尚鹏：驾驭技术和转化两驾马车

本刊记者 张 姝

尚鹏：驾驭技术和转化两驾马车

本刊记者 张 姝

在广东省深圳市南山区西丽大学城里，坐落着一幢设计现代的灰色大楼，入口处挂着一块圆形蓝底徽标，“中国科学院深圳先进技术研究院”清晰跃然。这是一所与国际接轨、与产业接轨的新型国家科研机构。几年的时间里，这里成为了各界人士（如政府产业办、招商局、企业家、投资人）纷至沓来，慕名造访的地方。

吸引这些人先后来到此地的理由如出一辙，他们都试图在这里获得在未来可以撬动骨科医疗器械领域巨额产业的技术杠杆。其中活跃的一个身影就是中国科学院深圳先进技术研究院研究员尚鹏。

专注辅佐人类骨健康

尚鹏一直以来专注于骨科医疗器械领域，研究方向主要可分为两类：一是植入人体的可修复骨材料；二是植入后的运动康复设备。两方面在时间顺序上一前一后，紧密关联。当骨骼受到病变、外力损伤及肿瘤等因素的影响，不能再承担支撑功能和运动功能时，就必须通过新型外来材料植入的方式，以代替原来的关节软骨，从而让骨骼重新承担起支撑和运动的作用，这是第一步；在人工关节植入后，必不可缺的要进行相应的康复训练。此外还有一种情况下也需要进行康复，就是因其他病变而导致运动功能受损，比如下肢中风导致的偏瘫，或因肌肉萎缩而无法行走。

康复训练不是简单的活动肢体，必须是科学且有效的。有研究表明，如果病人能够循序渐进地进行日常训练，恢复日常行走及生活功能的可能性将大幅度增加。基于此，尚鹏和其研究团队逐步开发了针对不同部位的康复机器人。它们均由软件和硬件两部分组成，能够根据患者状态，个性化选择执行经过多年临床实验所获得的科学康复训练方法。“比如某个关节部位、肌肉要训练多少次，运动的强度是多少，运动的频率是多大，是采用电刺激还是机械运动来诱导肌肉增加活性等，我们把这一整套科学训练方法集成在一个软件里，再通过硬件的执行使相对应的关节或部位产生科学合理的运动，由此来恢复它的运动能力”，尚鹏介绍道：“目前的康复机器人主要是针对下肢，但我们慢慢会继续研发针对上肢的康复机器设备。”

其实，康复产业在我国尚且处于起步阶段，这与我国注重治疗但不重视康复的理念不无关系，因此这也是尚鹏关注这一领域的原因之一。再加之我国已经步入人口老龄化阶段，有数据显示，目前我国拥有2.12亿老龄人口，康复保健自然成为社会保障中尤为重要的一部分，“所以我们在医学上必须先期提供一个好的方法，以应对老龄社会所带来在医疗保健上的巨额支出”。尚鹏任重而道远，为此也付出着不懈的努力，由他针对老年人而设计的“基于手机蓝牙控制的多生理参数按摩一体机“曾获得中央电视台科教频道”发明梦工厂”节目的报道。

助推成果造福大众

在自己擅长的领域中，尚鹏不断散发着光和热。他曾多次参加、主持国家自然基金项目、“863”项目，获得国家、省市、地方科研项目资金扶持累计2000万元；先后在国际会议知名刊物发表54篇学术论文，其中SCI论文10余篇，EI论文30余篇；主编、参编科研专著4部；申请、获批专利50余项。

在亚洲人体关节方面，尚鹏及团队完成了对样本的数据采集，并基于测量数据开展了运动学、动力学分析研究，并完成了相关大数据的储备。

在表面改性PEEK人工椎间盘方面，他们已完成人工椎间盘总体结构设计、椎间盘材料PEEK表面改性技术细胞以及动物植入实验、整体植入后运动学、动力学特性，植入后的应力分布、磨损测试等，并已经汇同某上市公司进行了产业化运作。

在脑血管实时介入移动式手术机器人系统研发方面，他们同上海交通大学、北京理工大学、北京协和医院及东莞宜安科技股份有限公司合作，针对心脑血管微创介入手术，突破了低剂量X线影像平板探测、三维心脑血管重建、介入导管置入辅助机构、组合导航等关键技术；研制出心脑血管实时介入机器人样机系统，实现血管高精度实时三维重建以及介入导管在血管中的定位、定向与实时引导，借助机器人实现导管的自动置入。目前正在进行不少于10例的临床试验，并申请医疗器械生产许可证。

据尚鹏介绍，针对他们所研发的人体下肢脊骨系统运动康复机器人，已有公司投资3亿元在国内某城市建立运动康复机器人产业化基地。这样的规模在国内康复医疗领域当属首屈一指，是真正打破了科研和产业的双重空白。科学家不同于企业家，不擅长企业运作，尽管拥有医疗器械方向丰富的研发经验和清华大学EMBA的双重身份，但面对科研产业化的现状，尚鹏仍急在心里，“我们拿着国家大量的科研经费搞研发，必须使投入科研的资金有所产出！”他的话语坚定而中肯。

目前尚鹏所在团队拥有50余项专利授权，“我们的研究都比较接地气，侧重于研究完成后可以形成一个产品，带动一个产业”。在后期产业化运作中，他们多以知识产权的形式入股，也就是相当于担任企业中CTO一职。而在当今“大众创新，万众创业”的时代大背景下，尚鹏也表现出对未来的雄心勃勃，他立志不仅在科研上有所突破，同时也要围绕产业化作出最大的努力，争取建立起基于我国本土的瞄准康复产业的龙头企业。为此，他依然在不断地学习和探索中。

科研脚步绕地球一圈

“作为科研人员来讲，在国内学到一定程度后有必要到国外去看看，进行学习交流，或者深入的工作”，正是出于这样的原因，尚鹏从清华大学精密仪器系博士后出站后，便飞往了美国。

高水平学科交叉的研发团队,涵盖机械、电子、材料、生物、通讯、软件行业。

“刚到国外时很震撼，发现别人比我们思路更开阔，眼界更广，关注问题更全面，所用的方法也更先进”。第一站，尚鹏来到了美国西北大学做博士后。在那里，他主要研究人体褥疮机理，以及轮椅改进的方法。“那个时代美国有很多瘫痪病人，坐轮椅的人很多，而久坐后很容易形成褥疮，我们的项目就是研究其发生的机理”，从实验的设计到志愿者招募，再到最终项目结题，尚鹏及团队共花费1年的时间，不仅成功改进了轮椅，产品也得到了产业化应用。随后，尚鹏又研究了植入人体的骨科关节超声导航，“这个项目当时有很多人一起参与，所以做得也比较快，在西北大学临床医院进行临床验证后，由全球最大的骨科及医疗科技公司之一的美国史赛克公司改进并产业化。”

2008年离开西北大学，尚鹏转赴美国耶鲁大学出任项目科学家。这次他主要研究的是人工椎间盘研发及在车祸状态下的运动力学及生物力学，“美国的车祸率很高，有些接受椎间盘手术的人也会驾车，这就要保证植入的椎间盘在遭受车祸等状态下的安全性，不能使其危及人体生命，因此就要研究在这种状态下的生物力学和动力学机理”。当时，尚鹏和团队使用了大量人体颈部以上部位的标本，在实验平台上集成50种传感器后模拟撞车情景，通过高速相机捕捉动态表现及运动状态，再分析相关实验数据。最后，他们给出了椎间盘在安全状态下的数值范围，并提供给美国专业机构制定相应的安全标准。

如今已经回国多年的尚鹏，每天仍在紧锣密鼓地投入各项科研项目。他和团队，与美国同为世界顶级的科研团队通力合作，正致力于研发出世界上第一颗“生物再生牙”，并培育“生物再生牙”暨颌面医疗器械产业链，将“生物牙科”产业发展从深圳辐射全国，乃至全球。与此同时，他还正在研发可降解镁合金髌骨修复支架，“我们用镁合金作为组织工程的支架，再放入骨诱导生长因子作为骨修复材料，现在已经通过3D打印将镁合金支架打印出来，下一步则需诱导其生长”。据了解，镁合金支架自身可以降解，生长因子可以定向分化成骨和软骨细胞，将其植入人体后骨组织可一边生长而支架一边降解，直至最后成为身体的一部分。不同于目前常见的金属或聚乙烯植入材料，镁合金支架更安全、更健康。

对于今天取得的成绩，尚鹏总强调“科研不是一个人两个人就能完成的，需要大家的分工协作，只有充分合作才能发挥最大的价值”。 一路走来，他以“自强不息，团结合作，厚德载物”作为箴言，在科研的道路上不断攀岩进取，贡献一己之力回馈社会。