本刊记者　朱刚刚

　　
　　2012年6月1日，第九届世界生物材料大会在成都隆重开幕。这是大会创办32年来首次落户发展中国家，这标志着中国生物材料科学与工程的发展已进入世界前列。大会的召开，无疑是向国际社会展示发展、开放的中国，以及欣欣向荣的中国生物材料科学与工程的一个重要舞台。
　　大会秘书长顾忠伟表示，生物医用材料是40余年来蓬勃发展起来的一类高技术新材料，用于被损坏的人体组织或器官的诊断、治疗、修复或替换，或增进其功能，正在高速成长为世界经济的一个支柱性产业。生物材料一直被列为我国重点发展的高技术新材料。近10余年，我国生物医用材料科学与工程取得了举世瞩目的进展，在一些新的研究领域，例如在组织工程和纳米生物材料的研究上，我国已处于国际先进水平。
　　顾忠伟是国家生物医学材料工程技术研究中心（四川大学）主任，同时也是国家重点基础研究发展计划（国家973计划）“生物材料”项目首席科学家（连续三届：1999－2015年），在三十多年的生物医用材料，特别是生物医用高分子材料的研究生涯中，他一直试图在科研、技术和产业之间，搭起一座持续创新的桥梁。
　　
生物医用材料的新时代正在来临
　　
　　心血管系统修复材料和器械的使用，使美国心脏病死亡率从1950年到2001年下降了近60%；造影剂及造影技术的发展，使美国乳房恶性肿瘤的死亡率由1990年每10万人的33.3人降低至2000年的27.1人；全球上千万人依靠植入人工关节恢复了行动能力；每年因白内障植入眼内镜复明的患者已逾1000万……
　　这些数字的背后，都不得不提到一种特殊的材料——生物医用材料，它的广泛应用挽救了无数人的生命。
　　上世纪90年代以来，随着材料科学与技术、现代细胞生物学和分子生物学的进展，加之医学进展和需求的驱动，传统的无生命的医用金属、高分子、生物陶瓷等常规材料已不能满足临床应用要求。
　　而正在到来的是这样一个崭新的时代：应用生物学原理和生物技术，赋予材料生物结构和生物功能，特别是生物功能，充分调动人体自我康复的能力，重建或再生被损坏的组织、器官或恢复和增进其功能，实现病变或缺损组织、器官的永久康复。
　　顾忠伟这样给我们描述着当代生物医用材料的发展。
　　在他的描述中，我们知道了现代医学的进步与生物材料的发展密不可分，尤其是当代医学正在向再生和重建被损坏的人体组织和器官、恢复和增进人体功能、个性化和微创治疗等方向发展。材料科学与技术、细胞生物学和分子生物学的进展深化了材料和植入体与机体间相互作用的认识，加之医学进展和需求的驱动，使生物医用材料成了保障人类健康的必需品，其应用不仅挽救了数以千万计人的生命，提高了生命质量，且对医疗技术和保健系统的革新、降低医疗费用也具有引导作用。
　　另一方面，发展生物医用材料科学与产业不仅是社会、经济发展的迫切需求，而且对国防事业以及国家安全也具有重要意义，正如美国制定的“21世纪美国陆军战略技术”报告中指出：生物技术是未来30年增强战斗力的最有希望的技术，而生物医用材料是其重要组成部分。
　　为此，各国竞相关注，纷纷加大投入力度，争夺生物医用材料科学与产业发展的制高点。我国政府也十分重视生物医用材料科学与产业的发展，长期以来给予了极大的关心和支持：自“六五”国家自然科学基金资助以来，973计划曾4次立项，重大科学研究计划以及863计划也给予了大力支持，特别是国家发改委对生物医用材料产业化极大的关注和支持。2005年年底，国务院颁布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006─2020年）》把生物医用材料列入“重点领域及其优先主题”，为奠定和发展我国生物医用材料科学与产业，并在国际上占有重要地位做出了重要贡献。
　　所有这一切都预示着，生物医用材料的新时代正在来临，谁占领了这项技术的制高点，谁就将赢得未来。
　　
以创新打破西方技术封锁
　　
　　生物医用材料是高技术材料市场中技术附加值最高的材料，出于商业利益，发达国家对其关键技术的封锁，不亚于国防产业。
　　顾忠伟坦言：“我国生物医用材料及制品产业当前还比较薄弱，中国科学家必须携手努力，依靠自己的力量，打破发达国家对生物材料关键技术如同国防行业一般的严密封锁。只有建立起扎实的科学技术基础，才能振兴和发展我国现代生物医用材料产业，使我国在未来世界经济这一支柱产业中占有一席之地。”
　　为形成和持续发展我国高技术生物医用材料和制品产业，必须突破关键技术，为此必须建立自己的科学技术基础。特别是在我国高技术生物医用材料和制品市场基本为进口品所占据的情况下，为振兴和发展我国现代生物医用材料产业，实现跨越式发展，必须立足于科学和技术发展的方向和前沿，从战略储备出发加强基础和应用基础研究，突破关键技术，建立自己的科学技术基础，提升自主创新能力和整体综合实力。
　　早在上世纪70年代初，以北京大学冯新德院士、南开大学何炳林院士等为首的老一批高分子材料科学家就开创了我国现代生物材料研究，其领域主要集中于生物医用高分子。1978年，顾忠伟成为“文革”后的第一批研究生，在北京大学师从冯新德院士学习生物医用高分子材料。此后30多年里，他一直从事生物医用高分子的基础和应用基础研究，着重于高分子多层次结构的调控与药物/基因传递、控释等生物医学功能构筑关系与规律的研究。主持并完成国家和部省级项目等30余项，连续三次担任国家973生物医用材料项目首席科学家（1999-2004，2005-2010，2011-2015）。
　　顾忠伟说，他的研究重点涉及：生物医用高分子的分子设计与可控制备；自组装生物材料及纳米生物材料与软纳米技术；生物感知与仿生药物/基因传递系统。
　　综合起来，顾忠伟取得的突破性创新成果主要有：
　　——发现了脂肪族聚酯类高分子降解的规律，建立了定量的降解动力学模型；发明了调控聚酯类高分子的分子结构/链结构/聚集态结构的系列方法，构建了生物医学新功能。
　　顾忠伟开创性地提出了从聚酯共聚物的分子结构、链结构两个层次上进行调控的思路，建立了在络合负离子“活”性共聚合反应中同步实现链结构及分子量的精确调控方法，构筑了恒速释药功能，突破了生物降解高分子基质型载药系统以往无法实现长效恒速释药的传统观念，成功地研发了6个月/两年恒速释药的生物降解长效避孕针/皮下埋植剂，获国家计生委“七五”、“八五”科技攻关成果三等奖。
　　顾忠伟还建立了调控高分子聚集态结构而有效提高载药胶束稳定性的方法；解决了光敏剂高分子化导致其光动力治疗功效降低的关键难题；攻克了靶向、跨膜、DNA释放、高转染等多重瓶颈，研发了新型仿病毒基因传递系统。
　　上述研究成果对于加深认识高分子多层次结构及其调控方法与生物医学功能构筑的关系和规律，促进生物医用高分子的发展具有重大科学与技术意义。
　　——提出了定量调控肽类树状大分子外围功能团结构/聚集态结构以构筑生物医学多功能的新思路，建立了高代数肽类树状大分子可控合成及其结构调控的新方法。
　　顾忠伟开创了肽类树状大分子与线性多肽的协同自组装研究，于国际上率先发现了特定结构的线型多肽可调控肽类树状大分子聚集态结构而发生“协同自组装”现象，确证了由分子间弱相互作用形成二级结构，并驱动组装基元形成多层结构肽类组装体。这种基于肽类树状大分子组装体不仅能够构筑弱酸环境下可触发解组装的高效低毒的抗肿瘤药物控释系统，而且能携带DNA高效转染细胞，使低代数肽类树状大分子首次成为高效基因载体。
　　在生物医用高分子科学前沿的新一代肽类树状大分子的研究方向上，顾忠伟在可控合成、结构调控、新功能与多功能构筑等方面，做了一系列开创性工作，为发展生物医用肽类树状大分子做出了突出贡献。
　　这些成果在国内外都有较大的学术影响，对我国生物医用高分子新兴学科的形成和发展做出了突出贡献。顾忠伟本人也获得国际生物材料科学与工程学会联合会（IUSBSE）终身荣誉称号“生物材料科学与工程 Fellow”、英国皇家工程院杰出访问会士奖（Distinguished Visiting Fellowship award）。
　　
建设我国生物医用材料的“西点军校”
　　
　　科技资源的战略重组和系统优化将促进全社会科技资源的高效配置和综合利用，极大提高创新能力，其关键在于实施重大科技创新平台的建设。2005年，中国第一个国家级生物医用材料研究开发机构———国家生物医学材料工程技术研究中心，在四川大学举行正式挂牌仪式，顾忠伟任中心主任。
　　国家生物医学材料工程技术研究中心是在张兴栋院士的领导下的四川大学生物材料工程研究中心的基础上于2000年经国家科技部批准组建的，2004年正式通过验收，如今成为我国第一个开放性国家级生物医学材料专业研发机构，意味着它将集科、工、贸、产、学、研为一体，是结合研究工作特点的按市场经济规律运作的股份制法人实体。
　　当时有相关专家称，该中心是我国生物医用材料科学基础和应用研究、教育及工程化技术成果孵化的重要基地，将成为我国生物医用材料的“西点军校”。而作为“校长”的顾忠伟却没有沉浸在畅想里，他对接下来的工作的艰巨性有着清醒的认识：从“仅几个教授、十来个学生”的现状到成为生物医用材料工程与技术的科技创新平台，无疑有很长的路要走。
　　如今，九年过去了，中心的发展成果是有目共睹的。在2007年及2011年科技部对全国百余家国家工程技术研究中心运行评估中连续两次获评优秀,2011年获“十一五”国家科技计划执行优秀团队奖表彰。在国家“973”、“863”、科技攻关和支撑计划、自然科学基金、国际科技合作等近百项国家级和省部级科研项目的支持下，中心取得了一系列标志性创新研究成果。例如：发现并确证Ca-P生物材料的骨诱导作用，初步建立生物材料骨诱导理论，并已拓展到材料对非骨组织诱导性研究；开拓和发展了一系列新型多功能纳米生物材料及其生物感知型药物/基因传递系统，揭示了高分子多层次结构及其调控方法与生物医学功能构筑的关系和规律；开创了肽类树状大分子与线性多肽的协同自组装研究，发现了特定结构的线型多肽可调控肽类树状大分子聚集态结构而发生“协同自组装”，并构建了基于低代数肽类树状大分子的高效基因载体；功能纳米生物（复合）材料及磁共振分子探针研究取得重大发现；生物活性涂层表面改性的研发成果促进了人工关节等行业技术升级；中心所属研究所在材料表面抗凝血改性及血管支架和人工心瓣膜的研发具有独创性并接近临床应用。
　　中心在国内外核心期刊已发表论文近900余篇，其中SCI收录700余篇，编著20余部；先后获包括国家自然科学奖二等奖、国家科技进步奖二等奖等国家和部省科技奖10余项；国家食品药品监督管理局颁发的III类医疗器械产品注册证7个；已授权发明专利30余项；为国家医疗器械行业制定国家标准4项、行业标准3项；已转移部分技术组建2亿投资的产业化基地。
　　作为国家级的生物医学材料工程与技术研究中心、国家973计划“生物材料”项目首席科学家所在单位，依托“生物医学工程”国家一级重点学科，同时也作为中国生物材料学会、中国材料研究学会生物医用材料分会以及四川省生物医学工程学会的挂靠单位，中心在国内外生物材料领域具有举足轻重的地位，并越来越彰显其引领作用。
　　中心现拥有一支以国际著名生物材料专家为学术带头人、中青年为骨干，涉及理工医等学科的多学科深交叉、结构合理的创新型研发团队。中心在职员工百余人，包括工程院院士1人、教授（研究员）17人，国家“973”首席科学家1人，享受国务院政府特殊津贴3人，四川省学术和技术带头人1人；所有科研人员都具有国外学习及工作的经历。此外，中心汇聚了众多国内外学界领袖，可谓群英荟萃、“星”光闪耀。中心聘请了师昌绪院士、卓仁禧院士、沈家骢院士、梁智仁院士等中科院/工程院院士，以及W.Bonfield教授、Jindrich (Henry) Kopecek教授、C.J. Kirkpatrick教授等20多位国内外著名的专家、院士为名誉教授、客座教授和兼职教授。
　　中心开展了广泛的国际交流与合作，与英、日、美、澳大利亚、荷兰、韩国等10多个国家的著名大学及科研机构签订了正式的科学研究与教育合作协议，并建立了广泛的信息交流和人员互访关系，已成为重要的生物材料国内外学术交流中心。2009年被科技部授予“生物医用材料国际科技合作与交流基地”。中心连年主办或参与主办了一系列生物材料领域的国内外学术会议：发起组织了两年一次的亚洲生物材料大会、中欧生物材料大会，以及每年一次的中日生物材料学术研讨会；主办了第19次国际生物陶瓷学会年会；特别是挂靠于中心的中国生物材料学会成功地赢得第九次世界生物材料大会在中国成都的主办权（2012年，四川成都），为我国争得了荣誉，中心张兴栋院士出任大会主席。
　　如今，国家生物医学材料工程技术研究中心正在发展成为一个在国际生物材料科学与工程领域有重要影响、与国际前沿同步及某些方面领先、国内综合实力处于领先地位、能够承担国家重大科研计划并解决本领域的重大关键科学问题的创新型研究群体，以及多学科交叉创新型高素质专业人才培养的国家级重要基地及科技成果孵化/转化中心，为提升我国生物材料科学与工程进入国际最前沿发挥核心作用，为我国高技术生物医用材料前沿产业的形成及持续发展，满足和保障国民健康需求和社会、经济及国防事业发展做出显著贡献。
　　
搭建从科技通往产业的桥梁
　　
　　科技的最终目的是造福人类。科学研究的一个完美方式，是把上游的基础研究和下游的具体应用紧密连接起来。
　　和很多高新技术研究者一样，在顾忠伟的创新链条上，技术突破似乎从来都不是最难的一环，最具挑战的事情是，怎样才能把技术转化为应用，进而形成产业。因为他始终认为，高技术研究成果只有开发为产品进入市场、服务民众，才能体现其真正的价值。所以，搭建从科技通往产业的桥梁，便成了他心中始终紧绷的一根弦。
　　伴随着临床的成功应用，一个生物医用材料及制品产业已经形成，它不但是整个医疗器械（生物医学工程）产业的基础，而且是世界经济中最有生气的朝阳产业。90年代后期全球的生物医用材料和医疗器械市场以每年10％～15%的速度快速增长。即使在当今全球经济低迷的大环境下，生物材料和医疗器械也是少数几个保持高增长的产业之一，充分体现了生物材料具有强大的生命力和广阔的发展前景。可以说，生物材料是世界经济中最有生气的朝阳产业。 
　　在我国，医疗器械产业近10年来虽以高达15％～18%的年增长率持续增长，但国产产品所占世界市场份额却不到3%。就2006年而言，我国医疗器械产业的销售额约99亿美元，其中生物医用材料及医用植入器械等制品产业仅17亿美元，这与我国13亿人口对生物医用材料及其制品的巨大需求极不相符。进口产品的大量涌入迅速占领我国市场，昂贵的价格不仅沉重地增加了人民和政府医疗费用的负担，且民族产业的发展面临严峻挑战，有可能丧失我国在未来世界经济这一支柱产业中的应有之地。因此，发展生物医用材料产业，已是我国社会、经济和国家安全事业发展的迫切需求，特别是满足全民保健，建立稳定、和谐小康社会的迫切需求。
　　在国家中长期科技发展规划战略研究及纲要撰写等工作中曾做出重要贡献的顾忠伟有着高瞻远瞩的目光和高屋建瓴的观点。他认为，生物医用材料的产业化不是一蹴而就的事情，要建成完整的高技术生物医用材料和医用植入体产业体系和科技创新体系，掌握涉及市场竞争力和国家安全的核心技术，具有不断取得产业化意义重大的自主专利技术的科技创新能力，完成产业结构调整和技术升级，中端产品和大部分高端产品实现国产化，并扩大出口，使生物材料科学和工程研究跃居国际前三位，产品占世界市场份额达10％～15%，使我国生物医用材料科学和高技术产业跨越式地跃居国际先进行列，成长为国民经济的一个支柱性产业。
　　顾忠伟提出，中国生物材料产业的发展应该在机制上下功夫，要在国家政策、科研经费的大力支持下，进一步努力，深入推进我国生物材料的产业化发展。要构建生物材料行业的战略发展目标，把攻克重大技术、研发生产能够满足全民需求的生物材料产品作为重点。要增强自主创新的能力，通过国家资金投入的引导，使企业成为创新的主体，使创新成果直接在企业转化为生产力。这样才能进一步解决依靠进口的局面，同时加大出口力度，实现跨越发展，扩大中国生物材料产品在国际上的影响力。
　　最后，顾忠伟强调，生物医用材料的研究与开发必须针对满足全民医疗保健的基本需求和国家安全保障的需求，立足本世纪生物材料科学与工程发展方向和前沿，坚持自主创新，着力成果转化、产业集聚、规模发展、国际合作，集中优势力量、优化资源配置，突破高技术产业发展的共性关键技术，研发一批具有产业化价值的重大专利技术，提升我国生物医用材料科学与技术的自主和集成创新能力，重点发展一批具有核心竞争力的前沿产业，形成一批效应突出的产业集群或基地，培育一批具有国际市场竞争力的企业，带动传统产业技术升级，促进产业结构调整，彻底改变高技术产业依赖进口的局面，构建国际先进的我国现代生物医用材料科学与产业体系，实现产业的跨越式发展。他有信心，通过搭建一座科研、技术和产业之间的持续创新的桥梁，定能顺利迎接生物医用材料新时代的到来。
　　
专家简介：
　　顾忠伟，四川大学教授，博士生导师，国家重点基础研究发展计划（国家973计划）“生物材料”项目首席科学家（1999-2004、2005-2010、2011-2015），国际生物材料科学与工程Fellow（国际生物材料科学与工程学会联合会授予世界杰出生物材料专家终身荣誉称号）。1981年毕业于北京大学化学系高分子专业获硕士学位，师从我国高分子学科创始人冯新德院士。1994年被评聘为教授，1995年始享受国家政府特殊津贴。1984-1986年在美国北卡州RTI研究所访问学者，1991-1993年在美国犹他大学生物工程系高级访问学者。2005年被引进到四川大学。
　　现任国家生物医学材料工程技术研究中心（四川大学）主任、四川大学生物材料工程研究中心主任、四川大学教育部985工程“生物医学工程与技术科技创新平台”首席科学家；中国生物材料学会副理事长、中国材料研究学会常务理事、中国生物医学工程学会常务理事等10多个学会职务；聚合物分子工程国家重点实验室（复旦大学）学术委员会委员、国家纳米药物工程技术研究中心（华中科技大学）工程技术委员会委员、南开大学生物活性材料教育部重点实验室学术委员会副主任、武汉大学生物医用高分子材料学术委员会委员、中国科学院生态环境高分子材料重点实验室学术委员会委员等。因在国家中长期科技发展规划战略研究工作中做出的重要贡献而获国家科技部表彰。