玻璃(lí)是一種非晶無機(ji)非金屬材料，在現(xian)代社會中的用途(tú)十分廣泛，諸如眼(yǎn)鏡、門窗、容器等。那(nà)麼，玻璃是否能夠(gòu)作為一種新型生(shēng)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(xin)材料在線^®、尋材問(wèn)料^®、有材^®、新材料企(qǐ)業家成長營共同(tong)舉辦的“百大名師(shi)系列在線課程”上(shang)，中科院深圳先進(jìn)技術研究院醫藥(yao)所🚶副所長潘浩波(bō)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(pān)浩波詳細分析了(le)我國生物醫用材(cai)料、器械産業的🔴發(fa)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(shao)了硼矽酸鹽生物(wù)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(guó)生物醫用材料産(chǎn)業正面臨關鍵時(shí)刻

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

潘浩波表示，産業(ye)發展存在4大瓶頸(jǐng)。

，企業基礎薄弱，産(chǎn)品競争力差。

整體(tǐ)而言，我國生物醫(yi)用材料、植入器械(xiè)産業落後👈于發達(dá)國家👣。中小企業為(wei)産業發展主力軍(jun1)；70%的中高端産🌍品嚴(yán)❤️重依賴進🆚口。

第二(er)，企業研發能力不(bu)足。

經過調查發現(xiàn)，企業的平均研發(fa)投入占比僅約為(wéi)總投入的3%，而美國(guo)等發達國家企業(ye)的研發投入占👌比(bi)達到了13%以上。

第三(sān)，高校、科研院所的(de)研發成果轉化率(lü)低。

近年來，我國加(jia)大了對高校、科研(yan)院所的經費、政策(ce)支☀️持力度。但是高(gao)校、科研院所仍然(rán)面臨科技成果轉(zhuan)化問題☁️。我國的科(kē)🈲技成果轉化率不(bú)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(zi)化現🥵象。2025年12月7日🆚，美(mei)國美敦力公司宣(xuān)布收購康輝公司(sī)；2025年12月7日，美國史塞(sai)克公司宣布收購(gòu)創生公司。我國民(min)❗間資本卻徘徊不(bu)前，長期處于觀望(wang)狀态。

其中，科技成(cheng)果轉化困難問題(tí)尤為突出。潘浩波(bo)表示，科技成果🔞轉(zhuan)化問題的底層邏(luo)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(kāi)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(yī)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(yu)有效性。”潘浩波說(shuō)。

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(shù)據顯示，截至2021年我(wǒ)國60歲及以上人口(kǒu)已超2.67億人🏃‍♂️，占總人(rén)口的18.70%。

人口老齡化(hua)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(rì)益增多。随着人體(ti)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(zhi)再生難度增加。

一(yī)旦發生骨折、創傷(shāng)等，患有代謝疾病(bìng)的患者則需要㊙️花(huā)費🔆更長的時間愈(yù)合，其組織也難以(yǐ)再生。

“遺憾的是，目(mù)前我國還沒有已(yi)應用于臨床的理(li)想材料，仍需科研(yán)人員持續研發新(xin)型組織功能材料(liao)，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(kāng)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(zhǒng)代謝性疾病(如糖(tang)尿病❄️、肥胖症、高脂(zhī)血症)的發生有相(xiàng)互協同💯或疊加效(xiào)應。骨組織的修複(fu)與再生，需要考慮(lǜ)系統代謝問題及(jí)微♌環境的🔞調控。

我(wǒ)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(lin)鹽等骨修複材料(liao)，以及皮瓣🔞、人工合(hé)成皮膚、生物敷料(liao)、複合替代材料等(děng)創面修複材料。

“這(zhè)些材料都有一個(gè)亟待解決的關鍵(jian)問題：如何引導血(xuè)管重🌐建，促進幹細(xi)胞定向分化，調控(kòng)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(cui)化⭐劑。”

潘浩波介紹(shao)道，團隊正在研究(jiū)的硼矽酸鹽生物(wù)活🌈性玻璃能夠滿(mǎn)足多重生物信号(hào)調控，其中包括腫(zhong)瘤免💞疫抑制、腫瘤(liu)細胞殺傷、皮膚再(zai)生成血管效應、破(po)骨功🔴能抑制、成骨(gǔ)功能表達。

通過調(diao)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(xi)酸鹽生物活性玻(bo)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(xi)胞極化。在對病理(lǐ)微環境有效調控(kòng)的基礎之上，該材(cái)料還能夠有🚩序促(cù)進血管形成，并促(cu)成成骨。

潘浩波表(biǎo)示，團隊在實驗中(zhong)發現，硼矽酸鹽生(sheng)物活性玻璃在降(jiang)解過程中會産生(sheng)堿性“開關效應”，促(cu)進幹細胞成骨分(fèn)化、成骨細胞礦化(huà)，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(xing)👣成，而一型膠原是(shì)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(jie)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(zhì)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(huo)性玻璃，實現臨🥵床(chuáng)需求導向的新型(xing)功能材料開發。目(mù)前團隊已建立四(sì)大研發闆塊體系(xì)，分别為：

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

2. 3D打印骨修複體(ti)，主要用于大塊骨(gǔ)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(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(zhi)再生㊙️的功能材料(liao)，可通過促血管形(xíng)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(zhu)要是骨質疏松導(dǎo)緻的骨折和糖尿(niao)病的🍓足部并發症(zheng)。

問題二：目前，硼矽(xi)酸鹽生物活性玻(bō)璃的臨床處于什(shi)❗麼🈚階♻️段？

潘浩波：目(mu)前已在進行了90多(duō)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(bō)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(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(xu)要掌握定價權和(he)話語權。通過産品(pǐn)建設與市場推廣(guǎng)，降低産品醫療成(chéng)本，真正惠及老百(bǎi)姓。