[导读]  磷酸钙陶瓷是一种很有前景的骨再生生物材料，是中国工程院院士张兴栋的专长。作为国家生物材料中心的学术带头人和名誉主任，张兴栋聚焦于肌肉骨骼系统修复材料及植入器械的研究，是利用无生命生物材料修复组织和器官的先驱。

     中国粉体网讯  2020年4月，四川大学生物材料工程研究中心收到Acta Materialia,Inc.执行秘书长Carolyn Hansson博士来信，经Acta Materialia,Inc.理事会任命的评奖委员会评选，四川大学张兴栋院士获得了第14届Acta Biomaterialia金奖，该奖于2021年举行了授奖仪式。

 （图片来源：四川日报）

     Acta Biomaterialia金奖设立于2008年，以爱思唯尔(Elsevier)出版的著名期刊Acta Biomaterialia的名字命名，属于学术奖。其宗旨是表彰在生物材料科学与工程领域表现出引领作用，对学科发展有重大和持久影响的独创性材料研究或成果。获奖者是公认的世界生物材料领域的领导者，其在发现和转化为实践方面的成就是超越的，在该领域是众所周知的。值得注意的是，该奖十分强调被提名人对其研究领域的实质性贡献，而不仅是发表的论文及出版物。 

    张兴栋院士是该奖项自2008年设立以来的第14位获奖者，也是首位获得该奖的亚裔学者。至此，张兴栋院士已荣获国际生物材料界4项主要奖项，以及5个名誉称号。 

    张兴栋简介 

    张兴栋1960年毕业于四川大学固体物理专业，现任四川大学教授，国际生物材料科学与工程学会联合会主席，中国生物材料学会名誉理事长；2007年当选中国工程院院士，2014年当选美国国家工程院外籍院士，2015年当选美国医学与生物工程院Fellow。1983年于国内率先开展生物活性人工骨（牙）及涂层植入器械研究，1991年于国际率先提出并确证无生命的多孔磷酸钙陶瓷可诱导骨再生，相继发现材料可诱导软骨组织形成，提出“组织诱导性生物材料（Tissue Inducing Biomaterials）”，即通过材料优化设计，而不是外加活体细胞或生长因子，可赋予材料诱导组织形成或再生的生物功能，开拓了生物材料发展的新方向。 

    国际首创的骨科材料研究 

（图片来源：四川大学官网） 

    磷酸钙陶瓷是一种很有前景的骨再生生物材料，是中国工程院院士张兴栋的专长。作为国家生物材料中心的学术带头人和名誉主任，张兴栋聚焦于肌肉骨骼系统修复材料及植入器械的研究，是利用无生命生物材料修复组织和器官的先驱。他从1983年开始研究生物活性陶瓷，是世界上第一个系统地证明无生命多孔磷酸钙陶瓷，不外加骨生长因子或活体细胞，可以诱导骨形成的学者。1991年，他发现并提出“骨诱导性生物材料”，证明一种医用的磷酸钙生物陶瓷若被植入体内，会慢慢转变成人的新骨头。国际生物材料科学界评价：这是划时代的医学材料发现。

    这项研究促使了张兴栋和他的团队开发出了世界上第一个合成骨修复产品——骨诱导人工骨，并取证上市销售。他创办了三家公司，其产品经中国食品药品监督管理局(CFDA)批准，已在中国1000多家医院大规模使用，治愈了数十万名患者。除此之外，他还开展了中国首个骨、牙科材料用等离子体涂层的研究。2009年，他发现胶原基水凝胶可以诱导软骨形成。 

    张兴栋在该领域的巨大贡献获得了国际认可，他的国际影响力，以及国家生物材料中心的国际声誉日益增长。随后，他开创性提出的“组织诱导性生物材料”被列入2018年全球生物材料再定义共识会定义清单。 

    “骨质疏松在国际上都是一大难题，因为通过吃药方式，磷和钙很难进入骨头，我要做的是通过纳米磷酸钙材料直达骨头，起到愈合作用。”他介绍，目前此项研究进入临床实验阶段，预计三五年内能进入市场。 

    另外，张兴栋研究的“纳米羟基磷灰石颗粒用于骨肿瘤治疗”已经进入了临床试验，并有望在两年左右进入临床应用，届时，骨肿瘤的治愈率有望大大提升。羟基磷灰石是人体和动物骨骼的主要无机成分，纳米羟基磷灰石颗粒对于细胞的增殖和凋亡具有选择性作用。比如说，把纳米羟基磷灰石颗粒用于正常细胞和肿瘤细胞进行体外培养，肿瘤细胞会被抑制生长，进而凋亡；而正常细胞则长势喜人。这一研究发现，对于骨癌的治疗将起到颠覆性的作用。 

    而在此之前，张兴栋的研究成果已经在临床中广泛运用。一封来自浙江的感谢信让张兴栋记忆犹新。一名小伙子因为下巴短了一截，脸庞外观看起来极不协调，最初整形医生用硅胶填充，但是效果不好。后来，他找到了张兴栋。张兴栋利用自己的“骨诱导”技术，让小伙子的下巴“长”了出来。他的技术，换来了这位小伙子的新生。现在医生使用张兴栋研发的“骨诱导材料”，植入鼻梁的假体最终可以长成真正的骨头，从而实现“浑然一体”，这项技术至今已有20年的临床运用，没有出现过意外情况。 

    生物材料让世界重新“定义” 

    鲜为人知的是，张兴栋的科研之路异常崎岖。1983年，张兴栋跨到生物材料领域，上世纪90年代初发现了磷酸钙陶瓷可以诱导骨形成或再生，但此后差不多20年时间都在坐“冷板凳”。 

    1983年，45岁“高龄”的张兴栋从高压物理研究转向研究生物材料，缘于华西口腔医院一位医生找到他合作。“生物材料”这一全新的领域引起了张兴栋极大的兴趣，他意识到，随着经济的发展，生物材料将广泛运用，这会是一个巨大的市场。于是摸索着做了一些与磷酸钙相关的研究，张兴栋说，其实他的尝试并非空穴来风，骨和牙的主要成分是磷酸钙，那么以磷酸钙为主要体系的修复材料就应该能够被人体所接受。 

    1991年，张兴栋发现并确认“多孔磷酸钙陶瓷”具有诱导骨再生的作用，提出“骨诱导性生物材料”。简单来说，就是把一种磷酸钙生物陶瓷植入体内，隔段时间陶瓷就会转变成人的新骨头，并慢慢消失。 

    2000年，第六次世界生物材料大会在夏威夷举行，张兴栋被组委会安排第一个发言，这在一定程度上证明了张兴栋在国际领域受到认可。 

    2018年，“国际生物材料定义共识会”在成都举行，来自美国、澳大利亚、加拿大、英国等17个国家和地区的50多位生物材料领域领军专家齐聚于此，此次会议的发起人和主席就是张兴栋。“国际生物材料定义共识会”的定义会要追溯到1986年，当时，整个亚洲都没有专家受邀出席，而这一次的会议能够在成都召开，用詹姆斯·安德森教授的话来说，这是中国生物材料界国际地位显著提高的标志，意味着中国乃至亚洲在生物材料领域中的崛起！ 　　 

    张兴栋提出的“组织诱导性生物材料”经大会投票通过后，作为新定义列入了“生物材料定义”，这也是由我国科学家首次提出的生物材料定义。 

    “产学研”协同创新之路 

    张兴栋明白任何科研成就，都来自于科研实验所展现的客观事实。“在产品研发中发现理论问题，然后反哺理论研究，形成良性循环，这是科研成功的关键。”2002年，张兴栋注册成立了“四川大学生物材料工程研究中心”，走出一条“产学研一体化”的实践之路。 

    四川大学生物材料工程研究中心成立以来每年都能创造数千万元的产值，不仅反哺了理论研究工作，其研发出的羟基磷灰石人工骨、牙种植体、涂层人工关节等生物材料产品也让全国患者获益。截至目前，已经有10多万例的病人使用了张兴栋团队研发生产的骨诱导材料，全国90%以上的生物活性涂层人工关节，包括在华的独资外企都在使用他研发的材料涂层技术。 

    “我国的生物材料科学与工程虽然已经登上了世界舞台，取得了一系列重要进展，但生物材料产业整体上还落后发达国家10-15年，加快产业发展至关重要。”在张兴栋看来，只有通过产学研协同创新，才能更快推进可诱导组织再生材料研究和产业化应用。 

参考来源： 中国生物学会：热烈祝贺张兴栋院士荣获Acta Biomaterialia 金奖 

川科文化传媒：张兴栋院士：世界生物材料领域的领导者 

四川日报：张兴栋“大器晚成”的院士 

四川大学官网