尚鵬：駕馭技術和轉化兩駕馬車

本刊記者 張 姝

尚鵬：駕馭技術和轉化兩駕馬車

本刊記者 張 姝

在廣東省深圳市南山區西麗大學城里，坐落著一幢設計現代的灰色大樓，入口處掛著一塊圓形藍底徽標，“中國科學院深圳先進技術研究院”清晰躍然。這是一所與國際接軌、與產業接軌的新型國家科研機構。幾年的時間里，這里成為了各界人士（如政府產業辦、招商局、企業家、投資人）紛至沓來，慕名造訪的地方。

吸引這些人先后來到此地的理由如出一轍，他們都試圖在這里獲得在未來可以撬動骨科醫療器械領域巨額產業的技術杠桿。其中活躍的一個身影就是中國科學院深圳先進技術研究院研究員尚鵬。

專注輔佐人類骨健康

尚鵬一直以來專注于骨科醫療器械領域，研究方向主要可分為兩類：一是植入人體的可修復骨材料；二是植入后的運動康復設備。兩方面在時間順序上一前一后，緊密關聯。當骨骼受到病變、外力損傷及腫瘤等因素的影響，不能再承擔支撐功能和運動功能時，就必須通過新型外來材料植入的方式，以代替原來的關節軟骨，從而讓骨骼重新承擔起支撐和運動的作用，這是第一步；在人工關節植入后，必不可缺的要進行相應的康復訓練。此外還有一種情況下也需要進行康復，就是因其他病變而導致運動功能受損，比如下肢中風導致的偏癱，或因肌肉萎縮而無法行走。

康復訓練不是簡單的活動肢體，必須是科學且有效的。有研究表明，如果病人能夠循序漸進地進行日常訓練，恢復日常行走及生活功能的可能性將大幅度增加。基于此，尚鵬和其研究團隊逐步開發了針對不同部位的康復機器人。它們均由軟件和硬件兩部分組成，能夠根據患者狀態，個性化選擇執行經過多年臨床實驗所獲得的科學康復訓練方法。“比如某個關節部位、肌肉要訓練多少次，運動的強度是多少，運動的頻率是多大，是采用電刺激還是機械運動來誘導肌肉增加活性等，我們把這一整套科學訓練方法集成在一個軟件里，再通過硬件的執行使相對應的關節或部位產生科學合理的運動，由此來恢復它的運動能力”，尚鵬介紹道：“目前的康復機器人主要是針對下肢，但我們慢慢會繼續研發針對上肢的康復機器設備。”

其實，康復產業在我國尚且處于起步階段，這與我國注重治療但不重視康復的理念不無關系，因此這也是尚鵬關注這一領域的原因之一。再加之我國已經步入人口老齡化階段，有數據顯示，目前我國擁有2.12億老齡人口，康復保健自然成為社會保障中尤為重要的一部分，“所以我們在醫學上必須先期提供一個好的方法，以應對老齡社會所帶來在醫療保健上的巨額支出”。尚鵬任重而道遠，為此也付出著不懈的努力，由他針對老年人而設計的“基于手機藍牙控制的多生理參數按摩一體機“曾獲得中央電視臺科教頻道”發明夢工廠”節目的報道。

助推成果造福大眾

在自己擅長的領域中，尚鵬不斷散發著光和熱。他曾多次參加、主持國家自然基金項目、“863”項目，獲得國家、省市、地方科研項目資金扶持累計2000萬元；先后在國際會議知名刊物發表54篇學術論文，其中SCI論文10余篇，EI論文30余篇；主編、參編科研專著4部；申請、獲批專利50余項。

在亞洲人體關節方面，尚鵬及團隊完成了對樣本的數據采集，并基于測量數據開展了運動學、動力學分析研究，并完成了相關大數據的儲備。

在表面改性PEEK人工椎間盤方面，他們已完成人工椎間盤總體結構設計、椎間盤材料PEEK表面改性技術細胞以及動物植入實驗、整體植入后運動學、動力學特性，植入后的應力分布、磨損測試等，并已經匯同某上市公司進行了產業化運作。

在腦血管實時介入移動式手術機器人系統研發方面，他們同上海交通大學、北京理工大學、北京協和醫院及東莞宜安科技股份有限公司合作，針對心腦血管微創介入手術，突破了低劑量X線影像平板探測、三維心腦血管重建、介入導管置入輔助機構、組合導航等關鍵技術；研制出心腦血管實時介入機器人樣機系統，實現血管高精度實時三維重建以及介入導管在血管中的定位、定向與實時引導，借助機器人實現導管的自動置入。目前正在進行不少于10例的臨床試驗，并申請醫療器械生產許可證。

據尚鵬介紹，針對他們所研發的人體下肢脊骨系統運動康復機器人，已有公司投資3億元在國內某城市建立運動康復機器人產業化基地。這樣的規模在國內康復醫療領域當屬首屈一指，是真正打破了科研和產業的雙重空白。科學家不同于企業家，不擅長企業運作，盡管擁有醫療器械方向豐富的研發經驗和清華大學EMBA的雙重身份，但面對科研產業化的現狀，尚鵬仍急在心里，“我們拿著國家大量的科研經費搞研發，必須使投入科研的資金有所產出！”他的話語堅定而中肯。

目前尚鵬所在團隊擁有50余項專利授權，“我們的研究都比較接地氣，側重于研究完成后可以形成一個產品，帶動一個產業”。在后期產業化運作中，他們多以知識產權的形式入股，也就是相當于擔任企業中CTO一職。而在當今“大眾創新，萬眾創業”的時代大背景下，尚鵬也表現出對未來的雄心勃勃，他立志不僅在科研上有所突破，同時也要圍繞產業化作出最大的努力，爭取建立起基于我國本土的瞄準康復產業的龍頭企業。為此，他依然在不斷地學習和探索中。

科研腳步繞地球一圈

“作為科研人員來講，在國內學到一定程度后有必要到國外去看看，進行學習交流，或者深入的工作”，正是出于這樣的原因，尚鵬從清華大學精密儀器系博士后出站后，便飛往了美國。

高水平學科交叉的研發團隊,涵蓋機械、電子、材料、生物、通訊、軟件行業。

“剛到國外時很震撼，發現別人比我們思路更開闊，眼界更廣，關注問題更全面，所用的方法也更先進”。第一站，尚鵬來到了美國西北大學做博士后。在那里，他主要研究人體褥瘡機理，以及輪椅改進的方法。“那個時代美國有很多癱瘓病人，坐輪椅的人很多，而久坐后很容易形成褥瘡，我們的項目就是研究其發生的機理”，從實驗的設計到志愿者招募，再到最終項目結題，尚鵬及團隊共花費1年的時間，不僅成功改進了輪椅，產品也得到了產業化應用。隨后，尚鵬又研究了植入人體的骨科關節超聲導航，“這個項目當時有很多人一起參與，所以做得也比較快，在西北大學臨床醫院進行臨床驗證后，由全球最大的骨科及醫療科技公司之一的美國史賽克公司改進并產業化。”

2008年離開西北大學，尚鵬轉赴美國耶魯大學出任項目科學家。這次他主要研究的是人工椎間盤研發及在車禍狀態下的運動力學及生物力學，“美國的車禍率很高，有些接受椎間盤手術的人也會駕車，這就要保證植入的椎間盤在遭受車禍等狀態下的安全性，不能使其危及人體生命，因此就要研究在這種狀態下的生物力學和動力學機理”。當時，尚鵬和團隊使用了大量人體頸部以上部位的標本，在實驗平臺上集成50種傳感器后模擬撞車情景，通過高速相機捕捉動態表現及運動狀態，再分析相關實驗數據。最后，他們給出了椎間盤在安全狀態下的數值范圍，并提供給美國專業機構制定相應的安全標準。

如今已經回國多年的尚鵬，每天仍在緊鑼密鼓地投入各項科研項目。他和團隊，與美國同為世界頂級的科研團隊通力合作，正致力于研發出世界上第一顆“生物再生牙”，并培育“生物再生牙”暨頜面醫療器械產業鏈，將“生物牙科”產業發展從深圳輻射全國，乃至全球。與此同時，他還正在研發可降解鎂合金髕骨修復支架，“我們用鎂合金作為組織工程的支架，再放入骨誘導生長因子作為骨修復材料，現在已經通過3D打印將鎂合金支架打印出來，下一步則需誘導其生長”。據了解，鎂合金支架自身可以降解，生長因子可以定向分化成骨和軟骨細胞，將其植入人體后骨組織可一邊生長而支架一邊降解，直至最后成為身體的一部分。不同于目前常見的金屬或聚乙烯植入材料，鎂合金支架更安全、更健康。

對于今天取得的成績，尚鵬總強調“科研不是一個人兩個人就能完成的，需要大家的分工協作，只有充分合作才能發揮最大的價值”。 一路走來，他以“自強不息，團結合作，厚德載物”作為箴言，在科研的道路上不斷攀巖進取，貢獻一己之力回饋社會。