骨损伤、脊柱侧弯以及骨缺损在中国是常见且严重的健康问题，其成因包括外伤、感染、肿瘤或先天性疾病，并常导致功能障碍与疼痛。
当前的治疗方式，如自体骨移植、异体骨移植以及人工骨材料，都存在明显局限：自体骨移植受到供体来源不足且需要额外手术的限制；异体骨移植可能引发排斥反应与感染风险；人工骨材料则缺乏良好的生物相容性和生物活性成分。
骨损伤、脊柱侧弯、骨缺损——这些听起来离生活很远的医学词汇，却真实困扰着中国数以百万计的儿童与家庭。面对国内治疗方式的局限性与高创伤性，我们的团队在 2024 年踏上了 iGEM 舞台，带着一个目标：让骨修复更安全、更精准、更温柔。
Hello everyone, we are TestDaily-I-Beijing!
这是我们在巴黎Jamboree每一次自我介绍的开场白。
这句再简单不过的话，却承载着我们从校实验室走向世界舞台的全部重量。
在巴黎Live stage talk的现场，当这句开场结束后，台下的掌声逐渐响起，我们都意识到：
我们真的把故事写到了这里。
项目起始：少年的脊柱之痛唤醒我们的科研初心
一切开始于一个残酷却真实的故事，团队一位成员带来了弟弟的遭遇——长时间低头看手机、坐姿不良让这个少年患上了脊柱侧弯，持续的背痛让他连久坐听课都成了奢望。医生给出的唯一方案是脊柱融合手术：移除受损椎间盘后，植入骨修复材料填充间隙，让原本分离的椎体愈合为一体。可想到手术的创伤和术后恢复的漫长，弟弟的抗拒与无助深深刺痛了我们。
脊柱融合手术意味着：锯开椎骨--放入骨修复材料--等两块骨头慢慢长成一块--承受漫长恢复期与巨大疼痛。
这次经历让我们开始关注骨病这一隐形的健康杀手。咨询医生后得知，我国约有500万儿童患有不同程度的先天性脊柱侧弯，而低头看手机、坐姿不当、意外摔伤等后天因素，正让更多青少年加入骨病患者的行列。更令人揪心的是，当前的治疗手段始终存在难以突破的局限。
目前骨修复材料及其缺点
看着少年焦虑、抗拒、害怕手术，我们第一次感受到：医学不是离我们很远，而是就在身边。那一刻我们也在思考：“如果能做出一种既能精准促进骨愈合，又能避免副作用的材料呢？”在第一次团队讨论会上，这个问题被提出，瞬间点燃了所有人的热情。带着这份初心，我们开始了文献检索与专家咨询的征程。
精于创新：双因子时序释放的“骨愈合密码”
骨愈合就像建设一座新城，必须先修通“道路”再搭建“楼房”——先形成血管网络输送氧气和营养，再促进成骨细胞生成新骨。这一自然规律给了我们关键启发：如果能让促进血管生成和促进骨形成的两种细胞因子按顺序释放，就能完美模拟自然愈合过程。
VEGF（左）促进血管生成，BMP-4（右）促进骨形成
我们选定了两种关键细胞因子：血管内皮生长因子（VEGF）负责“修道路”，促进血管生成；骨形态发生蛋白4（BMP-4）负责“建楼房”，诱导成骨细胞分化。接下来的挑战，是从众多胶原蛋白结合域中筛选出最合适的“标签”。
最初，我们选取了8种胶原蛋白结合域进行测试，要同时满足“不影响细胞因子活性”和“结合亲和力有差异”两个条件。
一次次的蛋白活性检测和结合能力实验，让实验室的离心机和检测仪连轴运转。当数据显示其中两种域完美符合要求时，我们忍不住击掌欢呼——高亲和力域可与BMP-4融合，低亲和力域与VEGF融合，这样VEGF就能先释放，BMP-4随后缓慢释放。
成于坚持：从质粒构建到凝胶优化的攻坚之路
方案确定后，真正的硬仗才刚刚开始。构建融合蛋白质粒时，我们先尝试将低亲和力域与VEGF融合构建pET-28a-CBD-VEGF质粒，反复调试后终于成功。
但在构建高亲和力域与BMP-4融合的pET-28a-FTD-BMP4质粒时，却遭遇了酶切效率低下的难题。那段时间，我们每天泡在实验室，更换不同品牌的限制酶、调整反应温度和时间，记录本上写满了实验参数。当最后一次电泳凝胶上出现清晰的目标条带时，负责分子克隆的成员抱着离心管蹲在地上笑出了声。
质粒构建成功只是第一步，载体材料的优化同样关键。我们需要制备一种兼具力学强度和生物相容性的胶原蛋白水凝胶作为支架。从10%到30%，我们测试了不同的胶原蛋白浓度，通过拉伸强度测试、流变学分析和细胞相容性实验，最终确定20%的浓度为最佳方案——既能提供足够的支撑力，又能让细胞顺利附着生长。
见证着我们的坚持，当细胞活性检测显示，经过我们的双因子系统处理后，血管生成效率提升30%，成骨分化标志物表达显著升高，且未出现任何异常增殖现象时，我们知道，这条布满荆棘的路，我们走通了！
源于责任：走出实验室的社会实践与未来展望
在整个项目周期中，我们始终坚持以“问题驱动、反馈迭代”的方式开展人文实践（HP），聚焦项目的科学性、可行性与社会责任。
从最初的需求调研开始，我们通过问卷和患者访谈确定中国青少年骨损伤与脊柱问题的普遍性；随后与多位骨科临床专家深入交流，系统了解骨愈合机制、现有治疗的局限，以及理想骨修复材料应具备的核心特性。在专家建议的基础上，我们确认使用BMP4与VEGF作为关键细胞因子，并选择胶原蛋白海绵与PEEK作为材料设计方案。
在产品可行性与转化方面，我们先后与蛋白工程师、生物材料专家、生物公司研发负责人对接，评估蛋白表达、纯化、复合支架制备及大规模生产的技术路径。
同时，我们咨询政策与法律专家，系统梳理医疗器械注册、GMP规范、伦理审查与知识产权保护的要求。通过不断收集反馈与迭代设计，我们逐步构建出兼具生物活性、安全性与转化潜力的梯度控释骨修复材料雏形。向下滑动查看更多
此外，我们也深刻意识到青少年对于脊柱侧弯了解甚少，我们也深入社区为青少年群体带来了一场生动的骨健康科普讲座。我们带来人体骨骼模型，直观讲解青少年骨骼发育特点，教大家通过调整坐姿、控制低头时间等日常习惯预防骨病。
在西安交通利物浦大学举办的中国iGEMer社区（CCiC）会议上，我们也面向各高校学子加开了一场骨健康讲座。除了骨骼模型演示，我们还设计了有奖问答环节活跃气氛，用趣味互动加深大家对骨健康知识的理解。现场同样设置了脊柱测量环节，不少同学在检测后认真咨询预防技巧。
暑假线下实验间隙，我们围坐在一起反复头脑风暴，打磨视频脚本，从镜头逻辑到每一句旁白都认真推敲；美工组的同学绘制场景、调整配色，为每一处细节反复修改。
为了获得清晰的录音效果，我们线下自费购买专业设备。可是换了多个场景音频一直都有杂音，最后负责录音的同学只能回到酒店房间，整个人蒙在被子里录音，只为获得一段干净稳定的音频。那一刻的场景可笑又可敬，却也是我们最真实的坚持。
即便项目已至尾声，Wiki的细节仍在不断修改。美工与 Wiki 组每天并肩作战，从结构布局到交互动画，从标题行距到配图比例，努力让页面更美观、更专业、更符合我们心中的“完美”。
最终，我们登上了巴黎的答辩舞台。灯光亮起的那一刻，每一次通宵、每一段录音、每一次重写 Wiki 的坚持，都有了回应。我们小队获得了金牌——这一切不负众望，也不负自己。
从北京到巴黎，
从一个弟弟的脊柱侧弯故事，到可能改变骨修复的创新方案，我们的旅程不会止步于 iGEM。我们希望未来，有一天——孩子们不再害怕脊柱手术，骨缺损不再是长期痛苦，治疗能更安全、更精准、更人性化。如果你也愿意加入这段旅程，那么——加入我们，让我们从身边的问题出发给出你的解决方案！
小队队长：
此刻翻到手机里那张质粒构建成功的凝胶图，还是会瞬间热血沸腾。将近一年的时间里，最煎熬的就是BMP-4融合质粒的构建，每天在实验室重复“酶切-连接-转化-电泳”的循环。
不论是线上的生物专业课还是线下实验，都让我对于合成生物学有了进一步的任务，也让我更加坚定想要申请的专业方向！选择iGEM，是我做的永远不会后悔的决定，因为我不仅学会了做实验，更懂了坚持的意义。我们，永远是最好的TestDaily！
湿队队长：
现在看到胶原蛋白水凝胶，就像看到老熟人。线下实验期间，印象最深的是大家一起进行实验，每天的行程从8排到晚9，充实且疲惫。但是好在收获了很多，也经历了很多第一次，第一次进入实验室，第一次接触移液枪，第一次熬夜到快凌晨来准备视频素材。
Wiki freeze那周，我们虽然都已经回归各自的生活，但是依旧在微信群内疯狂对接工作，只要打开微信对话框永远都是99+。答辩时展示的数据，评委点头的瞬间，突然觉得所有熬夜都值了。iGEM教会我，好的成果不是一蹴而就，是一次次调整配比，一遍遍重复测试，和队友并肩作战的每一个日夜。
美工队员：
暑假是最忙的时期，因为线下实验是我们唯一能聚集大家线下讨论的时候。我们每天除了做实验外，都在调颜色、调排版、调构图。一个简单的图标，我们可能讨论十几轮，从线条粗细到阴影角度都要严格统一。
后面开学后依旧需要继续完善wiki，我们美工的大家只能把作业赶在学校完成，见缝插针的把图连夜赶制出来给wiki组的队友上传。经常凌晨两三点，我们一群人在群内讨论，争论一个banner的配色是否符合我们的项目标准。
经历了这么多，最难忘的还是提交前夜大家一起通宵的场景。困得不行却仍然互相打趣，调图调到发笑。iGEM对我来说不是“美工工作”，而是把我们团队的想法变成看得见的作品的过程。作为美工队的主力军，美工从不是点缀，是让科研被看见、被理解的桥梁。那些调整图片的深夜，都成了最珍贵的创意印记。
HP队员：
我的iGEM第一次线下就是去朗琴园社区进行讲座，我们带着骨骼模型讲脊柱健康，用毛笔杆模拟脊柱侧弯，引起了当时社区小孩们强烈的好奇。也是这次经历让我更坚定了继续做我们的项目。
后来我们需要采访专家，辗转多次终于联系上了雷医生，我们进行会议录制，整理会议信息，每次整理基本上都要到深夜。
最后Wiki的HP页面看着上万字的报告，让我感到无比的满足，我们大家工作的成功都能得到展现。最终的金牌也是实至名归！
