深圳先进院发挥国家科研机构的示范引领作用

深圳市发改委主任郭子平对先进院的发展成就给予了充分肯定：“过去15年，先进院践行‘工业研究院’使命，充分发挥‘国家队’作用，在推动战略性产业发展、关键核心技术突破、科技人才培养等方面做出了重要努力，硕果累累，在深圳这片科技创新热土上，发挥着国家科研机构的示范引领作用。”

她首先从科技产业发展贡献方面肯定了先进院的贡献：“先进院有自己的鲜明特色和优势领域，在机器人、高端医疗影像、人工智能、合成生物、生命健康等产业领域均有建树，为深圳产业发展提供了大量的技术研究成果和创新型企业。比如先进院在2014年牵头创立了中国第一个机器人产业协会以及产业联盟，建立中国第一个机器人孵化器，助力深圳机器人产业发展壮大。以先进院为会长单位的深圳机器人行业协会，聚集会员企业超600家，会员产值超1400亿，是机器人领域会员数量最多、产值规模最大的地方性协会，世椿智能、越疆科技等十余家会员企业获评第三批专精特新‘小巨人’企业。又比如创新型企业培育孵化，先进院依托自身创新体系，孵化出联影医疗、中科乐普医疗等行业‘独角兽’，其中与联影医疗合作的‘高场磁共振医学影像设备自主研制与产业化’项目，获得2020年度国家科技进步奖一等奖。成功研制我国首型3.0T磁共振成像设备并实现产业化，这是我国高端医疗设备国产化替代和自主创新的里程碑式成果。牵头组建国家高性能医疗器械创新中心，这是医疗器械领域唯一的国家级创新中心。”

郭子平表示，从新型科研机构体制机制探索来讲，先进院在推动成果产业化模式上的创举，很好地解决了科技与产业发展“两张皮”的问题，为深圳“四链协同”体制机制创新提供了很好的样板。

第一个层面是通过科教融合助推“0—1”原创突破。先进院拓展科教融合模式，营造“新型研究型大学+基础研究机构”的科教融合创新载体，深理工聚焦生命科学前沿领域，培养拔尖创新人才，攻克“0—1”的原始创新。同时组建合成生物学创新研究院、脑科学创新研究院等基础研究机构，培养兼具探索创新精神、丰富科学实践经验的“高精尖缺”人才，避免低水平模仿、同质化竞争的学科发展弊端。

第二个层面是通过科产衔接助力“1—10”产业转化。先进院在光明科学城牵头建设的合成生物和脑解析、脑模拟大设施，兼有科研平台属性和产业平台属性。这些设施将助力以合成生物学、基因编辑、脑科学、再生医学等为代表的生命科学前沿领域变革迭代，不断推动产业格局更新，为生命健康企业参与全球产业竞争提供科技支撑。

第三个层面是驱动“10—∞”的能级跃升。“蝴蝶模式”构筑了“科技引企、人才引企、政策引企”等广泛应用场景，例如通过设施导入市场需求，并投入适量的研发资金，系统解决思维验证、技术需求、原型产品等环节的问题，促进投入产出比的倍数和价值增值。同时，推动市场吸纳科技成果，快速实现具有颠覆性的产业集聚。

令人振奋的是，先进院自成立以来，每年都在重大科技任务、重大成果产出、国际合作成效及人才队伍建设方面不断进步，专利申请量和授权量逐年攀升，发挥着国家科研机构的示范引领作用，这些亮眼成绩的取得，恰恰是先进院坚持“四个面向”、主动服务“国之大者”的生动注脚。

【案例链接】含镁骨修复材料惊艳世界

香港中文大学的秦岭教授作为深圳先进院转化医学研究与发展中心（以下简称“转化医学中心”）的创始主任，与团队共同研发了含镁骨修复材料。这个原创性成果成功实现了从基础研究向临床应用的转化，不仅是国内首创，更是全球首创。

秦岭教授对开展深港合作推动创新材料的产业化赞不绝口：“这项科研成果能够进入临床，造福病人，这是大家合作的结果，我们取得了骨修复材料技术上的突破，也得到了国家的大力支持。在法律法规上支持生物材料创新研发，使创新材料产品能够进入临床应用，实现‘0’到‘1’的转化，意义非常深远。”

1.医学转化中心应运而生

2009年，先进院院长樊建平带队赴香港中文大学威尔斯亲王医院考察，了解到秦岭教授在骨科领域的成就和其成果转化发展的理念，考虑到国内老年群体对骨科新技术需求很大，遂邀请秦岭教授在先进院医工所建立一个联合性的研究中心。

秦岭教授回忆道，香港很多高校在世界上排名很高，当时的评价标准主要是看发表的学术论文水平，而今越来越强调科技成果对社会的贡献，香港在成果转化方面有不少局限性，主要是缺乏产业环境和应用市场。到深圳先进院建立一个研究中心是非常好的机会，可以借助三方共建的平台，利用深圳和内地的产业资源和市场条件，把香港实验室的研发成果成功转化，造福社会。因此，在香港中文大学的支持下他欣然接受了樊建平的邀请。

以秦岭教授为主任的转化医学中心，2009年12月在深圳先进院挂牌，这是中国科学院系统内第一个以转化医学命名的创新研发中心。转化医学倡导实验室与临床研究双向转化，其核心是将医学生物学基础研究成果迅速有效地转化为可在临床实际应用的理论、技术、方法和包括药物及医疗器械在内的产品。转化医学打破基础医学、产品研发和临床医学之间的屏障，加强研究与应用之间的结合，在它们之间建立起一座双向转化的桥梁。

由于骨科器械及材料在中国医疗市场中份额占比高，所以转化医学中心的定位就是研发具有自主知识产权和临床应用价值的创新骨科器械和内植物、生物医药和辅具，实现临床转化。

2010年2月，秦岭教授派他在香港中文大学工作时的研究助理张鹏博士到转化中心，担任该中心首任执行主任，开展日常的科研和管理工作。张鹏拥有两个平台的工作学习经历，发挥出了良好而有效的融合和协调作用。

对于该中心的发展，樊建平和时任医工所所长郑海荣（现任先进院副院长）分别给予了指导，希望中心继续发挥深港两地特色，围绕院、所核心科研方向，深挖潜力，努力将中心打造成更高水平的深港合作典范平台。

2.好成果来自多年的沉淀和积累

一项好的科技成果，通常需要十几年，甚至几十年的沉淀和积累。秦岭教授及其团队关于新型镁植入物的核心发明技术获得美国和中国多个发明专利，产品荣获4项日内瓦发明金奖和2019年中国专利奖。

秦岭教授介绍道，1988年他在德国科隆体育大学攻读创伤骨科和康复理疗课程，于1992年获得运动科学博士学位。求学期间，他因受邀参加在瑞士达沃斯举行的世界冬季滑雪自行车锦标赛意外摔伤了颧骨，需手术固定，伤口和骨折愈合后还需要拆除用于固定的植入物，给他造成巨大的心理负担。他当时就想，如果有一种可以降解的骨科植入材料，无需再进行外科手术拆除就好了。机缘巧合，他博士毕业后加入瑞士达沃斯国际骨折内固定研究所，从事博士后研究，1993年受聘于德国柏林夏里特医科大学医学院创伤和重建外科学系，从事骨折愈合和骨健康方面的研究。1994年底，他加入香港中文大学，后来与北京大学郑玉峰等国内从事医用金属材料尤其是可降解镁金属研究的教授和企业家们通过交流结识。从那以后，秦岭教授就开始研发镁和镁合金骨科内植物，早年与郑玉峰教授的合作还曾获两地（NSFC-RGC）联合资助。

镁金属在治疗骨科疾病上的应用实际已有百年历史，但是镁金属植入骨内后，发生重建修复作用的机理一直不是很清楚，影响了临床转化进程。秦岭教授带领团队，通过多学科、多领域交叉合作，历经十余年终于取得了突破性的进展。首次发现镁植入物降解释放的镁离子可以通过刺激骨膜感觉神经末梢产生和传递更多CGRP（降钙素基因相关肽），介导Camp-CREB-Osterix信号通路促进骨膜干细胞向成骨分化，从而促进骨折愈合。该原创性成果揭开了近百年来对镁基内固定物调节骨修复之谜。Nature Medicine（自然医学）、Advanced Science（先进科学）和Materials Today（今日材料）等杂志均刊登了该成果，相关研究亦被纳入ISO安全性评定新标准的重要参考内容，填补了国际空白，促进了临床转化。2018年，Nature（自然）特刊介绍了秦岭教授团队在可降解金属的创新研发和临床转化工作中的突破性贡献，以“改变人类生活的创新发现”进行评论。2020年，合作企业东莞宜安-镁安公司生产的生物可降解高纯镁骨钉历史性地获得了欧盟市场认证，亦被Science（科学）作为科研新亮点加以报道。

3.当含镁骨修复材料遇见3D打印

2010年7月，赖毓霄从复旦大学高分子化学与物理专业博士毕业，加入了先进院转化医学中心，主要从事骨科相关生物材料的研究。

秦岭教授是国内最早一批研究含镁骨修复复合材料的教授，在他的指导下，赖毓霄和同事们尝试用镁粉末替代整块镁，并混合使用可降解的医用有机和无机材料。镁粉降解后的局部碱性环境既可以培育成骨和成血管，也可以降低植入部位的炎症反应。继而，秦岭教授团队将镁金属颗粒与可降解的聚合物用低温3D打印的方式制成骨科多孔植入支架材料。由此，赖毓霄踏上了一条崭新的科研和临床转化之路。

当时，清华大学孙伟教授正在进行3D低温打印技术的相关研究。由于镁的熔点低，高温打印易引起爆炸，因此低温打印技术特别适合相关产品研发。秦岭教授把孙伟教授介绍给赖毓霄，并派她去北京深入探索这项实验工作。

赖毓霄对这个全新的研究领域充满了兴趣和热忱，奔赴清华大学机械系做实验，但是她从市面上采购的镁粉并不适合3D打印，经历了一段时间的摸索才筛选出合适的镁颗粒。一个多月后，她带着含镁复合材料回到深圳，秦岭教授对这个样品十分满意，该样品不仅硬度高，而且结构规整、性能良好，适合做骨修复材料。秦岭教授嘱咐赖毓霄赶紧撰写专利申请，并马上开展小动物实验和学术论文撰写工作。

不久，这项研究成果连续发表在Biomaterials（生物材料）和Journal of Orthopaedic Translation（骨科转化医学）等杂志，该原创性成果转化成了包括含镁骨修复材料在内的系列创新型镁基骨科内植物。

秦岭教授介绍，他们牵头的“基于新型快速成型技术构建的活性骨修复材料修复难治愈性骨缺损的研究”，2012年成功入选了国家自然科学基金委员会与欧盟科研与创新总司合作研究项目，获得了300万元资助，这是欧盟第七框架计划中的一个大型科研项目。此次国际科技合作产生了良好的国际影响，这项研究了多年的科技成果终于走出“深闺”，惊艳世界。

4.含镁骨修复材料成功走出实验室

此后，赖毓霄研究员团队继续围绕含镁骨修复材料做各种实验，验证它的各项性能并进行毒性测试。此项研究一直延续了10多年，不断产出新的成果。

随着科研成果的不断深入，这种新型3D打印骨修复材料被产业界关注。它是一种具有促成骨活性的个性化可降解复合材料，具有良好的生物相容性、可降解性、骨传导性及骨诱导性的特点，主要用于创伤和疾病所造成的骨损伤的治疗和骨再生，临床应用前景十分广阔。

“这项技术吸引来了投资商寻求合作，于是我们用发明专利‘骨修复材料及其制备方法’作为技术入股，2012年成立中科精诚医学科技有限公司，实现了技术创新向产业和临床的转移转化。”赖毓霄介绍。

秦岭教授说：“当年，国家药品监督管理局对永久植入材料的检测和认证是与国际接轨的，但对创新材料的检测和认证还没有，这既是机遇，也是挑战。因为，含镁骨修复材料是植入性器械，属于Ⅲ类医疗器械，国家药品监督管理局对此类器械的审批极其严格，也使得这项科研成果非常不容易从实验室走出来。”

明知山有虎，偏向虎山行。赖毓霄研究员团队平均年龄不到35岁，他们怀抱着应当尽早让这样一项创新技术走出实验室、造福病患的纯朴想法，夜以继日，孜孜以求，从成型工艺到检测方法、检测标准，均没有前人经验可借鉴，全靠团队一点一点去摸索。如果测试流程被否定了，就重新思考新的方法；如果实验方法不对，就请教相关专家探讨新的路径。假如问赖毓霄最难的是哪一步，她早已记不清自己跨越了多少道坎。

2018年，“含镁可降解高分子骨修复材料”凭借应用的独创性通过了国家药品监督总局创新医疗器械特别审批，这是最早获批的含镁3D打印骨修复产品之一，更是深港合作研发与转化为临床应用高端医械产品的典型示范。2019年，新型镁植入物的生物安全性获得认证，成功通过了国家医疗器械注册多中心临床测试，实现了从“0”到“1”的飞跃以及由基础和临床研究成果向临床应用的转化。

秦岭教授欣喜地说：“经过这些年的努力，我国相关的法律法规也接受了我们团队的建议，取得重要的突破，创新材料产品能顺利进入临床，其意义十分深远。”

2021年3月，含镁可降解高分子骨修复材料临床试验在北京积水潭医院顺利启动，2022年年初也陆续在上海交通大学附属第九人民医院、上海市第六人民医院、广州市第一人民医院、深圳市第二人民医院和北京大学深圳医院开展多中心临床试验。