深圳先進院發揮國家科研機構的示范引領作用

深圳市發改委主任郭子平對先進院的發展成就給予了充分肯定：“過去15年，先進院踐行‘工業研究院’使命，充分發揮‘國家隊’作用，在推動戰略性產業發展、關鍵核心技術突破、科技人才培養等方面做出了重要努力，碩果累累，在深圳這片科技創新熱土上，發揮著國家科研機構的示范引領作用。”

她首先從科技產業發展貢獻方面肯定了先進院的貢獻：“先進院有自己的鮮明特色和優勢領域，在機器人、高端醫療影像、人工智能、合成生物、生命健康等產業領域均有建樹，為深圳產業發展提供了大量的技術研究成果和創新型企業。比如先進院在2014年牽頭創立了中國第一個機器人產業協會以及產業聯盟，建立中國第一個機器人孵化器，助力深圳機器人產業發展壯大。以先進院為會長單位的深圳機器人行業協會，聚集會員企業超600家，會員產值超1400億，是機器人領域會員數量最多、產值規模最大的地方性協會，世椿智能、越疆科技等十余家會員企業獲評第三批專精特新‘小巨人’企業。又比如創新型企業培育孵化，先進院依托自身創新體系，孵化出聯影醫療、中科樂普醫療等行業‘獨角獸’，其中與聯影醫療合作的‘高場磁共振醫學影像設備自主研制與產業化’項目，獲得2020年度國家科技進步獎一等獎。成功研制我國首型3.0T磁共振成像設備并實現產業化，這是我國高端醫療設備國產化替代和自主創新的里程碑式成果。牽頭組建國家高性能醫療器械創新中心，這是醫療器械領域唯一的國家級創新中心。”

郭子平表示，從新型科研機構體制機制探索來講，先進院在推動成果產業化模式上的創舉，很好地解決了科技與產業發展“兩張皮”的問題，為深圳“四鏈協同”體制機制創新提供了很好的樣板。

第一個層面是通過科教融合助推“0—1”原創突破。先進院拓展科教融合模式，營造“新型研究型大學+基礎研究機構”的科教融合創新載體，深理工聚焦生命科學前沿領域，培養拔尖創新人才，攻克“0—1”的原始創新。同時組建合成生物學創新研究院、腦科學創新研究院等基礎研究機構，培養兼具探索創新精神、豐富科學實踐經驗的“高精尖缺”人才，避免低水平模仿、同質化競爭的學科發展弊端。

第二個層面是通過科產銜接助力“1—10”產業轉化。先進院在光明科學城牽頭建設的合成生物和腦解析、腦模擬大設施，兼有科研平臺屬性和產業平臺屬性。這些設施將助力以合成生物學、基因編輯、腦科學、再生醫學等為代表的生命科學前沿領域變革迭代，不斷推動產業格局更新，為生命健康企業參與全球產業競爭提供科技支撐。

第三個層面是驅動“10—∞”的能級躍升。“蝴蝶模式”構筑了“科技引企、人才引企、政策引企”等廣泛應用場景，例如通過設施導入市場需求，并投入適量的研發資金，系統解決思維驗證、技術需求、原型產品等環節的問題，促進投入產出比的倍數和價值增值。同時，推動市場吸納科技成果，快速實現具有顛覆性的產業集聚。

令人振奮的是，先進院自成立以來，每年都在重大科技任務、重大成果產出、國際合作成效及人才隊伍建設方面不斷進步，專利申請量和授權量逐年攀升，發揮著國家科研機構的示范引領作用，這些亮眼成績的取得，恰恰是先進院堅持“四個面向”、主動服務“國之大者”的生動注腳。

【案例鏈接】含鎂骨修復材料驚艷世界

香港中文大學的秦嶺教授作為深圳先進院轉化醫學研究與發展中心（以下簡稱“轉化醫學中心”）的創始主任，與團隊共同研發了含鎂骨修復材料。這個原創性成果成功實現了從基礎研究向臨床應用的轉化，不僅是國內首創，更是全球首創。

秦嶺教授對開展深港合作推動創新材料的產業化贊不絕口：“這項科研成果能夠進入臨床，造福病人，這是大家合作的結果，我們取得了骨修復材料技術上的突破，也得到了國家的大力支持。在法律法規上支持生物材料創新研發，使創新材料產品能夠進入臨床應用，實現‘0’到‘1’的轉化，意義非常深遠。”

1.醫學轉化中心應運而生

2009年，先進院院長樊建平帶隊赴香港中文大學威爾斯親王醫院考察，了解到秦嶺教授在骨科領域的成就和其成果轉化發展的理念，考慮到國內老年群體對骨科新技術需求很大，遂邀請秦嶺教授在先進院醫工所建立一個聯合性的研究中心。

秦嶺教授回憶道，香港很多高校在世界上排名很高，當時的評價標準主要是看發表的學術論文水平，而今越來越強調科技成果對社會的貢獻，香港在成果轉化方面有不少局限性，主要是缺乏產業環境和應用市場。到深圳先進院建立一個研究中心是非常好的機會，可以借助三方共建的平臺，利用深圳和內地的產業資源和市場條件，把香港實驗室的研發成果成功轉化，造福社會。因此，在香港中文大學的支持下他欣然接受了樊建平的邀請。

以秦嶺教授為主任的轉化醫學中心，2009年12月在深圳先進院掛牌，這是中國科學院系統內第一個以轉化醫學命名的創新研發中心。轉化醫學倡導實驗室與臨床研究雙向轉化，其核心是將醫學生物學基礎研究成果迅速有效地轉化為可在臨床實際應用的理論、技術、方法和包括藥物及醫療器械在內的產品。轉化醫學打破基礎醫學、產品研發和臨床醫學之間的屏障，加強研究與應用之間的結合，在它們之間建立起一座雙向轉化的橋梁。

由于骨科器械及材料在中國醫療市場中份額占比高，所以轉化醫學中心的定位就是研發具有自主知識產權和臨床應用價值的創新骨科器械和內植物、生物醫藥和輔具，實現臨床轉化。

2010年2月，秦嶺教授派他在香港中文大學工作時的研究助理張鵬博士到轉化中心，擔任該中心首任執行主任，開展日常的科研和管理工作。張鵬擁有兩個平臺的工作學習經歷，發揮出了良好而有效的融合和協調作用。

對于該中心的發展，樊建平和時任醫工所所長鄭海榮（現任先進院副院長）分別給予了指導，希望中心繼續發揮深港兩地特色，圍繞院、所核心科研方向，深挖潛力，努力將中心打造成更高水平的深港合作典范平臺。

2.好成果來自多年的沉淀和積累

一項好的科技成果，通常需要十幾年，甚至幾十年的沉淀和積累。秦嶺教授及其團隊關于新型鎂植入物的核心發明技術獲得美國和中國多個發明專利，產品榮獲4項日內瓦發明金獎和2019年中國專利獎。

秦嶺教授介紹道，1988年他在德國科隆體育大學攻讀創傷骨科和康復理療課程，于1992年獲得運動科學博士學位。求學期間，他因受邀參加在瑞士達沃斯舉行的世界冬季滑雪自行車錦標賽意外摔傷了顴骨，需手術固定，傷口和骨折愈合后還需要拆除用于固定的植入物，給他造成巨大的心理負擔。他當時就想，如果有一種可以降解的骨科植入材料，無需再進行外科手術拆除就好了。機緣巧合，他博士畢業后加入瑞士達沃斯國際骨折內固定研究所，從事博士后研究，1993年受聘于德國柏林夏里特醫科大學醫學院創傷和重建外科學系，從事骨折愈合和骨健康方面的研究。1994年底，他加入香港中文大學，后來與北京大學鄭玉峰等國內從事醫用金屬材料尤其是可降解鎂金屬研究的教授和企業家們通過交流結識。從那以后，秦嶺教授就開始研發鎂和鎂合金骨科內植物，早年與鄭玉峰教授的合作還曾獲兩地（NSFC-RGC）聯合資助。

鎂金屬在治療骨科疾病上的應用實際已有百年歷史，但是鎂金屬植入骨內后，發生重建修復作用的機理一直不是很清楚，影響了臨床轉化進程。秦嶺教授帶領團隊，通過多學科、多領域交叉合作，歷經十余年終于取得了突破性的進展。首次發現鎂植入物降解釋放的鎂離子可以通過刺激骨膜感覺神經末梢產生和傳遞更多CGRP（降鈣素基因相關肽），介導Camp-CREB-Osterix信號通路促進骨膜干細胞向成骨分化，從而促進骨折愈合。該原創性成果揭開了近百年來對鎂基內固定物調節骨修復之謎。Nature Medicine（自然醫學）、Advanced Science（先進科學）和Materials Today（今日材料）等雜志均刊登了該成果，相關研究亦被納入ISO安全性評定新標準的重要參考內容，填補了國際空白，促進了臨床轉化。2018年，Nature（自然）特刊介紹了秦嶺教授團隊在可降解金屬的創新研發和臨床轉化工作中的突破性貢獻，以“改變人類生活的創新發現”進行評論。2020年，合作企業東莞宜安-鎂安公司生產的生物可降解高純鎂骨釘歷史性地獲得了歐盟市場認證，亦被Science（科學）作為科研新亮點加以報道。

3.當含鎂骨修復材料遇見3D打印

2010年7月，賴毓霄從復旦大學高分子化學與物理專業博士畢業，加入了先進院轉化醫學中心，主要從事骨科相關生物材料的研究。

秦嶺教授是國內最早一批研究含鎂骨修復復合材料的教授，在他的指導下，賴毓霄和同事們嘗試用鎂粉末替代整塊鎂，并混合使用可降解的醫用有機和無機材料。鎂粉降解后的局部堿性環境既可以培育成骨和成血管，也可以降低植入部位的炎癥反應。繼而，秦嶺教授團隊將鎂金屬顆粒與可降解的聚合物用低溫3D打印的方式制成骨科多孔植入支架材料。由此，賴毓霄踏上了一條嶄新的科研和臨床轉化之路。

當時，清華大學孫偉教授正在進行3D低溫打印技術的相關研究。由于鎂的熔點低，高溫打印易引起爆炸，因此低溫打印技術特別適合相關產品研發。秦嶺教授把孫偉教授介紹給賴毓霄，并派她去北京深入探索這項實驗工作。

賴毓霄對這個全新的研究領域充滿了興趣和熱忱，奔赴清華大學機械系做實驗，但是她從市面上采購的鎂粉并不適合3D打印，經歷了一段時間的摸索才篩選出合適的鎂顆粒。一個多月后，她帶著含鎂復合材料回到深圳，秦嶺教授對這個樣品十分滿意，該樣品不僅硬度高，而且結構規整、性能良好，適合做骨修復材料。秦嶺教授囑咐賴毓霄趕緊撰寫專利申請，并馬上開展小動物實驗和學術論文撰寫工作。

不久，這項研究成果連續發表在Biomaterials（生物材料）和Journal of Orthopaedic Translation（骨科轉化醫學）等雜志，該原創性成果轉化成了包括含鎂骨修復材料在內的系列創新型鎂基骨科內植物。

秦嶺教授介紹，他們牽頭的“基于新型快速成型技術構建的活性骨修復材料修復難治愈性骨缺損的研究”，2012年成功入選了國家自然科學基金委員會與歐盟科研與創新總司合作研究項目，獲得了300萬元資助，這是歐盟第七框架計劃中的一個大型科研項目。此次國際科技合作產生了良好的國際影響，這項研究了多年的科技成果終于走出“深閨”，驚艷世界。

4.含鎂骨修復材料成功走出實驗室

此后，賴毓霄研究員團隊繼續圍繞含鎂骨修復材料做各種實驗，驗證它的各項性能并進行毒性測試。此項研究一直延續了10多年，不斷產出新的成果。

隨著科研成果的不斷深入，這種新型3D打印骨修復材料被產業界關注。它是一種具有促成骨活性的個性化可降解復合材料，具有良好的生物相容性、可降解性、骨傳導性及骨誘導性的特點，主要用于創傷和疾病所造成的骨損傷的治療和骨再生，臨床應用前景十分廣闊。

“這項技術吸引來了投資商尋求合作，于是我們用發明專利‘骨修復材料及其制備方法’作為技術入股，2012年成立中科精誠醫學科技有限公司，實現了技術創新向產業和臨床的轉移轉化。”賴毓霄介紹。

秦嶺教授說：“當年，國家藥品監督管理局對永久植入材料的檢測和認證是與國際接軌的，但對創新材料的檢測和認證還沒有，這既是機遇，也是挑戰。因為，含鎂骨修復材料是植入性器械，屬于Ⅲ類醫療器械，國家藥品監督管理局對此類器械的審批極其嚴格，也使得這項科研成果非常不容易從實驗室走出來。”

明知山有虎，偏向虎山行。賴毓霄研究員團隊平均年齡不到35歲，他們懷抱著應當盡早讓這樣一項創新技術走出實驗室、造福病患的純樸想法，夜以繼日，孜孜以求，從成型工藝到檢測方法、檢測標準，均沒有前人經驗可借鑒，全靠團隊一點一點去摸索。如果測試流程被否定了，就重新思考新的方法；如果實驗方法不對，就請教相關專家探討新的路徑。假如問賴毓霄最難的是哪一步，她早已記不清自己跨越了多少道坎。

2018年，“含鎂可降解高分子骨修復材料”憑借應用的獨創性通過了國家藥品監督總局創新醫療器械特別審批，這是最早獲批的含鎂3D打印骨修復產品之一，更是深港合作研發與轉化為臨床應用高端醫械產品的典型示范。2019年，新型鎂植入物的生物安全性獲得認證，成功通過了國家醫療器械注冊多中心臨床測試，實現了從“0”到“1”的飛躍以及由基礎和臨床研究成果向臨床應用的轉化。

秦嶺教授欣喜地說：“經過這些年的努力，我國相關的法律法規也接受了我們團隊的建議，取得重要的突破，創新材料產品能順利進入臨床，其意義十分深遠。”

2021年3月，含鎂可降解高分子骨修復材料臨床試驗在北京積水潭醫院順利啟動，2022年年初也陸續在上海交通大學附屬第九人民醫院、上海市第六人民醫院、廣州市第一人民醫院、深圳市第二人民醫院和北京大學深圳醫院開展多中心臨床試驗。