一名材料学研究者的医工转化之路
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近日在重庆市召开的2026医学装备大会上，中山大学生物医学工程学院党委书记、教授张超分享了自己从基础研究思维转向工科思维，再推进产品落地的实践探索路径。
□中山大学生物医学工程学院党委书记、教授 张超
图1 可完全降解的生物材料在体内的代谢过程。
图2 张超（中）在指导学生做实验。 图片由张超提供
纯理科出身的我，从基础研究思维转向工科思维，开始探索材料的生物医学应用研究、临床落地，再到产业转化，走过不少弯路，也有过不少失败的尝试。今天，我想把这些真实的经历拆解开来，同大家分享对医工转化的一些思考。
始于临床嘱托
你天天发文章也不是个事，啥时候能把这堆进口货做出一两个国产的，那才是有意义的工作
我与医工转化的深度结缘，始于2017年和中山大学附属第一医院影像科主任杨建勇教授的一次交流。2010年我到中山大学任职后，课题组和临床科室的合作大多停留在应用基础研究层面，比如与影像科医生合作研究影像探针、抗肿瘤药物纳米载体等，主要成果便是合作发表学术论文、申请专利。这种合作更多是满足年轻医生职称晋升、科研项目申报的需求，始终没有真正触碰临床应用与产品转化的核心环节。
那次见面，杨建勇拿出一堆临床常用的进口导管、导丝、弹簧圈、支架与栓塞微球，对我说了一句至今难忘的话：“你天天发文章也不是个事，啥时候能把这堆进口货做出一两个国产的，那才是有意义的工作。”那时，国家尚未大规模推进医疗器械进口替代，但临床对高性价比国产耗材的需求已十分明确。结合自身高分子材料的专业背景，我最终选定临床应用广泛的化疗栓塞微球作为医工转化的第一个发力方向。
立项之初，我带着课题组对临床常用栓塞微球做了全面调研，从碘化油、明胶海绵、海藻酸钠微球，到临床应用更广的聚乙烯醇微球，国内外主流产品的组分、性能与临床痛点都被纳入调研范围。按照传统科研思路，我们首先瞄准产品粒径不均匀的问题，希望开发出粒径均一，兼具化疗、热疗与栓塞功能的双层微球，最终选定UCST型温敏材料为核心原料，设想通过材料热膨胀特性实现更好的栓塞效果，还配套完成了流体力学模拟研究。
大半年时间里，我们完成了材料制备、粒径调控、药物释放测试、细胞毒性验证等一系列实验室工作，得到了粒径约10微米、分布较为均一的微球样品，还实现了近红外光控制下的药物开关释放，拿到了完整的实验室数据。当带着成果找到临床医生，希望合作设计动物实验方案时，我却得到了意外的结论：20微米以下的微粒进入循环系统，存在引发肺栓塞的重大安全风险。这个医学基本常识，成了纯材料学背景的我此前完全忽略的关键问题，大半年的实验室工作几乎全部付诸东流。
这次试错给课题组带来了深刻教训：生物医用材料的研发必须回归临床常识，尊重解剖与生理的基本规律，更要始终锚定真实的临床需求，而非实验室里的理想指标。此后，我们重新调整研发方向，聚焦临床可用的大粒径微球，开发了从50至100微米及900至1200微米全系列粒径的产品，在工厂万级洁净车间完成中试生产，搭建了间歇式反应釜生产体系，完成了产品企业标准制定与注册检验。
就在项目推进的关键节点，行业环境变化带来了新挑战：随着监管政策收紧，合作企业相关产品融资渠道受到极大限制，项目推进陷入停滞。面对困局，我们没有放弃，而是调整赛道，从化疗栓塞微球转向选择性内放射治疗用的钇90树脂微球。2025年，课题组与暨南大学附属第一医院（广州华侨医院）核医学科徐浩教授团队、企业合作，于当年9月提交相关发明专利，12月完成天使轮融资，为项目后续推进奠定了资金基础。
锚定临床痛点与国产替代
我没有让他直接沿着实验室科研思路推进，而是建议他先走进临床，听听骨科医生的真实需求
栓塞微球项目的试错与转向，让我对医工转化的核心逻辑有了基础认知，也让我在后续骨科耗材的研发中有了更成熟的立项思路与判断标准。在这个领域，我们没有局限于单一立项模式，而是从临床一线真实痛点出发，同时兼顾高端医疗器械国产高质量替代需求，展开了多线布局。
骨科耗材项目的缘起，来自一位2024年入学的博士生的选题咨询。这位学生最初设想做一款结构复杂、兼具压电性能的氨基酸基骨填充材料，这也是骨科材料基础研究领域常见的研究方向。我没有让他直接沿着实验室科研思路推进，而是建议他先走进临床，听听骨科医生的真实需求。中山大学附属第七医院骨科与学院直线距离不足1000米。这位学生很快走进了临床科室，而临床医生给出的答案完全超出了他的预期。
临床医生告诉他，与其做结构复杂的新型填充材料，不如先将临床最常用、也最不起眼的骨蜡实现国产化。目前，全球骨蜡市场95%以上的份额被国外产品占据，其核心配方以蜂蜡、石蜡与增塑剂为主，在体内不可降解，不仅具有一定的免疫原性，其占位效应还会影响周围组织修复。市面上虽有几款宣称可吸收的骨蜡产品获批上市，但其所谓的“可吸收”大多是可通过肾小球排出，并非真正在体内通过水解/酶解、代谢产物参与人体正常生理循环而被吸收。
这次临床调研让我们找到了明确的研发方向，选定了一款已在本实验室有过多年研究基础的可完全降解的生物材料作为核心原料。这款材料的降解产物可直接参与人体三羧酸循环，最终代谢为二氧化碳和水，同时还解决了现有临床产品的使用痛点（该材料在体内的代谢过程见图1）。传统骨蜡需要术前提前预热数分钟才能使用，而我们开发的新型骨蜡，仅通过手温即可在数秒内软化，无需额外预热准备，能更好地应对手术中的突发情况。目前，该项目已与相关企业、中山大学附属第七医院骨科魏富鑫教授团队达成合作，提交了两项发明专利，共同推进产品的后续研发与落地。
在骨蜡项目之外，我们还在人工髋关节领域展开了高端国产替代的探索。这一项目的立项，并非直接来自临床医生的需求，而是源于与粤港澳大湾区高性能医疗器械创新中心的合作交流，核心驱动力来自高端医疗器械国产替代的政策导向与行业需求。我们联合中山大学材料科学与工程学院付俊教授、中山大学孙逸仙纪念医院骨外科主任丁悦教授团队，在人工髋关节的两大核心部件上展开了技术攻关。
其一是人工髋关节用的粉陶球头。目前临床应用的高端粉陶产品几乎全部依赖进口，国内相关企业大多仅能完成后续装配环节，核心制备工艺被国外企业垄断。我们的项目团队已完成粉陶制备工艺的攻关，产品在未完成最终工序的情况下，力学性能与摩擦性能已接近进口产品水平。
其二是髋关节臼杯内衬。目前国内临床主流应用的仍是第二代聚乙烯内衬，第三代掺维生素E的交联聚乙烯产品尚未全面铺开，而我们已经瞄准了第四代多酚型超高分子量聚乙烯内衬的研发。凭借核心技术突破，该项目参与了工业和信息化部与国家药监局立项的生物医用材料创新任务揭榜挂帅项目（第二批），承担多酚型聚乙烯人工关节原材料产业化技术攻关任务。项目也在2025年8月获得了500万元的天使轮融资，各项研发与注册工作正在稳步推进。
跨越思维壁垒
医工转化的顺利推进离不开合适的合作伙伴，需要放下“技术主导一切”的固有认知。若始终用纯技术思维管理项目、推进转化，往往会带来阻碍
从栓塞微球到骨科耗材，几个项目完整走下来，我常常复盘这一路的经历，对于高校工科研究者到底要如何跨越从实验室到产业的壁垒，实现真正的医工转化，也慢慢形成了一些自己的思考。
梳理这几个核心项目的合作模式，能清晰看到医工转化三种不同的切入路径：栓塞微球项目是临床提需求、工科给技术、产业做配套；可降解骨蜡项目是先有技术积累，再匹配临床需求，最后对接产业资源；人工髋关节项目则是产业端结合政策与市场需求立项，我们完成技术攻关后再对接临床验证。三种模式对应着医工转化不同的切入场景，也让我对转化的核心逻辑有了更全面的认知。
在我看来，高校科研工作者要实现从实验室到产业的跨越，首先要完成的是从研究思维到研发思维的转变，更直白地说，是从论文思维到产品思维的转变。在传统的高校科研体系中，论文思维的核心是追求性能的极致突破、指标的创新提升，找到一个创新点即可完成一篇学术论文；但产品思维的核心，是先找到真实的临床与市场需求，再围绕需求确定研发流程、生产工艺与合规路径，这是一个漫长且繁琐的过程，二者的底层逻辑有着本质的区别。
除此之外，我还有一个很深的体会：医工转化的顺利推进离不开合适的合作伙伴，更需要放下“技术主导一切”的固有认知。很多高校教授甚至临床医生都会陷入一个认知误区，认为技术与创意是自己提出的，就必须在转化过程中占据绝对主导地位。
项目的推进实践让我感受到，在项目初期，技术研发的权重确实较高，但越往产业转化的后端推进，项目的核心矛盾就会从技术研发转向商业落地、政策合规、市场准入等环节，若始终用纯技术思维管理项目、推进转化，往往会给项目带来阻碍。
纯技术研发人员往往会执着于“要做就做最好”的极致追求，但商业化的逻辑并非如此，阶段性的技术进步与性能提升，就足以支撑产品的落地与迭代。而政策法规的变化、医保准入的布局，更是会直接影响项目的发展前景，这些都是在项目立项之初，就需要纳入考量的因素，而非仅聚焦于技术指标的突破。