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(tú)十分廣泛，諸如眼(yǎn)鏡、門窗、容器等。那(na)麼，玻璃是否能夠(gou)作為一種新型生(sheng)物材料，在人體中(zhōng)發揮☀️組織再生與(yǔ)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(qi)業家成長營共同(tóng)舉辦的“百大名師(shi)系列在❤️線🌈課程”上(shang)，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(ying)組織再生與功能(neng)重建》主題演講。

潘(pan)浩波詳細分析了(le)我國生物醫用材(cai)料、器械産業的發(fā)🏒展現狀與發展趨(qu)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(wu)活性玻璃對多重(zhòng)生物⭐信号的調控(kong)作用以及👅規模化(huà)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(yong)材料、植入器械産(chǎn)業整體“中不敵洋(yáng)㊙️”，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(chǎn)品競争力差。

整體(ti)而言，我國生物醫(yī)用材料、植入器械(xiè)産業落後❌于發🐕達(da)國😄家。中小企業為(wei)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(xiàn)，企業的平均研發(fā)投入占比僅約為(wei)總投入💔的3%，而美國(guo)等發達國家企業(yè)的研發投入占比(bǐ)達到了13%以上。

第三(san)，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(yán)院所的經費、政策(ce)支🔞持力度🌏。但是高(gao)校、科研院所仍然(ran)面臨科技成果轉(zhuǎn)化問題。我國㊙️的科(kē)技成果轉化率不(bú)足15%，産業化率不足(zú)5%。

第四，民間資本徘(pái)徊不前。

我國生物(wù)醫用材料、植入器(qì)械産業出現外資(zi)化現🤞象。2025年12月🈲16日，美(mei)國美敦力公司宣(xuan)布收購康輝公司(si)；2025年12月7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(bú)前，長期處于觀望(wang)狀态。

其中，科技成(chéng)果轉化困難問題(ti)尤為突出。潘浩波(bō)表🐇示🤟，科技成果轉(zhuan)化問題的底層邏(luó)輯在于科學探索(suǒ)與産品開發不在(zai)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(chuan)臨床，醫生才是産(chǎn)品開發的靈魂。醫(yi)生應🐪當直🙇🏻接參與(yu)産品定💃🏻型，才能準(zhǔn)确把握臨床适應(ying)症，以及安全性與(yǔ)有效性。”潘浩波說(shuo)。

02

基于病理微環境(jìng)調控的新型促進(jìn)再生材料

我國每(měi)年新增的骨與創(chuàng)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(ping)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(tǐ)衰老，出現系統性(xìng)的代謝疾病，病人(rén)将苦♋不堪言。

代謝(xiè)疾病阻礙新生血(xue)管生長，而血管是(shì)組織再生的重要(yao)前提🐇。微血管病變(bian)，内植入物與宿主(zhu)就不能産生🔆生物(wu)性愈合，造成組織(zhī)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(hua)費💔更長的時間愈(yu)合，其組織也難以(yi)再生。

“遺憾的是，目(mu)前我國還沒有已(yi)應用于臨床的理(li)想材料，仍需科⁉️研(yan)人員持續研發新(xin)型組織功能材料(liào)，以促進血⚽管重建(jian)和組織原位生長(zhǎng)。”

潘浩波表示，以往(wang)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(chǔ)疾病的存在。

骨疾(jí)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(zhi)血症)的發生有相(xiang)互協同🥵或疊加效(xiào)應。骨組織😄的修複(fú)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(chang)中已經有天然骨(gǔ)、高分子聚合物、金(jīn)屬材料、無機鈣磷(lin)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(zhe)些材料都有一個(ge)亟待解決的關鍵(jiàn)問題：如何引導血(xuè)管重建❌，促進幹細(xi)胞定向分化，調控(kong)病理微環境，實現(xiàn)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(cui)化劑。”

潘浩波介紹(shao)道，團隊正在研究(jiu)的硼矽酸鹽生物(wu)活性🌈玻璃能🐅夠滿(mǎn)足多重生物信号(hào)調控，其中包括腫(zhǒng)🥵瘤免疫抑制、腫瘤(liu)細胞殺傷、皮膚再(zai)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(lì)，硼矽酸鹽生物活(huo)性玻璃能夠逆轉(zhuan)各❌種不同的病理(lǐ)微環境，以實現組(zǔ)織再🈲生目标。

硼矽(xī)酸鹽生物活性玻(bo)璃在接觸人體組(zu)織後，通過🍓釋放離(li)✌️子，能夠有效降低(dī)炎症、調節巨噬細(xi)胞極化。在對🍓病理(lǐ)微環境有效調控(kong)的基礎之上，該材(cai)料還能夠有序促(cu)進血管形成，并促(cù)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(jiàng)解過程中會産生(sheng)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(pò)骨細胞。

進一步研(yán)究表明，堿性調控(kong)幹細胞能夠有序(xu)促進一型膠原形(xing)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(xian)硼矽酸鹽生物活(huo)性玻📧璃雙網絡結(jié)構生産工藝，既可(kě)以通過熔融法制(zhi)備微米級原♌料規(gui)模化生産，又可以(yi)用溶膠凝膠法制(zhi)備納米級原料❤️規(gui)模化生産。

潘浩波(bo)介紹道，團隊圍繞(rao)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(mu)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(yong)于椎體壓縮性骨(gǔ)折。

2. 3D打印骨修複體(tǐ)，主要用于大塊骨(gǔ)缺損重建。

3. 急性止(zhi)血材料，主要用于(yu)急性大出血。

4. 慢性(xing)創面敷料，主要用(yòng)于糖尿病足******。

“總而(er)言之，硼矽酸鹽生(sheng)物活性玻璃是一(yī)種新型的促🌐組織(zhī)再生的功能材料(liào)，可通過促血管形(xing)成及抑菌等多重(zhòng)❌機制促進再生。材(cái)料與細胞的故事(shì)将是我們真正理(lǐ)解人類衰老與再(zài)生的重要途徑。”潘(pan)浩♻️波說。

提問環節(jie)

問題一：目前，硼矽(xi)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(bō)璃的臨床處于什(shí)麼階段？

潘浩波：目(mù)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(dào)明年多個産品能(neng)夠真正進入☎️到市(shi)場中。

問題三：作為(wei)一種新材料，硼矽(xi)酸鹽生物活性玻(bo)璃應用到臨床❌的(de)費用如何？

潘浩波(bō)：我們的目标是更(gèng)快、更好、更地療愈(yu)患者。因此，産品不(bú)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(pin)🔆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。