開欄語：在上理工有許多寶藏實(shí)驗(yàn)室，它們是師生夢(mèng)想啟航的地方，更是創(chuàng)新不息的源泉。在實(shí)驗(yàn)室里，從微觀粒子的奇妙世界，到宏觀宇宙的浩瀚無垠；從基礎(chǔ)理論的深耕細(xì)作，到應(yīng)用技術(shù)的日新月異；從一次次失敗與重來，到最終成果的璀璨綻放，每一瞬、每一幕都凝聚著師生們的汗水與夢(mèng)想。從今天起，新聞中心推出“走進(jìn)寶藏實(shí)驗(yàn)室”欄目，看師生們?cè)趯?shí)驗(yàn)室這一科研沃土中，如何探尋未知世界的更多可能。

大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室里有不少“從0到1”的創(chuàng)新成果，也不乏科研團(tuán)隊(duì)申請(qǐng)專利，但真正能走上轉(zhuǎn)化之路、最終落地的卻鳳毛麟角。在過去五年里，上理工健康學(xué)院副院長崔海坡帶領(lǐng)電外科能量器械實(shí)驗(yàn)室研發(fā)團(tuán)隊(duì)，讓國產(chǎn)超聲刀從上理工的寶藏實(shí)驗(yàn)室走進(jìn)了工廠生產(chǎn)線，最終走上了各大醫(yī)院的微創(chuàng)外科手術(shù)臺(tái)，推動(dòng)著高校優(yōu)質(zhì)的科研力量轉(zhuǎn)化為造福百姓健康的強(qiáng)勁動(dòng)能。

崔海坡講解國產(chǎn)超聲刀原理

從現(xiàn)實(shí)需求中提煉基礎(chǔ)研究課題

超聲刀系統(tǒng)被稱為“生命之刃”，是一套軟組織切割系統(tǒng)，憑借其精細(xì)性能，在國內(nèi)外臨床上獲得了廣泛認(rèn)可，然而在我國，80%的超聲刀市場都被歐美醫(yī)療器械巨頭占據(jù)著?！斑M(jìn)口超聲刀價(jià)格每把超過6000元，對(duì)于普通老百姓來說手術(shù)成本高昂，而且在外科手術(shù)過程中，由于需要處于高頻震蕩的環(huán)境，即便是進(jìn)口的刀頭也會(huì)出現(xiàn)斷裂等情況，更加重了手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)及醫(yī)療成本?！?020年，在上理工召開的醫(yī)工交叉交流座談會(huì)上，上海長海醫(yī)院一位外科主任談及了他的需求，“我們是否可以研發(fā)出一款國產(chǎn)超聲刀，既能降低生產(chǎn)成本，又能突破超聲刀的技術(shù)壁壘？”

聽到了醫(yī)生拋出的需求“訂單”，在會(huì)議現(xiàn)場的崔海坡教授立馬“接單”，在醫(yī)療器械領(lǐng)域深耕多年的他非常清楚，“高端醫(yī)療設(shè)備行業(yè)不僅關(guān)系到國計(jì)民生，更是國家安全和科技進(jìn)步的重要標(biāo)志，針對(duì)當(dāng)前我國所面臨的醫(yī)療器械領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)和供應(yīng)鏈封鎖等問題，要加快自主創(chuàng)新、突破技術(shù)裝備瓶頸，實(shí)現(xiàn)高端醫(yī)療裝備的自主可控。”

崔海坡指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)

多學(xué)科交叉合力催生創(chuàng)新成果

確定好攻關(guān)超聲刀國產(chǎn)化的研發(fā)方向，在學(xué)校的推動(dòng)下，崔海坡僅用兩周時(shí)間就組成了一支包含機(jī)械、材料、控制等多學(xué)科領(lǐng)域的攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，也由此加速了創(chuàng)新成果的最終落地。

團(tuán)隊(duì)在研究中發(fā)現(xiàn)，國產(chǎn)超聲刀的材料和控制系統(tǒng)缺陷明顯，就這些“疑難雜癥”多學(xué)科進(jìn)行“會(huì)診”，逐一攻破技術(shù)難題。針對(duì)弧形刀頭高頻振動(dòng)的需要，團(tuán)隊(duì)成員在多次翻查文獻(xiàn)后，大膽創(chuàng)新國產(chǎn)算法，使得縱向切割更加可控，大大降低了斷刀的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于纖細(xì)要求的刀桿，團(tuán)隊(duì)通過材料成分設(shè)計(jì)并采用合適的熱處理技術(shù)，在制作材料上進(jìn)一步保證了超聲刀的壽命和穩(wěn)定性。此外，為了使用更加流暢，團(tuán)隊(duì)針對(duì)刀桿結(jié)構(gòu)也做出了創(chuàng)新，變截面設(shè)計(jì)和波節(jié)型設(shè)計(jì)完美貼合了超聲刀使用的需求精度，同時(shí)也使機(jī)械結(jié)構(gòu)更為簡易。

為了加快進(jìn)度，團(tuán)隊(duì)成員冒著酷暑在醫(yī)院、實(shí)驗(yàn)室、企業(yè)之間折返轉(zhuǎn)場，“在這條賽道上，我們一開始不占優(yōu)勢(shì)，但為了能讓自己的創(chuàng)新技術(shù)早點(diǎn)為老百姓造福，為了能讓中國設(shè)備趕超國際同類產(chǎn)品水平，我們團(tuán)隊(duì)的每位老師都在奮力拼搏著。”崔海坡談道。

最終，在多次反復(fù)的算法迭代、結(jié)構(gòu)調(diào)整后，臨床試驗(yàn)的100把超聲刀中，全數(shù)正常穩(wěn)定工作達(dá)8小時(shí)以上，除個(gè)例外絕大部分運(yùn)行超10小時(shí)，而這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出常規(guī)手術(shù)需要的2小時(shí)范疇。目前，第一批生產(chǎn)的500把超聲刀的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，不僅切割速率、斷刀率等主要性能指標(biāo)比肩國際先進(jìn)水平，而且獨(dú)創(chuàng)的18mm長的刀頭獲得臨床醫(yī)生的無數(shù)“點(diǎn)贊”。

崔海坡帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)出國產(chǎn)超聲刀

搭建起全鏈條、閉環(huán)式創(chuàng)新體系

 “聽起來有了成果，然而這只是一個(gè)起步，醫(yī)療器械市場化之路有很多環(huán)節(jié)要走。從2020年啟動(dòng)超聲刀項(xiàng)目到2021年上半年，我們就已經(jīng)完成了項(xiàng)目核心結(jié)構(gòu)的研發(fā)和檢測(cè)。除了研發(fā)外，最需要的是轉(zhuǎn)化路徑創(chuàng)新和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)機(jī)制創(chuàng)新?！贝藓Ｆ绿寡缘溃菍W(xué)校大力支持，他才走通了成果轉(zhuǎn)化的“后半程”，“醫(yī)療器械的市場化之路尤其難走通，很多環(huán)節(jié)僅憑教授單打獨(dú)斗根本不可能完成。”

“借力”區(qū)校合作，崔海坡的成果最終在松江經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)落地，學(xué)校的資產(chǎn)經(jīng)營公司與投資方共同成立上海睿速創(chuàng)生醫(yī)療科技有限公司，公司不僅擁有先進(jìn)的研發(fā)和檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室，還有滿足三類醫(yī)療器械質(zhì)量管理體系要求的廠房及無菌車間，整套超聲刀裝配、生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)有序，兩名工作人員就能年產(chǎn)5000把。2022年，公司自主生產(chǎn)的超聲刀進(jìn)入型式檢驗(yàn)階段，2024年10月，以三類醫(yī)療器械給超聲刀注冊(cè)了“身份證”，并于12月拿到了生產(chǎn)許可這張“綠色通行證”。2025年，每把售價(jià)1300元的國產(chǎn)超聲刀將走進(jìn)更多的醫(yī)院，助力外科手術(shù)更安全高效開展。

看到自己的創(chuàng)新技術(shù)能為老百姓造福，崔海坡以及團(tuán)隊(duì)成員干勁更足，精準(zhǔn)腫瘤射頻消融系統(tǒng)、自適應(yīng)電外科能量平臺(tái)等多個(gè)高端醫(yī)療裝備也正在緊鑼密鼓地研發(fā)中，續(xù)寫“中國智造”的新故事。

電外科能量器械實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)臺(tái)

供稿：新聞中心

文：董真、徐煜

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