变重均分子量与数均分子量的比值，研究摩尔分散系数DM对凝胶化行为的影响尤为重要。丁建东课题组的研究表明，源于PLGA嵌段的DM显著影响PLGA-PEG-PLGA的热致凝胶化行为。对于一定分子量的共聚物，特别低的DM可能导致聚合物溶解度差甚至难以溶解；只有适宜DM的体系才能表现出升温溶胶-凝胶转变现象（图1）。不管固定PLGA嵌段的重均分子量还是数均分子量，只要增大分散系数都会使得热致凝胶化窗口向着同样的趋势移动。所以，分子量分布是一个独立的调节热致凝胶化行为的参量。

图1. DM对共聚物凝胶化行为影响的示意图

       进一步研究表明，DM是通过影响胶束晕厚度实现对凝胶化行为的调节。热致凝胶化的关键是半秃胶束的形成，而胶束的晕厚度能够显著影响半禿胶束。对于DM非常低的体系，胶束晕非常薄，胶束在非常低的温度下就会发生聚集，极端的情况下，体系难以溶解。只有中等DM的体系才能发生热致凝胶化：在低温下，共聚物自组装形成晕比较薄的平头胶束；随着温度升高，由具有反相温敏性的聚乙二醇嵌段组成的胶束晕逐渐塌陷；在高温下，塌陷的胶束晕不能完全包裹疏水核，导致核部分暴露形成半禿胶束；半秃胶束不稳定，因此会聚集形成水凝胶网络。对于DM非常大的体系，共聚物自组装形成晕很厚的星型胶束，高温下塌陷的晕仍然可以包裹胶束核，从而阻碍半禿胶束及凝胶网络的形成。在很高的温度下，过度的疏水性使体系直接沉淀。

图2. DM对热致凝胶化行为影响的机理(A) DM影响胶束晕厚度进而影响体系热致凝胶化行为；(B) 多分散体系中不同分子量的共聚物链的协同效应

       对多分散体系中不同链长的共聚物分析表明，低分子量的共聚物能够稳定胶束，促进体系溶解，阻止聚集。中等分子量及高分子量的共聚物则在凝胶化之后构成了凝胶网络的骨架。高分子量共聚物扮演骨架单元，而中等分子量的共聚物则起到网络粘合剂的作用，将高分子量骨架单元粘合成网络。
       以博士生崔书铨为第一作者的论文在Macromolecules上发表。详见： Shuquan Cui, Liang Chen, Lin Yu and Jiandong Ding*, Synergism among polydispersed amphiphilic block copolymers leading to spontaneous physical hydrogelation upon heating, Macromolecules, 53: 7726-7739 (2020)
       文章链接：https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.macromol.0c01430