走進破敗雜亂的車間，馬鳳倉心里一咯噔。正在運轉(zhuǎn)的機器，發(fā)出隆隆的“嘶吼”，機床銹跡斑斑幾乎已經(jīng)沒有一處完好。這些正在生產(chǎn)手術(shù)縫合針的機器，已經(jīng)服役至少半個世紀(jì)，比馬鳳倉的年齡都大。

研究人員在對醫(yī)用縫合針進行檢測。孫中欽攝

馬鳳倉是上海理工大學(xué)材料與工程學(xué)院的教授，從2019年開始他又多了一個新身份——一家醫(yī)療器械公司的技術(shù)研發(fā)負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)國產(chǎn)縫合針的研發(fā)。小小一根針背后卻是大市場，可是60多年來，沒有迭代，產(chǎn)品質(zhì)量低劣，手術(shù)縫合針市場被進口產(chǎn)品壓倒性占據(jù)。專注金屬材料研究的馬鳳倉帶著學(xué)生，和來自工程、醫(yī)學(xué)甚至企業(yè)的伙伴走到了一起，他們有一個共同的目標(biāo)：完成縫合針的全面國產(chǎn)替代。

這是一項，很“燃”的工作。

2019年，上理工攜手上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院等多家單位，啟動醫(yī)工交叉項目。象牙塔里學(xué)科之間、學(xué)院之間的圍墻，大學(xué)與社會的圍墻破除了，科研氛圍發(fā)生了很大的變化?？蒲忻闇?zhǔn)國家戰(zhàn)略需求、上海城市產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求和百姓健康需求，一系列創(chuàng)新成果加速催生和轉(zhuǎn)化。不到兩年的時間，已經(jīng)有累計139個醫(yī)工交叉項目立項，其中10個項目獲得平臺公司支持，3個項目注冊公司落戶上理工科技園，馬鳳倉的縫合針項目就是其中之一。

牽手

“工科男”和“醫(yī)科女”

高校不缺創(chuàng)新成果，但并不是所有論文都能夠“紙變錢”。重新追溯到創(chuàng)新的開端，一系列“靈魂叩問”指向核心問題——這是面向真實需求的創(chuàng)新嗎？是值得轉(zhuǎn)化的成果嗎？科技創(chuàng)新成果能真正服務(wù)社會嗎？

時間退回到兩年前，同樣是春天，上海理工大學(xué)軍工路校園春意盎然。彼時，學(xué)校正醞釀新一輪學(xué)科建設(shè)和升級，在學(xué)校梳理學(xué)科發(fā)展和科研成果時發(fā)現(xiàn)，學(xué)科的應(yīng)用轉(zhuǎn)化多是個別工科教師“單槍匹馬”，推進并不順利，人才培養(yǎng)也不具備規(guī)模和系統(tǒng)性?！拔覀兗热皇且浴虾！睦砉ゎ悓W(xué)校，就應(yīng)該不負(fù)這座城市。上理工的責(zé)任和使命是面向社會經(jīng)濟主戰(zhàn)場，為城市培養(yǎng)人，為城市產(chǎn)業(yè)發(fā)展做出貢獻。”校長丁曉東回憶，面向上海三大支柱產(chǎn)業(yè)，再結(jié)合學(xué)校特色，首先就想到了與生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的對接，而醫(yī)療器械是最合適的發(fā)力點。

 上理工科技園。上理工供圖

于是，上理工請來了一群特殊的客人——醫(yī)生，就想知道臨床一線最需要什么。最先來的第九人民醫(yī)院的醫(yī)生們很直接，想要東西好用，想要為病人降低治療費用。當(dāng)時丁曉東就感覺，“好像有火花”。

到底是“雙向奔赴”還是“單相思”？緊接著，長征醫(yī)院、長海醫(yī)院的醫(yī)生也相繼來到上理工，時任上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院院長、中科院院士陳國強也帶上附屬瑞金、仁濟、新華、九院、第一人民醫(yī)院、六院和兒童醫(yī)學(xué)中心的院長副院長及學(xué)?？萍继幍嚷毮懿块T處長組團到訪座談。雙方“陣容”都很強大。東道主不僅領(lǐng)導(dǎo)班子出場，理學(xué)、光學(xué)、工程學(xué)等領(lǐng)域骨干教授也幾乎來齊。

“我們的醫(yī)學(xué)取得很大進步，坦白說是建立在西方科技基礎(chǔ)上的。今天臨床使用的藥物、設(shè)備90%還要‘靠老外’。從顯微鏡到B超、X光、PET、CT，近百年來醫(yī)學(xué)進步的過程，不斷證明醫(yī)學(xué)診斷和治療的提升離不開理工科的進步，但理工科在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用并不怎么厲害，中國醫(yī)學(xué)需要理工人才來提升技術(shù)?！标悋鴱娫菏空f得很犀利。

國產(chǎn)替代、空白領(lǐng)域、個性化定制，需求很多，大有可為。原來臨床上的真需求是這樣的！老師們聽了很受震動和啟發(fā)，研究有了不同視角和更接地氣的方向，更重要的是這些方向既是國家需求，又將“看得見”自己的科研價值。丁曉東很快收到光電學(xué)院副院長張學(xué)典教授的短信，他針對醫(yī)生們提出的需求，梳理出了幾個能夠著手攻關(guān)的項目。

研究人員在對醫(yī)用縫合針進行檢測。孫中欽攝

醫(yī)學(xué)進步離不開工程技術(shù)進步已是共識，太多診治手段需要雙方共同參與攻關(guān)突破。在交大醫(yī)學(xué)院，瑞金醫(yī)院寧光院士團隊牽頭組建國家標(biāo)準(zhǔn)化代謝性疾病在糖尿病篩查方面已有成果，九院戴尅戎院士利用數(shù)字醫(yī)學(xué)和金屬3D打印技術(shù)研發(fā)了多種型號的個性化定制型植入器械，醫(yī)學(xué)院本部吳韜教授牽頭的智能醫(yī)護服務(wù)機器人通過人工智能、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)打造多模態(tài)混合智能交互醫(yī)護服務(wù)在疫情期間也發(fā)揮了大作用。上海交大醫(yī)學(xué)院參與交大醫(yī)療機器人研究院，與校內(nèi)生物醫(yī)學(xué)工程、機械、電子信息、材料、數(shù)、理、化、生等多學(xué)科聯(lián)合，研發(fā)國內(nèi)手術(shù)輔助技術(shù)、手術(shù)機器人等，創(chuàng)下多個“國內(nèi)首例”。大院士、大教授已經(jīng)走在前面，但對一座城市、一個產(chǎn)業(yè)來說遠遠不夠。

醫(yī)與工“一拍即合，且情投意合”，很快，上理工和上海交大醫(yī)學(xué)院共同發(fā)起建立“醫(yī)工交叉創(chuàng)新研究院”和“醫(yī)工交叉研究生院”，通過醫(yī)學(xué)與工學(xué)、理學(xué)等多學(xué)科融合協(xié)作，產(chǎn)出“接地氣”的科技創(chuàng)新成果，培育擁有解決醫(yī)學(xué)技術(shù)問題能力的醫(yī)工交叉研究生?！拔覀冡j釀了一場‘牽手’，是‘理工男’和‘醫(yī)科女’的戀愛，而且還是自由戀愛。”成立儀式上，陳國強院士的幽默比喻道出了這場協(xié)作的特別。

般配

“自由戀愛”的化學(xué)反應(yīng)

“情投意合”的“自由戀愛”，小火花變成大火焰。上海交大醫(yī)學(xué)院的幾家附屬醫(yī)院在院系統(tǒng)內(nèi)進行全院醫(yī)工交叉需求征集，很快就收集到了近百個能夠改進診療手段和醫(yī)療服務(wù)的關(guān)鍵問題。另一邊，上理工也組織師生幾乎跑遍上海交大醫(yī)學(xué)院所有附屬醫(yī)院，真正到臨床和醫(yī)生對接，直觀感受“真需求”，討論技術(shù)路徑。很快，首批四十余個醫(yī)工交叉項目從百余份申請中遴選獲得優(yōu)先扶持，這些項目不僅能獲得幾萬到幾十萬的資金支持，還有包括研究生、科研平臺、孵化平臺的支撐。

到今年3月，就在兩周前，上理工第三批醫(yī)工交叉項目評審會剛剛召開。那天春雨連綿，從早上9點到下午4點多，答辯人絡(luò)繹不絕，評審委員們的午飯都是在會場匆匆扒幾口。項目開展至今，醫(yī)工“CP”熱情不減，上理工跨學(xué)科創(chuàng)新研究院又收到第三批500多份申請，最終73個項目參與評審。當(dāng)天來答辯的每個小組，都是“醫(yī)生＋科研工作者”的組合，標(biāo)配，也般配。

“有沒有無創(chuàng)的方式幫助患者把積痰排出？這是我在援鄂醫(yī)療隊工作時，在治療新冠病毒肺炎重癥患者時遇到的問題?！钡诹嗣襻t(yī)院黨委副書記范小紅醫(yī)生找到了上理工機械工程學(xué)院教授甘屹，想合作研發(fā)急性肺炎肺部黏液調(diào)控的超聲治療裝置?！拔覀兿胙邪l(fā)一個腦電圖兒童癲癇檢測系統(tǒng)，用人工智能技術(shù)找到發(fā)病部位起源哪里、定位哪里，輔助診治?！鄙侠砉だ韺W(xué)院教授何常香和搭檔新華醫(yī)院小兒神經(jīng)外科醫(yī)生王曉強經(jīng)常在深夜開線上會議討論，激勵雙方的是，培養(yǎng)一個能夠做出癲癇報告的合格小兒神經(jīng)外科醫(yī)生至少需要10年，而計算機技術(shù)或許能夠提供解決方案。 

馬鳳倉的縫合針是首批項目中的一個，也是推進進度最快的項目之一，完成產(chǎn)品實驗試制即將送檢，準(zhǔn)備申請國II類醫(yī)療器械產(chǎn)品注冊。縫合針的國產(chǎn)替代最早是由九院的醫(yī)生提出來，后來其他醫(yī)院的醫(yī)生也提出了相似需求。國產(chǎn)針只要幾毛錢就能買到，最貴的也不過5塊錢，但醫(yī)院都不愿意用，因為硬度差，穿刺力弱，還容易斷針、變形，會鉤壞患者皮膚，甚至引發(fā)醫(yī)療事故，而進口針最便宜的也要幾十塊一根，針、線一體最貴的要賣到三四百元。

團隊之前一直專注金屬材料研究特別是醫(yī)用鈦合金的研究，發(fā)表不少高水平論文。鈦合金在人工關(guān)節(jié)定制領(lǐng)域已有應(yīng)用，但馬鳳倉卻覺得遇到了瓶頸，“以前我們更關(guān)注基礎(chǔ)研究，關(guān)注的點其實非常小，比如鈦合金表面處理等。其實現(xiàn)在回頭看，距離應(yīng)用還很遠。從科研成果到產(chǎn)品設(shè)計、器械研發(fā)、拿證有很漫長的周期，也需要很多資金的支持，這些事情我們以前根本不知道”。

下決心“接單”縫合針項目之前，馬鳳倉心里多少有些不甘心，這么個“小東西”能有多少科技含量，真的很難嗎？但他轉(zhuǎn)念一想，有了一個新啟發(fā)，把眼光瞄向后端應(yīng)用，會不會更便于發(fā)力，更容易獲得突破？事實上，的確如此。馬鳳倉開始帶著學(xué)生跑企業(yè)、跑醫(yī)院，找到市面上所有的國產(chǎn)針和進口針，摸清楚究竟為什么這么多年國產(chǎn)針無法更新產(chǎn)品的原因——低端市場仍有需求，國產(chǎn)廠家技術(shù)落后沒有動力，也沒有實力升級迭代，而要保證材料硬度和韌性，縫合針尾孔加工也是普遍卡脖子的癥結(jié)所在，而這些都是團隊需要突破的關(guān)鍵。

莊松林院士醫(yī)工交叉團隊。上理工供圖

項目進度擺在那里，大家的壓力都不小。很快團隊就研發(fā)出能夠達到進口產(chǎn)品同樣性能的金屬材料，但加工這個繞不過的難題也來到面前。他們了解到，某大牌進口產(chǎn)品是激光加工的方式，但激光打孔機器動輒500萬元，關(guān)鍵是買來也不包含加工環(huán)節(jié)的固定夾具、控制系統(tǒng)等，這些都是進口廠家自己研發(fā)的技術(shù)，是不會輕易公開的“軟實力”。換作以往，遇到?jīng)]思路的時候，就埋在文獻堆里找靈感，或許科研的思路會一直鎖定在材料性能上下功夫。而現(xiàn)在，既然縫合針立項的初衷就是要“用上”，生產(chǎn)加工也必須納入考量。

而且，外地工廠那破敗的景象在師生腦海里揮之不去。馬鳳倉帶著學(xué)生加班加點做實驗，拿出了科研的精神和韌勁，創(chuàng)新摸索出一種“兩步走”提高材料性能的方式，成功降低了大部分型號的生產(chǎn)加工難度，覆蓋七成型號產(chǎn)品。剩下三成的小針，要在0.3毫米直徑的小針上加工出0.1毫米的孔，如何固定原材料，如何實現(xiàn)自動化，太難了！正在一籌莫展之時，醫(yī)工交叉的平臺又產(chǎn)生了微妙的作用，在一次交流會上，馬鳳倉在校園里找到了新伙伴，機械工程學(xué)院孫福佳老師設(shè)計了夾具，幫助解決了加工環(huán)節(jié)中的快速定位和自動化環(huán)節(jié)。

好合 

1+1+1遠大于……

科研氛圍發(fā)生了變化?！盁o論醫(yī)生還是教授，價值感更大了?！备毙ｉL劉平既是推進者也是參與者，他頗為感慨地說：“對醫(yī)生來說，從有什么用什么到琢磨如何解決問題，對教授來說科研目的不再是發(fā)表論文，而是直接服務(wù)人群，所以大家都很努力?！背丝p合針，在醫(yī)工交叉創(chuàng)新研究院的平臺和機制培育下，混合現(xiàn)實手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)為主刀醫(yī)生提供虛實疊加的精確血管位置定位導(dǎo)航功能，已完成多例肩背部及腿部游離皮瓣切取術(shù)；以材料創(chuàng)新打造的“升級版”手術(shù)高頻電刀，不僅使用安全、舒適，而且能夠防止組織粘連，已在醫(yī)院開展動物實驗……一項項醫(yī)工交叉新技術(shù)即將步入臨床應(yīng)用，與之相關(guān)的創(chuàng)業(yè)項目呼之欲出。

醫(yī)用縫合針。孫中欽攝

除了上理工與上海交大醫(yī)學(xué)院攜手的醫(yī)工交叉研究院之外，上理工還升級成立了跨學(xué)科創(chuàng)新研究院，希望打破學(xué)科之間、學(xué)院之間的圍墻，真正讓不同領(lǐng)域的人才協(xié)作、聯(lián)合攻關(guān)。目前，在上理工校內(nèi)一大半科研團隊參與其中。

還有更多的醫(yī)工交叉創(chuàng)新轉(zhuǎn)化平臺正孕育和成長。中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所攜上海新微科技集團有限公司，與上海理工大學(xué)、上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院共建醫(yī)工交叉創(chuàng)新轉(zhuǎn)化平臺，匯集校、企、醫(yī)、監(jiān)、研多方資源，形成“醫(yī)院-高校+研究院-企業(yè)-醫(yī)院”的醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)閉環(huán)。不僅如此，在上海市、楊浦區(qū)的支持下，“環(huán)上理醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)帶”的藍圖正在徐徐展開，多方資源匯集支持經(jīng)費。

研究人員記錄檢測數(shù)據(jù)。孫中欽攝

“目前推進的項目基本以知識產(chǎn)權(quán)作價入股的方式，讓教授和醫(yī)生體現(xiàn)權(quán)利和價值，學(xué)校也占一定百分比。再經(jīng)過評估與社會資本聯(lián)合成立公司，基本都是與生產(chǎn)型、有積累的企業(yè)合作，醫(yī)療器械項目都走這條路，目前已有好幾家做起來了?！眲⑵酵嘎丁４送?，根據(jù)組織架構(gòu)，兩校合力的大平臺上還設(shè)有專門的創(chuàng)新服務(wù)部負(fù)責(zé)啟動資金、項目申報、跟蹤評估、政策咨詢等服務(wù)；臨床注冊部負(fù)責(zé)項目上市前臨床方案設(shè)計、新產(chǎn)品注冊等，讓專業(yè)的人做專業(yè)的事。

這些項目都由一個學(xué)術(shù)領(lǐng)頭人領(lǐng)銜組隊，負(fù)責(zé)技術(shù)創(chuàng)新、研發(fā)和人才培養(yǎng)。更重要的是，他們?nèi)匀辉谧鲎约荷瞄L的事——科研和育人。馬鳳倉團隊在上理工科技園和平臺公司的支持下獲得風(fēng)投基金，加速轉(zhuǎn)化進度，但他的角色不是創(chuàng)業(yè)公司的管理者，而是技術(shù)負(fù)責(zé)人?！斑€是做擅長的事更好。我們更想通過縫合針這個產(chǎn)品，抓住蓬勃發(fā)展的生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)機會，發(fā)展新材料的應(yīng)用?！辈贿^他也覺得，能在企業(yè)中看到更多環(huán)節(jié)，學(xué)更多，對自己，對學(xué)生都是好事。

人才培養(yǎng)是大學(xué)的使命，也是這場“熱戀”最需要收獲的“結(jié)晶”。每個項目都有研究生參與，在參與的醫(yī)生中遴選出醫(yī)工交叉博導(dǎo)和聯(lián)合培養(yǎng)導(dǎo)師，由工科教師與醫(yī)科教師通力合作，帶著研究生共同攻關(guān)形成解決方案。新培養(yǎng)體系下，工科生也要上解剖課，更直觀感知生命。

“人才培養(yǎng)不應(yīng)是單一學(xué)科的，許多生態(tài)性的知識要在實踐中學(xué)習(xí)。國外一流高校也在改革，麻省理工工程教育改革最大的變化就是把學(xué)生放到具體項目中培養(yǎng)。上理工也做了嘗試。”丁曉東介紹，除了醫(yī)工交叉研究生培養(yǎng)，學(xué)校鼓勵教授開展項目式課程，已積累百余個課程，學(xué)生可以選修加入這些項目，跟著項目學(xué)課堂學(xué)不到的東西。人才培養(yǎng)輻射效應(yīng)顯著，醫(yī)工交叉研究生院培養(yǎng)碩博研究生共440人，去年上理工有3000多位學(xué)生報名互聯(lián)網(wǎng)＋大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，提交了700多個項目。

“更重要的是，這些嘗試是為了讓學(xué)生確立一個觀念：學(xué)習(xí)是為社會服務(wù)的?！倍詵|說。

來源：學(xué)習(xí)強國  記者：易蓉、孫中欽

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