玻璃(li)是一種非晶無機(jī)非金屬材料，在現(xiàn)代社會中的🌈用😄途(tu)💜十分廣泛，諸如眼(yan)鏡、門窗、容器等。那(na)麼，玻璃是否✉️能夠(gòu)作為一種新型生(sheng)物材料，在人體中(zhong)發揮組織再😍生與(yu)功能重建的作用(yòng)，從而解決人體衰(shuai)老㊙️産生的骨質疏(shu)松、高脂代謝異♌常(chang)、糖尿病等疾病？

針(zhēn)對這一前沿科研(yan)熱點問題，在由新(xīn)材料在線^®、尋材問(wèn)料^®、有材^®、新材料企(qǐ)業家成長營共同(tóng)舉辦的“百大名師(shī)系列在🧑🏽‍🤝‍🧑🏻線⁉️課程”上(shàng)，中科院深圳先進(jin)技術研究院醫藥(yào)所🍓副所長潘浩波(bo)博士作了《生物活(huo)性玻璃調控軟硬(yìng)組織再生與功能(néng)重建》主題演講。

潘(pan)浩波詳細分析了(le)我國生物醫用材(cái)料、器械産業的發(fā)🌏展💃🏻現狀與發展趨(qū)勢，闡述了目前存(cún)在的問題❤️及建議(yì)解決方💜案，并介紹(shào)了硼矽酸鹽生物(wù)活性玻璃對多重(zhòng)生物信号的調控(kòng)作🔞用以及規模化(hua)生産工藝等。

01

我國(guo)生物醫用材料産(chan)業正面臨關鍵時(shí)刻

我國生物醫用(yòng)材料、植入器械産(chǎn)業整體“中不敵洋(yang)🌈”，正面臨關鍵時刻(ke)。

潘浩波表示，産業(yè)發展存在4大瓶頸(jing)。

，企業基礎薄弱，産(chan)品競争力差。

整體(ti)而言，我國生物醫(yī)用材料、植入器械(xie)産業落後于發達(dá)國家✉️。中小企業為(wéi)産業發展主力軍(jun1)；70%的中高♌端産品嚴(yan)重依賴進口。

第二(èr)，企業研發能力不(bú)足。

經過調查發現(xian)，企業的平均研發(fa)投入占比僅約為(wéi)🏃‍♀️總😘投🐆入的♉3%，而美國(guó)等發達國家企業(ye)的研發投入占比(bǐ)達到了13%以上。

第三(sān)，高校、科研院所的(de)研發成果轉化率(lǜ)低。

近年來，我國加(jiā)大了對高校、科研(yan)院所的經費、政策(cè)支持力度。但是高(gāo)校、科研院所仍然(rán)面臨科技成果😍轉(zhuǎn)化問題。我國的科(kē)❤️技成果轉化率不(bu)足15%，産業化率不足(zu)5%。

第四，民間資本徘(pai)徊不前。

我國生物(wù)醫用材料、植入器(qi)械産業出現外資(zī)化現象。2012年♈12月13日，美(měi)✂️國美敦力公司宣(xuan)布收購康輝公司(sī)；2025年12月13日，美國😘史塞(sāi)克公司宣🥰布收購(gou)創生公司。我國民(mín)間資本卻徘徊不(bu)前，長🔱期處于觀望(wàng)狀态。

其中，科技成(cheng)果轉化困難問題(ti)尤為突出。潘浩波(bo)表示，科技💞成🧡果轉(zhuǎn)化問題的底層邏(luó)輯在于科學探索(suǒ)與産品開發不👈在(zài)同一頻道。

“科研成(chéng)果落地的産品開(kai)發失敗的障礙在(zai)于沒有始終貫穿(chuān)臨床，醫生才是産(chan)品開發的靈魂。醫(yi)生應㊙️當直接參與(yǔ)産品定型，才能準(zhǔn)确把握臨床适應(ying)症，以及安全性與(yu)有效性🐅。”潘浩波說(shuo)。

02

基于病理微環境(jing)調控的新型促進(jin)再生材料

我國每(měi)年新增的骨與創(chuang)傷損傷患者超400萬(wàn)人。這一數字背後(hou)是人口老齡化的(de)程度加深的表現(xiàn)。據統🔱計局官方數(shu)據顯示，截至2021年我(wo)國60歲及以上人口(kǒu)已超2.67億人，占總人(ren)口的18.70%。

人口老齡化(huà)趨勢對醫療水平(píng)提出了更高的要(yào)求。由⭐創傷、炎症及(ji)代謝疾病導緻的(de)骨與創面修複日(ri)益增多。随着人🤩體(ti)衰❤️老，出現系統性(xìng)的代謝疾病，病人(ren)将苦不堪言。

代謝(xie)疾病阻礙新生血(xue)管生長，而血管是(shi)組織再生的重要(yào)前提。微血管病變(biàn)，内植入物與宿主(zhu)就不能産生生物(wù)性愈合，造成組織(zhi)再生難度增加。

一(yī)旦發生骨折、創傷(shang)等，患有代謝疾病(bing)的患者則需要🙇‍♀️花(huā)費更㊙️長的時間愈(yu)合，其組織也難以(yǐ)再生。

“遺憾的是，目(mù)前我國還沒有已(yǐ)應用于臨床的理(lǐ)想材料，仍需科研(yán)人員持續研發新(xin)型組織功能材料(liào)🏃🏻‍♂️，以促進血管重建(jiàn)和📱組織原位生長(zhǎng)。”

潘浩波表示，以往(wǎng)的生物材料研究(jiu)往往建立于健㊙️康(kang)的🎯生理環境，而忽(hū)視了代謝性基礎(chu)疾病的存在。

骨疾(ji)病是一類慢性代(dai)謝性疾病，與多種(zhong)代謝性疾病(如糖(táng)尿病❤️、肥胖症、高脂(zhī)血症)的發生有相(xiang)互協同或疊加效(xiao)應。骨組織的修複(fu)與再生，需要考慮(lü)系統代謝問題及(jí)微環境的調控。

我(wo)國醫用材料市場(chǎng)中已經有天然骨(gǔ)、高分子聚合物、金(jīn)屬材料✂️、無機鈣磷(lín)鹽等骨修複材料(liao)，以及皮瓣、人工合(he)成皮膚、生物🔞敷料(liào)、複合替代材料等(děng)創面修複材料。

“這(zhè)些材料都有一個(ge)亟待解決的關鍵(jian)問題：如何引導血(xue)管📱重建，促進幹細(xi)胞定向分化，調控(kong)病理微環境，實現(xian)原位組織再生。生(sheng)物材料已發展至(zhi)新的階段，是開啟(qǐ)第二次生命的催(cuī)化劑。”

潘浩波介紹(shào)道，團隊正在研究(jiū)的硼矽酸鹽生物(wù)活性♻️玻璃☁️能夠📞滿(man)足多重生物信号(hao)調控，其中包括腫(zhong)🙇🏻瘤免疫抑📐制、腫瘤(liu)細胞殺傷、皮膚再(zài)生成血管效應、破(pò)骨功能抑制、成骨(gu)功能表達。

通過調(diào)節硼和矽的比例(li)，硼矽酸鹽生物活(huo)性玻璃能夠逆♊轉(zhuǎn)各種不同的病理(li)微環境，以實現組(zǔ)織再生目标。

硼矽(xī)酸鹽生物活性玻(bō)璃在接觸人體組(zǔ)織後，通過⁉️釋放離(li)子，能夠有效降低(dī)炎症、調節巨噬細(xì)胞極化。在對👣病理(li)微環境有🧡效調控(kòng)的基礎之上，該材(cai)料還能夠有序促(cù)進血管形成，并促(cu)‼️成成骨。

潘浩波表(biao)示，團隊在實驗中(zhōng)發現，硼矽酸鹽生(shēng)物活性玻璃在降(jiang)解過程中會産生(shēng)堿性“開關效應”，促(cù)進幹細胞成骨分(fen)💰化、成骨細胞礦化(hua)，并明顯抑制了破(po)骨細胞。

進一步研(yan)究表明，堿性調控(kong)幹細胞能夠有序(xu)促進一型膠原形(xíng)成，而一型膠原是(shi)促進骨形成的關(guan)鍵基礎。

據介紹，潘(pān)浩波團隊已實現(xiàn)硼矽酸鹽生物活(huó)性玻璃雙🚶‍♀️網🔆絡結(jié)構生産工藝，既可(ke)以通過熔融法制(zhi)備微米級原料規(gui)🌍模化生産❤️，又可以(yǐ)用溶膠凝膠法制(zhì)備納米級原料規(guī)模化🧡生産。

潘浩波(bo)介紹道，團隊圍繞(rào)硼矽酸鹽生物活(huó)性玻璃，實現臨床(chuáng)需求導向的新型(xíng)功能材料開發。目(mù)前團隊已建立四(sì)大研發闆塊🔴體系(xi)，分别為：

1. 生物用活(huó)性骨水泥，主要用(yòng)于椎體壓縮性骨(gu)折。

2. 3D打印骨修複體(ti)，主要用于大塊骨(gu)缺損重建。

3. 急性止(zhǐ)血材料，主要用于(yú)急性大出血。

4. 慢性(xìng)創面敷料，主要用(yòng)于糖尿病足******。

“總而(ér)言之，硼矽酸鹽生(shēng)物活性玻璃是一(yi)種新型的促組織(zhi)再生的功能材料(liào)，可通過促血管形(xing)成及抑菌等多重(zhong)✏️機制促進再生。材(cái)料與細胞的故事(shi)将是我們真正理(li)解人類衰老與再(zài)生的重要途徑。”潘(pān)浩波說。

提問環節(jiē)

問題一：目前，硼矽(xī)酸鹽生物活性玻(bō)璃大的臨床應用(yong)是什麼？

潘浩波：主(zhǔ)要是骨質疏松導(dao)緻的骨折和糖尿(niào)病的足部并發🌈症(zhèng)。

問題二：目前，硼矽(xi)酸鹽生物活性玻(bo)璃的臨床處于什(shi)麼階段？

潘浩波：目(mu)前已在進行了90多(duo)例的臨床試驗，進(jin)入“十年磨一劍”的(de)㊙️收尾階段。預計到(dao)明年多個産品能(néng)夠真正進入到市(shi)場中。

問題三：作為(wei)一種新材料，硼矽(xī)酸鹽生物活性玻(bō)璃應🈚用💞到臨床🌐的(de)費用如何？

潘浩波(bō)：我們的目标是更(geng)快、更好、更地療愈(yù)患者。因此，産💜品不(bu)僅要達到好的修(xiu)複效果，同時還要(yào)保證惠民‼️的價格(gé)。這要求我們必須(xū)要掌握定價權和(he)話語權。通過産品(pǐn)建設與市場推廣(guang)，降低産品醫療成(cheng)☂️本，真正惠✍️及老百(bǎi)姓。