2015年度四川省科学技术奖巡礼

陶瓷长新骨，四川原创生物材料领跑世界

——记2015年度四川省科技杰出贡献奖获得者张兴栋

根据《四川省科学技术奖励办法》，经省科学技术杰出贡献奖评审委员会严格评审、省科学技术奖励委员会审定，省政府决定授予张兴栋院士2015年度四川省科技杰出贡献奖；经省科学技术进步奖评审委员会严格评审，省科学技术奖励委员会审定，省政府批准2015年度四川省科学技术进步奖授奖项目268项，其中：特等奖1项，一等奖34项（保密项目2项），二等奖73项，三等奖160项；授予菲利普·戴维·寇茨四川省科技进步奖国际科技合作奖。

四川大学教授张兴栋的身上有很多光环。他是我国生物材料学科最早的工程院院士，2014年和2015年相继被选为美国国家工程院、美国医学和生物工程院的外籍院士。他作为发起人之一，组建了中国生物材料学会，并出任第一届理事长；参与国际生物材料科学与工程学会联合会组建，使中国学会成为六个奠基学会之一；负责组建了我国第一个国家生物材料工程技术研究中心，并出任首任主任。他提出的组织诱导性生物材料理论和开发的产品，被国际生物材料学界认为是“划时代发现”。

今年已经78岁的他，仍然坚持每天早上9点来到办公室，下午6点半以后才下班，经常加班到晚上11点。什么样的事业让他葆有如此热情？“划时代发现”的背后又有哪些曲折？

□卢卡 图片由四川大学提供

26年磨一剑

“骨诱导技术”轰动学界

“简单来说，就是把一种多孔磷酸钙生物陶瓷植入体内，隔段时间新骨就会在陶瓷中形成，陶瓷自身会慢慢消失，转变成人的新骨头。”关于什么是“骨诱导性生物材料”的问题，张兴栋自己都数不清回答了多少遍。重复地解释，源自这是一项在全球范围内完全原创的技术和理论成果，并无可借鉴或是打比方的对象。

张兴栋的“本业”是固体物理。从1983年以来，他开始研究生物医学材料，研究的起点是华西口腔医院临床中遇到的一些实际问题。随后，张兴栋在一次做颌面骨修复实验时，觉得原来的陶瓷材料强度不高，于是把一种材料埋进动物肌肉里，过了几个月，他发现这种材料已变成了骨头。

由此，他和他的团队发现并进一步确证无生命的多孔磷酸钙陶瓷具有生物活性物质特有的诱导骨再生的作用，提出“骨诱导性生物材料”。但这一观点的提出，在学界可谓一石激起千层浪。

张兴栋回忆，当时的传统观念都认为，只有活性生物物质才可以诱导骨和组织的形成，无生命的材料是不可能做到这一点的。“一是跟传统观念差别太大，二是不太相信我‘半路出家\’的专业背景。”

一个学物理的就必然不懂细胞生物学和分子生物学吗？张兴栋显然不能认同这个观点。“机理研究可以讨论，但是实验结论不容否定。”在质疑声中，张兴栋开始了对理论和实验的完善——来自老鼠、猴子、猪等动物的10000多张切片和大量实验，佐证了科学发现；从基因激活、级联表达探寻理论路径，提出理论模型。

尽管在这期间，他获得的科研支持还被有些人评价为“降低了我国自然科学基金整体水平”，但不断的实验结果和国际交流累积，终于迎来收获。

2008年，在第八次世界生物材料大会上，张兴栋的研究报告被列为第一个“大会报告”，标志着他的理论开始得到国际生物材料科学界的认同。2014年2月，基于张兴栋“对肌肉骨骼治疗及产品开发的贡献”，当选2014年美国国家工程院外籍院士。在当年美国工程院评选的11名外籍院士中，张兴栋是唯一一名中国人。

推动产业化

在四川开掘生物材料市场

深知这是一项可以造福人类健康的技术，张兴栋从一开始就不满足于让它只存在于实验室。从上世纪90年代，张兴栋便实践“产学研一体化”，建立公司，研发羟基磷灰石人工骨、牙种植体、涂层人工关节等生物材料产品。

数据显示，目前已经有10多万病人使用了张兴栋团队研发生产的骨诱导材料，全国90%以上的生物活性涂层人工关节，包括在华的独资外企都在使用他们研发的材料生物活性涂层技术。然而，与这项技术的全球领先性，以及应用市场的需求容量相比，这样的产业化发展速度并不算快，跟发达国家发展速度相比还有相当差距。

在张兴栋看来，以可诱导组织再生材料为核心的新一代生物材料，已成为生物材料发展的方向和前沿，将在未来10-20年成为生物材料产业的主体。如何依托四川省在该领域的科研领先优势，推进可诱导组织再生材料研究和产业化应用？张兴栋建议，应该建立产业化示范基地，通过产学研协同创新，抢占生物材料产业制高点。

10余年来，全球生物材料产业以15%-20%的复合增长率持续增长，预计至2020年销售额将近5000亿美元，可带动相关产业新增产值9000亿美元；我国生物材料市场以30%的复合增长率持续增长，预计至2020年将逾700亿美元。

目前，在创新平台方面，国家第一个生物医学材料工程技术研究中心建在四川省，研发水平和创新实力国际领先。在产品开发方面，以骨诱导人工骨为代表的一批产品获得医疗器械注册证，第二代可承力骨诱导人工骨、胶原水凝胶软骨诱导材料等多个产品已完成实验室研发。

根据去年出台的《四川省可诱导组织再生材料研究和产业化应用发展工作推进方案》，下一步四川将以可诱导组织再生材料研究开发为核心、产业化为目标，做大做强一批产品，转化熟化一批科技成果，研究突破一批关键核心技术，培育发展一批龙头骨干企业，努力把四川省打造成国际一流的可诱导组织再生材料研发基地、国内领先的产业化基地。

◎

人物名片

张兴栋，1938年出生，四川南充人，四川大学教授，中国工程院院士，美国国家工程院院士（外籍），现任中国生物材料学会名誉理事长。2015年被选为国际生物材料科学与工程学会联合会主席（2016—2020）。

张兴栋先后牵头和参与组织完成了国家“973”“863”计划、国家重大科技攻关、国家自然科学基金及省部级重大国际合作项目30余项；从事生物材料研究以来，获国家科技进步奖二等奖和国家自然科学奖二等奖各1项，部省级奖一等奖4项，国际奖4项。

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