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对话杰出科技青年奖获得者|辽宁科技学院刘丹丹:以制剂技术突破结肠靶向与难溶药物吸收瓶颈

刘丹丹,1982年生,辽宁科技学院教授,辽宁省高等学校创新人才。她长期致力于药剂学研究,深耕创新药物递送系统领域,主要研

刘丹丹,1982年生,辽宁科技学院教授,辽宁省高等学校创新人才。她长期致力于药剂学研究,深耕创新药物递送系统领域,主要研究方向为结肠癌口服靶向递药、难溶性药物口服生物利用度提升以及新型眼部递药系统的研发。

科研项目

主持省厅级科研项目6项。研究始终围绕口服纳米递药系统展开,聚焦结肠靶向递药、难溶性药物吸收等技术瓶颈,构建智能递药平台,推动基础研究与应用转化协同发展。

学术成就

以第一或通讯作者身份发表SCI论文16篇,其中中科院一区论文6篇,总影响因子逾80。获授权国家发明专利5项,荣获湖北省科技进步一等奖和教育部科技进步二等奖。

推广实效

突破结肠靶向递药、难溶性药物吸收等关键制剂技术瓶颈,构建了高效的智能递药平台。研究成果积极对接辽宁本溪“药都”产业需求,推动新型药物制剂的产业化应用,并在人才培养中践行“教研相长”理念,为地方生物医药产业高质量发展贡献力量。

一、聚焦结肠靶向递药与难溶药物增溶两大临床难题

提问:您为何选择药剂学作为核心研究方向,又是如何聚焦到结肠癌口服靶向递药、难溶性药物生物利用度提升这几个细分领域的?

刘丹丹:我与药剂学的缘分,始于2002年考入沈阳药科大学药剂学专业的那一刻。从本科到硕士、博士,再到博士后阶段,我在母校的深耕细作中,对这门学科的认知也从最初的理论探索升华为一种职业使命。我深刻意识到,药剂学绝非单纯的材料学堆砌,而是一门直面临床需求、扎根患者痛点的应用科学。如何让药物更安全、更有效、更精准地抵达病灶,破解临床用药的“最后一公里”难题,这份价值与使命感,正是我坚守药剂学作为核心研究方向的根本原因。

在科研实践中,我将目光锁定在口服递药技术的攻关上,并逐渐聚焦于两个极具挑战性的领域:

一是难溶性药物口服生物利用度提升:无论是处于临床应用阶段还是临床前研究阶段,近40%的新药候选分子都面临溶解度差的困境。这类药物因溶出度不佳,导致生物利用度低,极大阻碍了成药进程。

二是结肠癌的口服靶向递送:口服给药虽具有便捷、依从性高的优势,但在结肠癌治疗中却面临“重重壁垒”——药物易在上胃肠道提前泄漏,且肠道黏液屏障如同“铜墙铁壁”,阻碍药物渗透至肿瘤部位,即便药物侥幸抵达病灶,肿瘤微环境的复杂异质性以及肿瘤细胞对药物的低摄取率,也使得药物往往只能停留在肿瘤表面,难以真正进入细胞内部发挥治疗作用,极大限制了临床疗效。

这些看似是制剂技术层面的难题,背后承载的却是无数患者的治疗困境。我将这些问题确立为主攻方向,希望能通过制剂技术的突破,为临床用药提供更优的解决方案。

二、将“解决患者用药难题”牢牢扎根在科研的出发点与落脚点

提问:在求学与科研起步阶段,有没有哪些经历、导师或事件,对您坚定从事创新药物制剂研究产生了重要影响?

刘丹丹:在求学与科研起步阶段,我的导师——我国著名药剂学家潘卫三教授,是我学术生涯的关键引路人。潘老师深耕渗透泵制剂研究多年,在药剂学领域建树颇丰,而他对我影响最深的,不仅是渊博的专业学识,更是其严谨求实、精益求精的治学态度。

在跟随导师攻读学位期间,他反复告诫我们:药剂学研究不能仅停留在纸面上的论文,更要立足临床、解决真实的用药难题。这一理念如同一盏明灯,为我指明了科研方向。正是这种鲜明的应用导向,让我摒弃了单纯的理论空想,始终坚持从临床痛点出发开展研究,将“解决患者用药难题”牢牢扎根在科研的出发点与落脚点。

除了学术方向的精准指引,导师的精神力量更深刻地塑造了我的科研品格。潘老师常以“主动去吃辛苦”自勉,也以此谆谆教导每一位学生。这种甘于吃苦、潜心钻研的治学精神,深深烙印在我的心中,成为我科研路上的精神底色。在后续的创新药物制剂研究中,无论是面对难溶性药物的增溶瓶颈,还是结肠靶向递送的技术壁垒,正是这种信念始终支撑着我。它让我在面对反复的实验失败时,能够始终保持耐心与定力,坚定地行进在创新药物制剂研究的道路上。

三、四个关键节点支持成就了稳步成长

提问:从青年科研人员成长为教授、辽宁省高等学校创新人才,您认为自身发展中哪些关键节点最为重要?

刘丹丹:我的一路成长与发展,离不开辽宁科技学院对我的长期支持,更离不开学科团队的共同努力,我觉得有几个关键节点尤为重要。

首先,要尽早确定适合自己和团队学科发展的研究方向。我始终围绕口服纳米递药系统这一核心领域深耕,不盲目跟风追逐热点。结合辽宁科技学院的办学定位和区域产业需求,沉下心来专注一个方向,才能做出属于自己的特色,取得实实在在的成绩。

其次,要循序渐进地搭建科研团队,凝聚青年教师与学生骨干力量,依托各类科研项目开展协同攻关。在一次次课题研究、实验攻坚与技术迭代中,我们不仅积累了扎实的学术成果和实践经验,也实现了个人研究能力与团队整体实力的同步提升。

第三,要坚持基础研究与应用研究双向融合、协同发力。一方面聚焦学科前沿,潜心钻研、深耕细作,产出高水平学术论文,夯实理论研究根基;另一方面立足行业实际需求,重视专利申报、技术优化,全力推动成果落地转化,让科研既有学术价值,也能发挥实际应用价值。

还有一个很关键的地方,就是要有学校和地方的全方位支持。这些年来,辽宁科技学院为我们搭建了优质的科研平台,提供了充足的学科建设资源,再加上地方政策的扶持,不管是校级培育项目,还是省级人才项目申报,都给予了我们很多的帮助,让我们能够心无旁骛地搞研究、沉下心来做学问。这也是我得以稳步成长的重要保障。

四、依托省级重点实验室与本溪药都地缘开展全链条研究

提问:辽宁科技学院为您开展药物递送系统研究提供了哪些平台、团队与环境方面的支撑?

刘丹丹:辽宁科技学院坐落于本溪“药都”,是一所应用型本科院校。学校始终高度重视科研平台硬件建设,为我开展科研工作奠定了坚实的物质基础。学校拥有“辽宁省生物医药与化学工程重点实验室”,依托这一省级重点平台,我得以顺利推进药物递送系统从前期研发到后期验证的全链条研究。在团队建设方面,学校支持构建了“教授+青年博士”的协同创新梯队,集聚了不同研究方向的骨干力量,营造了宽松务实、潜心钻研、互帮共进的良好学术生态,使我们能够围绕药物递送系统的关键技术难题协同攻关。同时,学校积极响应辽宁省生物医药产业发展战略,在科研项目申报方面给予针对性指导,在成果凝练、专利申报、论文发表等方面提供全方位支持,助力我们精准对接地方产业需求,提升药物递送系统研究的针对性与应用价值,为我的科研工作保驾护航。

五、主攻结肠黏液屏障穿透与难溶药物溶出速率提升

提问:您重点突破结肠靶向递药、难溶性药物吸收等技术难题,开展这些研究的初衷与核心科学问题是什么?

刘丹丹:我开展这些研究的初衷非常务实,核心就是聚焦临床用药中的痛点难点,切实为患者带来福音——让药物精准送达目标作用部位,减少药物在非靶器官的分布,降低不良反应发生风险,同时有效提升药物的生物利用度,确保药效真正发挥出来。

具体而言,针对结肠肿瘤靶向递药这一方向,我们重点聚焦的核心科学问题是:如何突破结肠黏液屏障的阻碍,设计高效智能的递药载体,不仅实现药物在结肠部位的精准靶向递送,避免药物在胃、小肠等非靶部位提前释放,确保药效集中发挥,更要保障药物在结肠肿瘤部位的高效渗透与摄取,进一步提升靶向治疗效果。针对难溶性药物吸收问题,我们聚焦的核心科学问题是:如何通过制剂工艺优化、载体修饰等有效手段,改善难溶性药物的溶解性能,提高其溶出速率与口服吸收效率,从根本上解决此类药物生物利用度低、临床疗效不佳的难题。围绕这些关键科学问题,我们重点开展智能递药载体的设计与制备、作用机制解析以及制剂工艺优化等相关研究,力求从根源上提升药物治疗效果,推动递药系统技术的创新与落地应用。

六、创新性引入“逐级靶向、多模态协同、黏膜渗透”等核心策略

提问:在构建智能递药平台过程中,您和团队遇到的最大技术挑战是什么,如何通过研究方法与实验设计实现突破?

刘丹丹:在构建智能递药平台的过程中,我和团队遇到的最大技术挑战是体内外评价结果差异显著:在体外实验环境中,我们设计的递药系统虽能达到预期的靶向性、与稳定性,但一旦进入体内,受胃肠道pH值波动、酶解作用、胃肠蠕动、食物干扰、黏液屏障阻隔等复杂生理环境的综合影响,其靶向精准度与结构稳定性明显下降,药物吸收效率和靶向性也难以达到体外实验水平。这一问题已成为制约智能递药平台构建与技术落地转化的关键瓶颈。为突破这一挑战,我们立足问题本质,通过系统的研究方法与科学的实验设计逐步推进:一方面,反复优化递药载体结构与修饰方式,创新性引入“逐级靶向、多模态协同、黏膜渗透”等核心策略,精准适配体内复杂生理环境,有效降低各类体内因素对载体性能的干扰;另一方面,持续调整载体修饰策略与制备工艺,细化各项工艺参数,不断提升载体的体内稳定性与靶向精准度,增强其在体内环境中的适配性。同时,我们构建了完善的体内外协同评价体系,将体外细胞实验、体内药效学与药代动力学研究紧密结合,通过反复验证与迭代优化,精准匹配体内外实验差异,力求实现递药载体性能提升与药物治疗效果改善的双重目标,持续推动智能递药平台的构建与完善,为技术落地应用奠定坚实基础。

七、口服靶向、新型眼部递药系统,在疗效、安全性与靶向性上的显著优势

提问:与传统制剂相比,您研发的口服靶向递药、新型眼部递药系统在疗效、安全性与靶向性上有哪些优势?

刘丹丹:与传统制剂相比,我们研发的口服靶向、新型眼部递药系统,在疗效、安全性与靶向性上具有显著优势,更贴合临床用药需求和患者使用体验。一是其具备精准的靶向性:通过智能递药载体的设计与修饰,能够精准识别病灶部位并实现药物富集,最大限度减少药物在正常组织和器官的分布,从根源上降低药物对正常组织的毒副作用,提升用药安全性。二是疗效更突出:依托“黏膜渗透”等核心技术,有效突破胃肠道及眼部的生理屏障,显著提高病灶局部的药物浓度,延长药物滞留时间,提升治疗效率,切实解决传统制剂药效不佳、起效缓慢等问题。三是给药更便利:通过口服、眼用等无创给药方式,无需注射等有创操作,大幅降低患者用药门槛,显著提升患者的用药依从性,尤其适合需长期用药的患者。四是作用更持久:通过优化递药系统的缓控释设计,实现药物的长效递送,有效延长药物在病灶部位的作用时间,减少每日给药次数,既减轻患者用药负担,又能避免因漏服、错服导致的疗效波动,进一步改善患者的临床用药体验。

八、成果总结应重点分析结果,突出研究的学术价值与应用前景

提问:您发表多篇高水平SCI论文,在科研选题、实验设计、成果总结与论文写作方面有哪些经验?

刘丹丹:结合多年科研实践,我在科研选题、实验设计、成果总结与论文写作方面积累了一些经验,主要总结为四点。一是选题要准,这是论文发表的基础。不盲目跟风追逐热点,而是不断深入了解药物递送领域的技术瓶颈与临床实际需求,找准研究的切入点和突破口。二是实验设计要严:搭建完整实验体系、优化实验方案,规范操作流程,确保数据真实、可重复;同时深入解析作用机制,增强实验结论的说服力。三是成果总结要深:不简单罗列实验现象与数据,而应重点分析结果,突出研究的学术价值与应用前景。四是坚持打磨:注重论文逻辑的连贯性,衔接好各部分内容,结合同行意见反复修改,切实提升论文质量与写作规范性。

九、按临床牵引思路分解任务并产出论文与专利

提问:您主持多项省厅级科研项目,在项目布局、研究推进与成果凝练方面有哪些思路与做法?

刘丹丹:在推进各项科研项目执行的过程中,我始终坚持“临床需求牵引、技术问题导向、成果逐步落地”的核心思路,确保每一项研究都贴合实际需求、兼具学术与应用价值。在项目布局上,我始终聚焦结肠靶向递药、难溶性药物吸收及新型眼部递药三大核心研究方向持续深耕,不贪多求全、不盲目拓展,着力构建体系化、常态化的研究布局,使各项研究相互支撑、协同发力,形成持续产出、稳步提升的良好态势。在研究推进上,我注重将项目整体目标科学拆解为阶段性任务,明确各阶段的研究重点、时间节点与责任分工,稳步推进实验开展、数据验证和技术优化;对研究过程中出现的各类问题及时梳理、快速调整方案,杜绝盲目推进,确保项目按计划高质量完成。在成果凝练上,我坚持多元兼顾、重点突出:既注重产出高水平学术论文,夯实项目学术根基,也重视专利申报,强化核心技术保护,同时聚焦成果应用价值,推动研究成果与地方产业需求精准对接,切实实现科研项目的价值最大化。

十、围绕载体结构与处方构建多层专利保护体系

提问:您拥有多项授权发明专利,在药物制剂与递药系统领域,如何开展专利布局与核心技术保护?

刘丹丹:在药物递送系统的制剂工艺和载体设计等关键创新点上,我们始终坚持技术突破与专利保护同步推进的原则。针对具有明确产业化潜力的核心技术,如特定的制剂工艺、新型智能载体结构以及创新的制剂处方等,我们会及时申请发明专利,注重构建一个多层次、有梯度的专利布局体系,为后续科研成果的产业化、市场化推广筑牢知识产权根基。

十一、中试重点解决粒径均一性与工艺稳定性难题

提问:创新制剂从实验室研究走向产业化应用,您认为最关键的转化环节是什么?

刘丹丹:我认为,创新制剂从实验室研究走向产业化应用,最关键的转化环节是实现工艺可放大、质量可控制、成本可接受,这三者缺一不可、协同支撑。实验室阶段的研究多为小试规模,往往能达到预期效果,但一旦进入规模化生产,就容易出现粒径不均、产品稳定性差、工艺参数难以把控等问题,直接制约成果转化与落地。因此,我们在研究初期就主动兼顾工业化生产需求,提前优化工艺路线,通过反复试验与持续优化载体修饰策略,精准攻克规模化生产中可能出现的各类技术难题,全力推动创新制剂从实验室走向市场、服务临床。

十二、整合材料学与药理学方法推进递药系统创新

提问:创新药物研发涉及多学科交叉,您在研究中如何整合不同学科方法,推进跨领域协同创新?

刘丹丹:药物递送系统本身就是典型的多学科交叉领域,其研究过程涉及药剂学、材料学、药理学等多个学科门类,单一学科的思路难以突破复杂的技术瓶颈。因此,在研究中,我始终注重整合各学科的优势方法与技术资源,打破学科壁垒,推进跨领域协同创新。具体而言,我们借助材料学的前沿成果,筛选适配的新型载体材料,以解决递药系统的稳定性、功能性、靶向性等核心难题;运用药剂学的专业技术,优化制剂处方与制备工艺;结合药理学的研究方法,深入解析递药系统的体内作用机制,精准匹配临床用药需求。通过这种跨学科融合的思路,整合各领域技术优势、互补短板,真正实现“1+1>2”的创新效果,推动药物递送系统研究持续突破。

十三、以临床刚需与产业痛点为依据平衡研究转化

提问:在基础研究深度、技术应用前景、市场实际需求之间,您如何平衡与决策?

刘丹丹:在基础研究、技术应用与市场需求的平衡与决策上,我始终坚持以临床需求和产业需求为核心出发点,不偏离实际、不脱离应用。一方面,坚决摒弃脱离市场实际的“空中楼阁”式基础研究,立足医药产业发展痛点和临床用药刚需,明确研究方向,确保每一项基础研究都有明确的应用导向,都能为后续技术转化、产业落地提供理论支撑;另一方面,不局限于简单的工艺改进,注重深耕基础研究,挖掘技术背后的科学原理,提升研究的理论深度和创新内涵,避免缺乏科学内涵的表层改进。最终实现基础研究有深度、技术应用有前景、市场需求有回应的三者之间的平衡,让每一项研究既具备扎实的理论支撑,又能切实对接市场需求、服务医药产业高质量发展,真正做到理论创新与实际应用同频共振、双向赋能。

十四、依托项目带动学生实践并倡导找准方向深耕

提问:作为高校教授,您在药学人才培养方面有哪些理念?对于想从事药剂学研究的青年学生有哪些建议?

刘丹丹:我始终秉持“立德树人,教研相长,重实践、强创新”的药学人才培养理念。立德树人是根本:既要传授学生扎实的药剂学、药物递送等核心知识,筑牢理论根基,也要培养其严谨求实的科研态度和正确的价值观,引导其树立服务国家健康事业的信念;教研相长是核心:将自身科研实践与课堂教学深度融合,把前沿科研成果和实操经验融入教学,鼓励学生参与科研项目,实现教学与科研互促共进;重实践、强创新是关键:打破理论与实践之间的壁垒,提升学生解决实际问题的能力,助力其成长为兼具理论素养与实践能力的药学人才。

对于想从事药剂学研究的学生,我有四点建议:一是夯实基础,熟练掌握药剂学、材料学等核心知识和实验技能,不急于求成;二是找准方向,结合自身兴趣与行业需求确定研究方向,持之以恒深耕;三是勇于创新,不盲从权威,敢于质疑、大胆尝试新方法;四是坚守初心,将个人成长与国家健康事业结合,以严谨务实的态度做好科研。

十五、智能响应载体与多模态协同递送为前沿突破重点

提问:未来3-5年,您认为创新药物递送、靶向制剂、难溶性药物研发领域有哪些前沿方向?

刘丹丹:结合当前行业发展趋势与自身研究经验,我认为未来3-5年,创新药物递送、靶向制剂及难溶性药物研发领域的前沿方向主要有三个:一是智能响应型递药系统的研究:依托病灶微环境的特异性,设计可精准触发药物释放的智能递送体系,实现药物在病灶部位的时空可控释放,大幅降低药物在非靶组织的无效暴露与毒副作用;二是多模态协同治疗:例如打破单一肿瘤治疗模式局限,推动化疗与光热、光动力、化学动力学、免疫治疗等多元疗法深度融合,通过多功能递药系统实现不同治疗手段的精准协同递送,构建增效减毒治疗体系,提升综合治疗效果;三是聚焦难溶性药物溶出受限、生物利用度低的核心痛点,推动无定形固体分散体、纳米晶、共晶等高效递送技术从实验室研究向规模化生产转化,打通技术成果产业化的“最后一公里”,实现创新制剂的实际应用价值。

十六、完善结肠肿瘤递药平台并推进中试验证

提问:您和团队下一步的研究重点是什么,在智能递药平台完善与产业化推进方面有哪些规划?

刘丹丹:下一步,我们团队将聚焦研究方向,同步推进智能递药平台完善与产业化落地,具体规划主要有两方面:一是持续完善结肠肿瘤智能递药平台,优化载体性能与递送效率,强化体内外验证,推动平台研发向临床转化方向稳步靠拢,为后续临床应用奠定基础;二是加快难溶性药物制剂工艺的优化升级,重点推进中试验证工作,解决规模化生产中的技术瓶颈,提升工艺稳定性与可行性。与此同时,我们将进一步加强产学研协同合作,精准对接产业需求,推动更多核心技术从实验室走向产业应用,实现科研成果的产业化转化。

十七、以提升药物有效性与安全性服务区域产业升级

提问:您的研究如何服务临床用药需求、人民生命健康,以及地方生物医药产业高质量发展?

刘丹丹:我的研究始终围绕“让患者用上更有效、更安全、更方便的药物”这一目标。通过突破关键制剂技术,提升药物疗效、降低副作用、改善用药体验,服务人民生命健康。同时,我将立足辽宁生物医药产业发展需求,积极推动创新成果落地转化,为地方医药产业升级和高质量发展贡献力量。