玻璃(li)是一種(zhǒng)非晶無(wu)機非金(jīn)屬材料(liao)，在現代(dai)社會中(zhong)的用途(tu)🆚十分🌍廣(guang)泛，諸如(ru)眼鏡、門(mén)窗、容器(qì)等。那麼(me)，玻璃是(shi)否能夠(gou)作為一(yī)種新型(xing)生物材(cai)料，在人(rén)體中發(fa)揮組織(zhī)再🐕生與(yu)功能重(zhong)建的作(zuò)用📞，從而(er)解決人(rén)體衰老(lao)産生的(de)骨質疏(shu)松、高🚩脂(zhī)代謝異(yì)☁️常、糖尿(niào)病等疾(jí)病？

針對(duì)這一前(qian)沿科研(yan)熱點問(wen)題，在由(you)新材料(liào)在線^®、尋(xún)材問料(liào)^®、有材^®、新(xīn)材料企(qi)業家成(cheng)長營共(gong)同舉辦(bàn)的“百大(da)名師系(xì)列在線(xian)課程”上(shàng)，中科院(yuan)深圳先(xiān)進技術(shù)研究院(yuan)醫藥所(suǒ)副所長(zhang)潘浩波(bō)博士作(zuo)了《生物(wù)活性玻(bo)璃調控(kòng)軟硬組(zǔ)織再生(shēng)與功能(néng)重建》主(zhu)題演講(jiǎng)。

潘浩波(bō)詳細分(fen)析了我(wo)國生物(wu)醫用材(cái)料、器械(xiè)産業📐的(de)發展現(xian)狀與發(fā)展趨勢(shi)，闡述了(le)目前存(cún)在的問(wen)題及建(jiàn)📐議解💞決(jue)方案，并(bìng)介紹了(le)硼矽酸(suān)鹽生物(wu)活性玻(bo)璃對多(duō)重生物(wu)信号的(de)調控作(zuo)用以及(ji)規模化(huà)生産工(gōng)藝等。

01

我(wo)國生物(wu)醫用材(cai)料産業(ye)正面臨(lin)關鍵時(shi)刻

我國(guó)生物醫(yī)用材料(liào)、植入器(qi)械産業(ye)整體“中(zhōng)不敵洋(yáng)💚”，正面臨(lin)關鍵👄時(shi)刻。

潘浩(hao)波表示(shi)，産業發(fā)展存在(zài)4大瓶頸(jǐng)。

，企業基(jī)礎薄弱(ruò)，産品競(jìng)争力差(cha)。

整體而(er)言，我國(guó)生物醫(yi)用材料(liào)、植入器(qi)械産業(ye)落後于(yu)發達國(guó)家。中小(xiǎo)企業為(wéi)産業發(fā)展主力(li)軍；70%的中(zhōng)高端産(chan)📱品嚴重(zhong)依賴進(jìn)口。

第二(er)，企業研(yan)發能力(lì)不足。

經(jīng)過調查(cha)發現，企(qǐ)業的平(ping)均研發(fā)投入占(zhan)比僅約(yuē)為總投(tóu)入的3%，而(ér)美國等(děng)發達國(guo)家企業(ye)的研發(fā)投入占(zhàn)比達到(dào)了13%以上(shang)。

第三，高(gao)校、科研(yán)院所的(de)研發成(chéng)果轉化(hua)率低。

近(jin)年來，我(wǒ)國加大(dà)了對高(gāo)校、科研(yán)院所的(de)經費、政(zheng)策支持(chi)🎯力度。但(dan)是高校(xiao)、科研院(yuàn)所仍然(rán)面臨科(kē)技成果(guo)轉化問(wen)題。我國(guó)的科技(jì)成果轉(zhuan)化率不(bú)足15%，産業(ye)化率不(bú)足5%。

第四(si)，民間資(zī)本徘徊(huai)不前。

我(wǒ)國生物(wù)醫用材(cái)料、植入(ru)器械産(chǎn)業出現(xian)外資化(hua)現🚶象。2012年(nian)🐅12月7日，美(mei)國美敦(dun)力公司(si)宣布收(shōu)購康輝(hui)公司；2025年(nián)12月7日，美(měi)國史塞(sāi)克公司(si)宣布收(shou)購創生(sheng)公司。我(wǒ)國民間(jian)資本卻(què)徘徊不(bú)前，長🏃🏻期(qī)處于觀(guān)望狀💰态(tai)。

其中，科(kē)技成果(guǒ)轉化困(kùn)難問題(ti)尤為突(tu)出。潘浩(hào)波表示(shì)，科技成(cheng)🛀果🔱轉化(hua)問題的(de)底層邏(luo)輯在于(yú)科學探(tàn)索與産(chǎn)品開發(fā)不在同(tong)一頻道(dào)。

“科研成(cheng)果落地(di)的産品(pǐn)開發失(shi)敗的障(zhàng)礙在于(yu)沒有始(shǐ)終🌈貫穿(chuān)臨床，醫(yī)生才是(shì)産品開(kai)發的靈(ling)魂。醫生(sheng)應當直(zhi)接參與(yǔ)産💋品定(dìng)型，才能(néng)準确把(bǎ)握臨床(chuáng)适應症(zhèng)💜，以及安(ān)全性與(yu)🆚有效性(xing)🆚。”潘浩波(bō)說。

02

基于(yú)病理微(wēi)環境調(diào)控的新(xin)型促進(jin)再生材(cai)料

我國(guó)每年新(xin)增的骨(gǔ)與創傷(shang)損傷患(huàn)者超400萬(wàn)人。這一(yi)數字背(bèi)後是人(rén)口老齡(ling)化的程(chéng)度加深(shen)的表現(xiàn)。據統計(ji)局官方(fang)數據顯(xiǎn)示✂️，截至(zhi)2021年我國(guó)60歲及以(yi)上人口(kou)已♻️超2.67億(yì)人🏃🏻，占總(zǒng)人口的(de)18.70%。

人口老(lao)齡化趨(qū)勢對醫(yi)療水平(píng)提出了(le)更高的(de)要求。由(yóu)創傷🌈、炎(yán)症及代(dài)謝疾病(bing)導緻的(de)骨與創(chuàng)面修複(fu)日☂️益增(zeng)多。随👌着(zhe)人體衰(shuāi)老，出現(xiàn)系統性(xìng)的代謝(xiè)疾病，病(bìng)人将苦(kǔ)不堪言(yan)。

代謝疾(ji)病阻礙(ai)新生血(xuè)管生長(zhang)，而血管(guǎn)是組織(zhī)再生的(de)重要✍️前(qián)提。微血(xuè)管病變(biàn)，内植入(ru)物與宿(xiu)主就不(bu)能産生(sheng)生物性(xing)愈🈲合，造(zào)成組織(zhi)再生難(nan)度增加(jia)。

一旦發(fā)生骨折(she)、創傷等(deng)，患有代(dai)謝疾病(bing)的患者(zhe)則需要(yao)🛀花費更(geng)長的時(shi)間愈合(he)，其組織(zhi)也難以(yi)再生。

“遺(yi)憾的是(shì)，目前我(wo)國還沒(mei)有已應(yīng)用于臨(lín)床的理(lǐ)想材料(liào)，仍需🛀🏻科(ke)研人員(yuán)持續研(yan)發新型(xing)組織功(gōng)能材料(liao)⭐，以促進(jìn)血管重(zhong)建和組(zǔ)織原位(wèi)生長。”

潘(pan)浩波表(biǎo)示，以往(wang)的生物(wù)材料研(yán)究往往(wǎng)建立于(yú)健康的(de)生🌍理環(huan)境，而忽(hu)視了代(dai)謝性基(ji)礎疾病(bìng)的存在(zai)。

骨疾病(bìng)是一類(lèi)慢性代(dai)謝性疾(ji)病，與多(duō)種代謝(xie)性疾病(bing)(如糖尿(niao)病⭐、肥胖(pàng)症、高脂(zhi)血症)的(de)發生有(you)相互協(xié)同或疊(dié)加效⛹🏻‍♀️應(yīng)。骨組織(zhī)的修❗複(fu)與再生(shēng)，需要考(kǎo)慮系統(tong)代謝問(wèn)題及微(wei)環境的(de)調控。

我(wǒ)國醫用(yòng)材料市(shi)場中已(yi)經有天(tiān)然骨、高(gao)分子聚(ju)合👨‍❤️‍👨物🏃‍♀️、金(jīn)屬材🚶料(liào)、無機鈣(gài)磷鹽等(děng)骨修複(fu)材料，以(yǐ)及皮瓣(ban)🌈、人工合(hé)成皮膚(fū)、生物敷(fu)料📱、複合(hé)替代材(cái)料等創(chuang)面修複(fú)材料。

“這(zhe)些材料(liao)都有一(yi)個亟待(dài)解決的(de)關鍵問(wen)題：如何(he)引導🤩血(xue)管重建(jiàn)，促進幹(gàn)細胞定(ding)向分化(huà)，調控病(bìng)理微環(huán)境，實現(xian)原♊位組(zu)織再生(shēng)。生物材(cai)料已發(fā)展至新(xīn)的階段(duan)，是開啟(qi)第二次(ci)生命的(de)催化劑(jì)。”

潘浩波(bō)介紹道(dào)，團隊正(zhèng)在研究(jiū)的硼矽(xi)酸鹽生(shēng)物活性(xìng)玻璃能(néng)夠滿足(zu)多重生(sheng)物信号(hao)調控，其(qi)中包括(kuò)腫瘤免(mian)☎️疫抑制(zhi)、腫瘤細(xi)胞殺傷(shāng)、皮膚再(zai)生成血(xue)管效應(ying)、破骨功(gong)❓能抑制(zhì)、成骨功(gong)能表達(da)。

通過調(diao)節硼和(hé)矽的比(bi)例，硼矽(xī)酸鹽生(shēng)物活性(xing)玻璃能(neng)夠逆轉(zhuan)🔞各種不(bu)同的病(bing)理微環(huán)境，以實(shi)現組織(zhi)再生目(mù)标。

硼矽(xī)酸鹽生(sheng)物活性(xìng)玻璃在(zai)接觸人(ren)體組織(zhī)後，通過(guò)釋放💃離(lí)子，能夠(gòu)有效降(jiàng)低炎症(zhèng)、調節巨(jù)噬細胞(bāo)極化。在(zài)對病理(lǐ)微環境(jing)有效調(diao)🔞控的基(jī)礎之上(shàng)，該材料(liào)還能夠(gou)有☔序促(cu)進血管(guǎn)形成，并(bìng)促成成(chéng)骨。

潘浩(hao)波表示(shi)，團隊在(zai)實驗中(zhōng)發現，硼(péng)矽酸鹽(yán)生物活(huo)🏃‍♀️性玻璃(li)在降☔解(jiě)過程中(zhong)會産生(sheng)堿性“開(kāi)關效應(ying)”，促進😘幹(gan)細胞成(cheng)骨分化(hua)、成骨細(xi)🈲胞礦化(huà)，并明顯(xian)抑制了(le)破💜骨細(xì)胞。

進一(yī)步研究(jiū)表明，堿(jiǎn)性調控(kòng)幹細胞(bāo)能夠有(yǒu)序促進(jìn)一型膠(jiao)❌原形成(chéng)，而一型(xíng)膠原是(shi)促進骨(gu)形成的(de)關鍵基(jī)礎。

據介(jiè)紹，潘浩(hao)波團隊(dui)已實現(xian)硼矽酸(suān)鹽生物(wu)活性玻(bo)璃🔞雙網(wang)⚽絡結構(gou)生産工(gōng)藝，既可(kě)以通過(guo)熔融法(fǎ)制備微(wēi)米級原(yuan)👣料規模(mo)化✊生産(chan)🚶‍♀️，又可以(yǐ)用溶膠(jiao)凝膠法(fǎ)制備納(nà)米✂️級原(yuan)料規模(mó)化生産(chǎn)。

潘浩波(bo)介紹道(dao)，團隊圍(wei)繞硼矽(xi)酸鹽生(sheng)物活性(xìng)玻璃，實(shi)現臨床(chuáng)需求導(dao)向的新(xin)型功能(neng)材料開(kāi)發。目前(qian)團隊已(yǐ)建立四(sì)大研發(fa)闆塊體(tǐ)系，分别(bie)為：

1. 生物(wu)用活性(xìng)骨水泥(ni)，主要用(yòng)于椎體(tǐ)壓縮性(xìng)骨折。

2. 3D打(dǎ)印骨修(xiu)複體，主(zhu)要用于(yú)大塊骨(gu)缺損重(zhong)建。

3. 急性(xìng)止血材(cai)料，主要(yào)用于急(ji)性大出(chu)血。

4. 慢性(xìng)創面敷(fū)料，主要(yao)用于糖(tang)尿病足(zú)******。

“總而言(yán)之，硼矽(xī)酸鹽生(sheng)物活性(xìng)玻璃是(shi)一種新(xin)型的促(cù)組織再(zài)生💃的功(gōng)能材料(liào)，可通過(guo)促血管(guǎn)形成及(ji)抑菌等(deng)🤩多重機(ji)制促進(jìn)再生。材(cái)料與細(xì)胞的故(gu)事将是(shi)我們真(zhen)正理解(jie)人類衰(shuāi)老與再(zai)😄生的重(zhòng)要途徑(jìng)。”潘浩波(bō)說。

提問(wen)環節

問(wèn)題一：目(mù)前，硼矽(xī)酸鹽生(shēng)物活性(xìng)玻璃大(da)的臨床(chuáng)應用是(shì)什麼？

潘(pan)浩波：主(zhu)要是骨(gǔ)質疏松(song)導緻的(de)骨折和(he)糖尿病(bing)的☔足部(bu)并發症(zheng)。

問題二(er)：目前，硼(peng)矽酸鹽(yán)生物活(huó)性玻璃(lí)的臨床(chuang)處于🈲什(shí)❄️麼階段(duan)？

潘浩波(bo)：目前已(yǐ)在進行(háng)了90多例(lì)的臨床(chuáng)試驗，進(jìn)入“十年(nián)磨❗一🏒劍(jian)”的收尾(wěi)階段。預(yù)計到明(ming)年多個(gè)産品能(néng)夠真正(zheng)進入到(dao)市場中(zhong)。

問題三(sān)：作為一(yi)種新材(cái)料，硼矽(xi)酸鹽生(sheng)物活性(xing)玻璃應(ying)👨‍❤️‍👨用到臨(lin)床的費(fèi)用如何(hé)？

潘浩波(bo)：我們的(de)目标是(shì)更快、更(geng)好、更地(di)療愈患(huan)者。因此(cǐ)，産品🍓不(bu)僅要達(da)到好的(de)修複效(xiao)果，同時(shi)還要保(bǎo)證惠民(mín)的價格(ge)。這要求(qiu)我們必(bì)須要掌(zhang)握定價(jia)權和話(huà)語權。通(tong)過産品(pin)建設與(yu)⭐市場推(tuī)廣，降低(di)🌈産品醫(yi)療成本(ben)，真正惠(hui)💚及老百(bǎi)姓。