骨缺損是生活中較為常見的疾病，高能骨折或者骨質疏鬆骨折、骨腫切除等通常都伴有骨缺損。骨缺損容易阻礙骨癒合，一般需要進行填充處理。操作方便、性能優良的骨填充材料是影響骨癒合效果的重要一環。
松山湖材料實驗室邱東研究員帶領的骨水泥材料團隊，經過深入研究，開發出自有智慧財產權的可吸收PSC生物活性玻璃骨水泥，在促進骨組織再生方面展現出優良性能，有望為解決這一難題提供新途徑。
世界唯一PH值中性生物活性玻璃
「骨水泥」實際上是可注射骨填充材料的別稱，通常由粉狀物和液體混合攪拌而成，攪拌數分鐘後即可凝固，其主要目的是起填充加固作用，所以外界通常稱之為「骨水泥」。常規的骨水泥是不可吸收的高分子材料，無法被新生骨組織所替代，松山湖材料實驗室骨水泥材料團隊致力開發的是可吸收的骨水泥，其核心材料是PSC生物活性玻璃，因此又稱PSC骨水泥。
在骨水泥材料團隊的實驗室內，放置有大小粗細不同的白色柱狀樣品，外形大小與課堂所用的粉筆接近，正是固化成型後的PSC骨水泥。研究人員取出一些樣品粉末，與溶液融合攪拌後，就成為可供注射的填充材料。該材料注射進缺損位置後，自身可以實現硬化，為斷骨接續提供一定的固定和支撐作用，並為骨組織再生提供支持。
邱東介紹，生物活性玻璃材料實際上有很長的研究歷史，上世紀六七十年代開始美國學者就發現這種材料可以實現很好的骨結合，之後又進行了多次迭代。但是過去研發的材料是鹼性的，應用上有一定弊端。
「我過去曾利用中子源及同步輻射等從事結構表徵工作，並且本身有化學背景，所以就推測，這種材料是有可能變為中性的。」邱東說到。
因此，從2009年左右提出研究方案後，他花了大概三年的時間進行了探索試驗，最終成功獲得了業內唯一的一款PH值呈中性的生物活性玻璃。「目前我們所用的材料成分主要是磷矽酸鈣，屬於非晶材料，磷含量相對較高，具有更佳的溶解度及生物活性。」
不過，得到中性生物活性玻璃材料後，邱東又花了數年時間摸索其中蘊含的作用機制及意義，並且逐步明確了材料的應用方向。
最主要的應用需求，還是來自臨床醫療領域。由於傳統的骨水泥材料存在發熱、毒性、磨損、不可降解等一系列問題，使得適應症較窄，在醫學規範中，僅允許老年人採用這類材料進行治療。而使用邱東團隊新研發的可吸收骨水泥材料，可以大大拓展使用者的範圍，老年人與年輕人、骨質疏鬆患者或者普通患者都可以使用。
這得益於新型材料所具有的突出優點。PSC生物活性玻璃具備促進成骨、成血管的特點，具有金屬、高分子材料及生物惰性材料不可比擬的優勢，是目前世界上唯一能夠同時「對硬組織與軟組織都具有結合能力」的生物材料。另外該材料可降解吸收，對人體副作用更小，且成本上也具備明顯優勢。
「將初級陶器製成精細瓷器」
基於前期已經取得的成果，目前骨水泥團隊正依託松山湖材料實驗室，加快產品向產業化應用的步伐。
「材料原型都已經具備了，在材料實驗室主要是對生產進行可行性驗證，把各項數據全部完善起來。」邱東比喻道，目前的工作相當於把初級的陶瓷進一步製成精細的瓷器。
「因為以前會有很多的想法，有很多的原型東西，但是最後發現用不了，甚至有可能連標準化產品都做不出來。在這裡就是要完成我們從基礎研究到市場的最後一步，所以在產品配方上、性能上、工藝上都要保證能走通。」邱東表示，目前團隊已經圍繞產品安全性和功效性開展了一系列試驗，初步得到的測試結果都比較理想，今後還將逐步進行更多的動物和人體實驗，確保產品符合醫療器械使用的安全標準。
目前，團隊正在對接中試基地建設，最快預計今年年底可以完成產品的中試，向產業化再邁進一步。邱東表示，工藝通關之後，下一步會從實驗室主導的研究轉移到產業公司繼續進行，以產業公司為主體，進行產品檢驗，開展臨床實驗，申報醫療器械註冊證和生產資質等。
「所以下一步真的是往市場走，對於很多公司來說，做到下一步就算是成功了。因為醫療器械公司並不一定要達到多少利潤才算成功，只要能通過審批，拿到資質證書就是一個裡程碑了。」邱東估計，從目前算起到完成臨床試驗、獲批資質，到推向市場，仍需要3年左右的時間。
對於後續工作，邱東有著充分信心：「很多更難的事都做過來了，做公司沒有那麼困難。前期我們的主要關注點是研究可行不可行，做完之後交給市場去驗證，對於高端醫療器械來說，需求是剛性的，只要你的產品足夠好，並不需要多麼強大的推廣能力，就一定會有市場，會有人用。」
拓展新型材料更多應用領域
對於團隊未來的工作，邱東還有著更多構想。一方面，他希望未來可以增強現有PSC骨水泥的強度，提升骨水泥材料對骨缺損處獨立支撐的能力；另一方面，希望發揮新型骨水泥材料在誘導骨生長方面的特長，在醫療整形等領域拓展更多應用。
「實驗室創新樣板工廠的主要任務很明確，就是做產業化，而不是做基礎研究，所以我們團隊目前的任務也聚焦於產業化，團隊人才都是以工程化和產品化為導向的。」不過，邱東表示，等產業化推進到一定程度，團隊還是將以更加擅長的科研工作為核心，將專業化的運營交給職業經理人等專業人士。如果開展更多新領域的研究，團隊也可能向材料實驗室的前沿研究團隊轉化。
作為材料實驗室創新樣板工廠入駐團隊，邱東對於實驗室提供的環境和機制感到很滿意。「這邊最顯著的就是目標明確，做什麼事就圍繞這個目標來做，所以我們做事就感覺輕鬆。」同時，實驗室與地方交流密切，提供的資源配置也較為合理，都是產業化過程中需要的資源。
「比如實驗室提供的經費可以幫助掃清產業化路上的障礙，這是非常有吸引力的地方。」邱東表示，創新樣板工廠明確投資於團隊，將團隊成立的公司作為項目成果，資源配置與目標更加聚焦，考核更精確。