從事生物材料及醫療植入器械研究的張興棟有些興奮，其多年來倡導的產業與學術融合又多了一個案例——藍光發展（600466.SH）旗下全資子公司成都迪康藥業有限公司（下稱「迪康藥業」）和四川大學國家生物醫學材料工程技術研究中心將在生物醫學材料、植入器械、臨床研究等方面展開合作，推動科技成果轉化，加速新技術和新產品研發和產業化。
擁有中國工程院院士、美國國家工程院（NAE）院士、四川大學教授等多重身份的張興棟，今年5月剛接任國際生物材料科學與工程學會聯合會主席一職，這是該協會成立以來，首位中國科學家擔任該職務。
目前，生物材料在人體方面的應用已經達到一定水平。張興棟對第一財經記者表示：「全球每年心臟起搏器的應用數量已經超過100萬套、人工心瓣膜超過40萬套、腎透析的應用超200萬、血管支架大約每年200萬隻。」
然而，中國生物材料方面卻不容樂觀，落後發達國家至少10年。中國的醫療器械與藥品的產業比例為1:3.47，遠低於國際水平的1.2:1;人均植入器械約為美國的1/10。
布局生物材料
上世紀80年代，張興棟在國內率先開展了磷酸鈣生物活性陶瓷及植入器械研究，研發出羥基磷灰石人工骨、牙種植體、人工關節等生物材料產品，取得國家食品藥品監督管理總局（CFDA）生產註冊證，並廣泛應用於臨床。其還率先提出並確證無生命的多孔磷酸鈣陶瓷可具有生物活性物質特有的誘導骨再生的作用，提出「組織誘導性生物材料」。
談及為何選擇與藍光發展合作，張興棟稱：「發展生物材料產業，需要立足前沿理論研究，也需要將研究成果產業化。走產、學、研一體化道路，建立以企業為主體的研發、生產與應用相結合的產業化平臺，形成完整的產業鏈條。」
智研諮詢研究報告顯示，當前中國生物醫學材料市場規模約500億元人民幣，年增長率近20%。
生物材料應用市場廣闊，涵蓋了齒科、血管支架、植入式醫療器械、骨科，如關節、脊柱、創傷修復等多個領域。藍光發展董事任東川對第一財經記者表示：「與張興棟的合作，有利於促進藍光生物材料產業鏈的形成。這些成熟且已獲生產批准進入銷售環節的產業，將成為藍光發展重要的業績支撐。」
作為一家中型房地產企業，藍光發展多年前就開始轉型。2008年，收購迪康藥業後，藍光發展先後投資數億元，完成注射劑車間、固體製劑車間、GMP技術改造工程，現年產各類可吸收高分子材料500kg，旗下主打產品「安斯菲」的銷量也從收購前的80萬盒猛增10倍。
除了迪康藥業，藍光發展還看重了3D生物列印項目。2014年，藍光發展與中組部首批「千人計劃」國家特聘專家、美國毒理科學院院士康裕建合作成立藍光英諾生物科技股份有限公司（下稱「藍光英諾」），建立以幹細胞技術和再生醫學為核心的3D生物列印體系。去年10月，藍光英諾研發的全球首創3D生物血管印表機面世。
3D生物列印的核心技術是生物磚，即一種新型的、精準的、具有仿生功能的幹細胞培養體系。它以含種子細胞（幹細胞、已分化細胞等）、生長因子和營養成分等組成的「生物墨汁」，結合其他材料層層列印出產品，經列印後培育處理，形成有生理功能的組織結構。
第一財經記者獲悉，上述3D生物列印出來的血管，目前已進入動物試驗階段，此前應用在兔子、老鼠等動物身上反應良好。
「千人計劃」國家特聘專家、清華大學教授孫偉認為，3D生物列印是醫療器械高端產品研發的重要技術手段，目前世界醫療技術正發生深刻變化，從單純形態和機械上的模擬過渡到組織再生和功能恢復；從大創面的修復過渡到微創修復甚至無損治療模式；從群體性治療過渡到個性化治療及針對性修復等三個方面發展。
行業大而不強
除幹細胞等活性生物材料外，生物材料還有更廣泛的範疇，包括具備生物相容性但不可降解材料，如體內外植入物；具備生物相容性且可降解材料，如骨釘、硬膜、血管及支架類產品；直至具有生命活性的材料，如細胞組織、人體器官。
張興棟對第一財經記者透露：「去年全球生物材料的市場規模約為2460億美元，到2030年預計將超過1萬億美元。」
然而，目前生物學基礎研究相對薄弱，大量使用的20餘類材料來源於其他高技術材料的移植，常規材料性能、壽命不能滿足臨床要求。生物材料存在活性欠佳、惰性不足等問題，基本以異物存在於體內。
「人工心瓣膜12年病死率為58%，血管支架植入後再狹窄率為10%，人工髖關節有效期在中青年中僅為3~5年。」張興棟透露。
如何改變生物材料在人體內的排斥反應成為一道難題。張興棟認為從工程技術的角度看，可以利用生物3D列印在體外製造人體組織和器官，另一方面要提高常規材料生物學性能。
然而，巨大的市場規模吸引了眾多國內企業湧入。在心血管支架、心臟封堵器領域，樂譜醫療、上海微創、吉威等國內廠商佔據主導地位，而在生物性硬腦（脊）膜補片領域，冠昊生物已佔據國內市場40%~45%的市場份額，與德國貝朗醫療、美國強生公司等抗衡。
中國從事生物材料方面的企業有2000多家，但產值超過1億元的僅為30家左右。它們大多聚集在長三角、珠三角、環渤海灣，銷售額超過80%。令人憂心的是，中國企業生產的產品中80%為發達國家不生產的低、中端耗材等，而高技術常規材料技術和產品優勢大多掌握在外商手中。另外，研發投入也是一大難題，中國本土企業的研發費用大約佔銷售額的1.77%，而發達國家的企業一般高於10%。
針對上述困局，張興棟認為，應當以骨骼-肌肉系統、心腦血管系統及高端術中耗材為重點，立足前沿，跨越式地建成新一代生物材料產業體系，並以此引領常規材料產業的技術進步，徹底擺脫我國生物材料產業跟蹤落後的局面，力爭在10~15年內達到國際先進水平。