玻璃是一種(zhong)非晶無機非金(jin)屬材料，在現代(dai)社會中的用途(tu)十🍉分廣泛，諸如(rú)眼鏡、門窗、容器(qi)等。那麼，玻璃是(shi)否💔能夠作為🈲一(yī)種新型生物材(cái)料，在人體中發(fa)揮組織再♊生與(yu)功能重建的作(zuo)用，從而解決人(ren)體衰老産生的(de)骨📱質疏松、高脂(zhī)代謝異常、糖尿(niào)病等疾病？

針對(duì)這一前沿科研(yan)熱點問題，在由(yóu)新材料在線^®、尋(xun)材問料^®、有材^®、新(xin)材料企業家成(cheng)長營共同舉辦(bàn)的“百大名師系(xì)列💋在線🌂課程”上(shàng)，中科院深圳先(xian)進技術研究院(yuàn)醫藥所副所長(zhang)潘浩波博士作(zuo)了《生物活性玻(bo)璃調控軟硬組(zǔ)織再生與功能(néng)重建》主題演講(jiǎng)。

潘浩波詳細分(fen)析了我國生物(wù)醫用材料、器械(xiè)産業的發展現(xiàn)狀與發展趨勢(shi)，闡述了目前存(cun)在的問題👉及建(jiàn)議解決方💃案，并(bìng)介紹了硼矽酸(suān)鹽生物活性玻(bo)璃對多重生物(wu)☔信号的❗調控作(zuò)✏️用以及規模化(huà)生産工藝等。

01

我(wǒ)國生物醫用材(cai)料産業正面臨(lin)關鍵時刻

我國(guo)生物醫用材料(liào)、植入器械産業(ye)整體“中不敵洋(yang)”，正‼️面✊臨關鍵👨‍❤️‍👨時(shí)刻。

潘浩波表示(shi)，産業發展存在(zai)4大瓶頸。

，企業基(ji)礎薄弱，産品競(jìng)争力差。

整體而(er)言，我國生物醫(yi)用材料、植入器(qi)械産業落後于(yu)發達國家👨‍❤️‍👨。中小(xiao)企業為産業發(fa)展主力軍；70%的中(zhōng)高端産品嚴🔅重(zhong)依賴進🌈口。

第二(èr)，企業研發能力(lì)不足。

經過調查(chá)發現，企業的平(píng)均研發投入占(zhan)比僅約為總投(tou)入的3%，而美國等(děng)發達國家企業(yè)的研發投入占(zhan)比達到了📐13%以上(shàng)。

第三，高校、科研(yan)院所的研發成(cheng)果轉化率低。

近(jin)年來，我國加大(dà)了對高校、科研(yan)院所的經費、政(zhèng)策支持力度。但(dàn)是高校、科研院(yuan)所仍然面臨科(ke)技成果轉化問(wen)題。我國的科技(jì)成果轉化率不(bú)足15%，産業化率不(bú)足5%。

第四，民間資(zi)本徘徊不前。

我(wo)國生物醫用材(cái)料、植入器械産(chǎn)業出現外資化(hua)現象。2025年12月7日♍，美(mei)國美敦力公司(sī)宣布收購康輝(hui)公司；2025年12月7日，美(měi)國史塞克公🆚司(sī)宣布收購創生(sheng)公司。我國民💞間(jian)資本🏃🏻卻徘徊不(bu)前，長期處于觀(guan)望狀态。

其中，科(ke)技成果轉化困(kùn)難問題尤為突(tū)出。潘浩波表示(shi)，科技成果轉化(huà)問題的底層邏(luó)輯在于科學探(tàn)索與産品開發(fa)不在同一頻道(dao)。

“科研成果落地(di)的産品開發失(shi)敗的障礙在于(yu)沒有始終貫穿(chuān)💘臨✍️床，醫生才是(shi)産品開發的靈(ling)魂。醫生應當直(zhí)接參與産💘品定(ding)型，才能準确把(ba)握臨床适應症(zheng)，以及安全性與(yu)有效性。”潘浩波(bo)♻️說。

02

基于病理微(wei)環境調控的新(xīn)型促進再生材(cai)料

我國每年新(xin)增的骨與創傷(shāng)損傷患者超400萬(wan)人。這一數字背(bei)後是人口老齡(líng)化的程度加深(shēn)的表現。據統計(jì)局❗官方數據顯(xian)示，截至♊2021年我國(guó)60歲及以上人口(kou)已超2.67億人，占總(zǒng)人口的18.70%。

人口老(lao)齡化趨勢對醫(yi)療水平提出了(le)更高的要求。由(you)創傷、炎♍症及代(dai)謝疾病導緻的(de)骨與創面修複(fu)日益增多。随着(zhe)人體衰老，出現(xiàn)系統性的代謝(xie)疾病，病人将苦(kǔ)☔不堪言。

代謝疾(jí)病阻礙新生血(xue)管生長，而血管(guǎn)是組織再生的(de)重要前提。微血(xuè)管病變，内植入(rù)物與宿主就不(bú)能産生生物💞性(xing)愈合，造成組織(zhī)再生難度增加(jia)。

一旦發生骨折(she)、創傷等，患有代(dai)謝疾病的患者(zhe)則需要⛱️花費更(geng)長的時間愈合(he)，其組織也難以(yi)再生。

“遺憾的是(shi)，目前我國還沒(méi)有已應用于臨(lin)床的理想材料(liao)，仍需科研人員(yuán)持續研發新型(xing)組織功能材料(liào)，以促進血管重(zhong)建和🔴組織原位(wèi)生長。”

潘浩波表(biǎo)示，以往的生物(wu)材料研究往往(wang)建立于健康❌的(de)生理環境，而忽(hū)視了代謝性基(jī)礎疾病的存在(zai)。

骨疾病是一類(lei)慢性代謝性疾(ji)病，與多種代謝(xie)性疾病(如糖尿(niào)病、肥胖症、高脂(zhī)血症)的發生有(yǒu)相互協同🥵或疊(die)加效應。骨組織(zhī)的修🔞複與再生(shēng)，需要考慮系統(tong)🐅代謝問題及微(wēi)環境的調控。

我(wǒ)國醫用材料市(shì)場中已經有天(tiān)然骨、高分子聚(jù)合物、金屬材料(liào)、無機鈣磷鹽等(deng)骨修複材料，以(yǐ)及皮瓣、人工合(hé)成👨‍❤️‍👨皮膚、生物敷(fu)料、複合替代材(cai)料等創面修複(fú)材料。

“這些材料(liao)都有一個亟待(dai)解決的關鍵問(wèn)題：如何引導血(xue)☂️管重建，促進幹(gan)細胞定向分化(hua)，調控病理微環(huán)境，實現原位組(zu)織再生。生物材(cai)料已發展至新(xīn)的階段，是開🏃啟(qi)第二次生命的(de)催化劑。”

潘浩波(bo)介紹道，團隊正(zhèng)在研究的硼矽(xī)酸鹽生物活性(xìng)玻璃能夠滿足(zu)多重生物信号(hao)調控，其中包括(kuo)腫瘤免疫抑制(zhì)、腫㊙️瘤細胞殺傷(shang)、皮膚再生成血(xuè)管效應、破骨功(gong)能抑制、成骨功(gōng)能表達。

通過調(diao)節硼和矽的比(bǐ)例，硼矽酸鹽生(sheng)物活性玻璃🔆能(néng)夠逆轉各種不(bu)同的病理微環(huan)境，以實現組織(zhī)再生目标。

硼矽(xi)酸鹽生物活性(xing)玻璃在接觸人(rén)體組織後，通過(guò)釋放離子，能夠(gòu)有效降低炎症(zhèng)、調節巨噬細胞(bao)極化。在對病理(lǐ)微環💋境有效調(diao)控的基礎之上(shàng)，該材料還能夠(gou)有🐉序促進血管(guǎn)形成，并促成成(cheng)骨。

潘浩波表示(shi)，團隊在實驗中(zhong)發現，硼矽酸鹽(yán)生物活性玻璃(lí)在降解過程中(zhong)會産生堿性“開(kāi)關效應”，促進幹(gàn)細胞成骨分化(hua)、成骨細胞礦化(huà)，并明顯抑制了(le)破骨細胞。

進一(yi)步研究表明，堿(jian)性調控幹細胞(bao)能夠有序促進(jin)一型膠原形成(cheng)，而一型膠原是(shì)促進骨形成的(de)關鍵基礎。

據介(jie)紹，潘浩波團隊(dui)已實現硼矽酸(suān)鹽生物活性玻(bō)璃雙網絡結構(gòu)生産工藝，既可(kě)以通過熔融法(fǎ)制備微米級原(yuan)🈲料規模化生産(chan)，又可以用溶膠(jiao)凝膠法制備納(nà)米級原料✏️規模(mo)化生産。

潘浩波(bō)介紹道，團隊圍(wéi)繞硼矽酸鹽生(shēng)物活性玻璃，實(shi)現臨床需求導(dao)向的新型功能(neng)材料開發。目前(qian)團隊已建立四(sì)大🔞研發闆塊體(ti)系，分别為：

1. 生物(wu)用活性骨水泥(ní)，主要用于椎體(tǐ)壓縮性骨折。

2. 3D打(dǎ)印骨修複體，主(zhu)要用于大塊骨(gu)缺損重建。

3. 急性(xìng)止血材料，主要(yao)用于急性大出(chū)血。

4. 慢性創面敷(fū)料，主要用于糖(táng)尿病足******。

“總而言(yán)之，硼矽酸鹽生(sheng)物活性玻璃是(shì)一種新型的促(cù)組織🔴再生的功(gōng)能材料，可通過(guo)促血管形成及(ji)抑菌等多重📞機(jī)制促進再生。材(cai)料與細胞的故(gu)事将是我們真(zhen)♻️正理解人類衰(shuai)📧老與再生的重(zhong)要途徑。”潘浩波(bo)說。

提問環節

問(wèn)題一：目前，硼矽(xi)酸鹽生物活性(xing)玻璃大的臨床(chuáng)應用👄是什麼？

潘(pān)浩波：主要是骨(gǔ)質疏松導緻的(de)骨折和糖尿病(bing)的足部并發症(zheng)。

問題二：目前，硼(péng)矽酸鹽生物活(huo)性玻璃的臨床(chuáng)處于什麼階段(duan)？

潘浩波：目前已(yi)在進行了90多例(lì)的臨床試驗，進(jin)入“十年磨一劍(jian)”的收尾階段。預(yù)計到明年多個(gè)産品能夠真正(zhèng)進入到市場中(zhōng)。

問題三：作為一(yi)種新材料，硼矽(xī)酸鹽生物活性(xìng)玻璃應用到臨(lin)床的費用如何(he)？

潘浩波：我們的(de)目标是更快、更(geng)好、更地療愈患(huàn)者。因此，産品不(bú)僅🎯要達到好的(de)修複效果，同時(shí)還要保證📧惠民(mín)的價格。這要求(qiú)我們必須要掌(zhǎng)握定價權和話(huà)語權。通過産品(pin)建設與市場推(tuī)廣，降低産品醫(yī)療成本，真正惠(hui)及老百姓。