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狂人|乘风破浪的科学狂人和他们的人造皮肤

来源：思宇研究院官方
皮肤是人体面积最大的器官，可以保持人体水分平衡，并作为第一道防线抵抗外界细菌入侵。
前言
皮肤是人体面积最大的器官，可以保持人体水分平衡，并作为第一道防线抵抗外界细菌入侵。皮肤上丰富的感受器官让我们可以感知冷热干湿，疼痛压力，此外，皮肤还具有柔软、可拉伸、自我修复等多种特性。随着材料科学、生物工程和电子信息等科学的飞速发展以及人们出于追求美观和功能等原因对人造皮肤需求的持续增长，越来越多的科学家将研究目光投向了这一领域。今天我们就来认识一下两位在科研圈乘风破浪的学术大牛和他们在人工皮肤领域的研究和成果转化。
一、罗伯特·兰格 ，“最会赚钱的科学家”
罗伯特·兰格（Robert Langer）是麻省理工学院（MIT）的学院教授（担任学院教授是MIT授予的最高荣誉），他集科学家、发明家、企业家、教授等多重身份于一体，在医学、化学、药学、生物学、工程学等多领域发展。自幼就很喜欢化学的罗伯特·兰格选择在康奈尔大学学习化学工程学，毕业之际，兰格虽然手握几家顶级化工厂的工作邀请，但他却对此没什么兴趣。他决定申请MIT化学工程专业，继续深造学习。
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兰格在MIT攻读博士学位时，美国经历了严重的石油短缺，美国工业界急切地寻求提高燃油生产效率的方法，对化学工程师的需求量很大。博士毕业找份体面的工作根本不成问题，兰格也收到了壳牌和雪佛龙等石油巨头发出的近20份的工作邀请，但他对献身于石油产业似乎不感兴趣，他心中理想的工作是能够为人们提供直接的帮助，例如在医学领域进行博士后研究。怀抱着这份初心，兰格联系了波士顿儿童医院的外科主任、哈佛大学的医生——犹大·福克曼。
福克曼认为化学工程师或许能在发掘新型抗肿瘤药物中帮上忙。就这样，兰格“跨界”成功，开始了用工程技术解决医疗问题的科研旅程。跨界后的兰格学术成绩斐然，他在科学期刊上发表了1500篇以上的文章。他在全球拥有1,360多个已发布和正在申请的专利，这些专利已许可或再许可400多家制药、化学、生物技术和医疗设备公司使用。根据Google学术搜索计算，他的H-index为272，引用次数总计超过304,000次，是历史上被引用次数最多的工程师。兰格获得过220多个主要奖项，其中包括备受瞩目的千禧技术奖（被誉为科技界的诺贝尔奖）和伊丽莎白女王工程奖。
43岁时，他已成为美国三大学院——美国国家医学院、美国工程院和美国国家科学院，有史以来最年轻的院士，还曾于1999年至2002年担任FDA科学委员会主席。兰格不仅擅长学术创新，他对知识成果的商业转化也做到近乎完美。迄今为止，参与创建40多家生物科技初创公司，包括Living Proof（美容产品），Moderna（专注RNA药物，今年5月下旬，其新冠疫苗临床试验被宣布大获成功）， Sigilon Therapeutics（细胞治疗），公司已募集基金总计超过20亿美元。
二、罗伯特·兰格开发的“第二层肌肤”
2016年兰格教授等人在Nature Materials上发表了一篇文章，介绍了他们发明的一种新材料。这种材料宛如人的“第二层皮肤”，可以贴合人体的皮肤并临时改善皮肤弹性，使肌肤更加紧致，让人瞬间恢复青春，并且保持时间可长达16小时。这种神秘的材料实际上是一种有机硅聚合物，被称为XPL(crosslinked polymer layer)，它涂抹在皮肤上后会形成一个极薄且透明、几乎不可察觉的膜层，如同健康年轻的皮肤。
在人体试验中，研究者们发现，这种材料能够消除眼袋，且保湿能力颇佳，甚至可防紫外线，而且不怕水洗。而为了找到这种材料，该研究团队花费了数十年的时间，构造了上百种含有硅氧烷结构的聚合物，并对它们一一做了测试，最终才找出其中能够最完美地模拟健康皮肤外观、强度及弹性的XPL。研究者们设想，这将是一种具有广泛应用潜力的材料技术。除了给脸上做个“临时拉皮”以外，鉴于这层膜阻止水分流失的作用，它或许还能替代那些厚重油腻的药膏，用在湿疹等皮肤问题当中。通过调节配方，膜材料的性能也能进行调整，以适应更多场合的需要，如被用于治疗湿疹或其他皮肤病，以及作为药物载体进行透皮给药。
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该团队的测试结果显示，即使将该材料拉伸至原来的250%以上，也能很轻松地回复到初始状态。而天然皮肤最多只能拉伸至原来的180%，超过这个值就回不去了。与目前用于处理皮肤伤口的两种敷料硅胶和PU膜相比，这种新材料的弹性明显高出一筹。研究者们在几项试验中测试了这种弹性膜材料的安全性与效果。他们在受试者的下眼睑、手臂和腿部干燥皮肤上分别进行了测试。结果发现，这种材料对皱纹和眼袋部位的外观起到了明显的改善作用。普通的水冲和清洗不会把它弄掉。除此之外，它也能在皮肤局部保持水分。
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不光是皱纹和眼袋的问题，当皮肤衰老后弹性会变差，当用手轻掐皮肤的时候，会发现皮肤甚至很难迅速恢复平整，而这款神奇的皮肤把也解决了这个问题，并且只用了3秒钟。相比之下，没有经过任何处理的衰老的皮肤并未在这段时间内恢复。而且在这两个实验中，12名志愿者都没有出现过敏或者其他的不适感。皮肤保护功能提升的临床数据以及在干燥皮肤上保湿性的研究结果表明，与市场上销售的各种保湿护肤品相比，这种材料的保湿效果更好，就像又多了一层皮肤且所有的受试者均未出现过敏现象。


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