他“造”的“骨”可定制？！这个川大人不一般！

2020年，以骨诱导人工骨作为植入材料，致力于解决因为骨科疾病造成的骨缺损或功能障碍的骨芯医疗科技有限公司成立。

骨诱导人工骨的成功应用，可望解决传统材料缺乏生物活性、不可骨再生等问题。

而在“骨芯”的背后，是有着双重身份的川大学子张勃庆。

作为学生，面对困难时，他迎难而上，善于归纳总结实验现象，并从中有所收获。

作为创业者，他坚持以患者的需求为中心，科研与实践并重，只为做出造福患者的产品。

    初入“骨诱导”    

2016年，考研上岸的张勃庆来到川大生物医学工程学院，幸运地进了张兴栋院士的课题组。

张兴栋院士是世界生物材料领域的领导者，也是“骨诱导”现象的发现者之一。

传统观念认为，无生命的生物材料不可能诱导组织器官再生或形成。因此在治疗骨缺损时，通常是向断骨处植入金属、高分子等材料，但这些材料缺乏生物活性，无法实现永久修复。

若是采用张院士开发的骨诱导材料，只需把一种多孔磷酸钙生物陶瓷植入体内，一段时间以后新骨就会在陶瓷中形成，慢慢转变成自身的骨骼，这为解决不可逆性骨缺损的世纪难题提供了理论基础。

如果基于此理论生产出针对患者一人一款的骨诱导人工骨，将能更好地治疗骨缺损疾病，为患者带来福音。

这是张勃庆课题的研究基础。

 3D打印制备的高精度个性化人工骨产品

就这样，张勃庆进入了“骨诱导”领域，研究方向是通过3D打印技术，尝试优化骨诱导磷酸陶瓷的性能，并探索其机理。

“骨诱导理论的概念、定义、以及应用，我们都应该是全球首创。国内外也有许多研究团队跟随着在做，但他们没有做得这么成体系。”张勃庆自豪地介绍道。

尽管一开始存在诸多问题，如标准化产品无法匹配患者骨缺损形状，脆性大力学性能差，手工生产效率低等。

在张老师的指导下，张勃庆针对上述缺陷开展了研究，目标是找到合适的工艺优化材料性能，探索材料的机理机制，制造更可靠的材料并应用于临床实践。

  遇到困难，迎难而上  

“动手能力强，做事情比较坚持”。

这是课题组的樊渝江教授对张勃庆的评价，也是张勃庆研究生期间的真实写照。

2017年一整年，张勃庆都泡在实验室，思考与尝试解决实验过程中遇到的困难。

“骨缺损的形状不同，就对材料的外形匹配度、生物活性和力学强度提出了要求。”张勃庆说，首先面临的困难就是适配性。

在和樊渝江、周长春两位老师发现3D打印技术生产的陶瓷能解决定制化难题之后，经过上千次实验，他们终于利用3D打印技术制备出了可以诱导骨生成的陶瓷材料。

在与神经外科合作时，张勃庆还设计了一个手术导板，可以巧妙地使外科医生在切开骨头而不伤及神经血管的情况下，将打印好的陶瓷材料种植进去。

在老师指导下做实验的张勃庆

2017年12月的国际学术会议BIOFABRICATION是张勃庆参与的第一个学术会议，他在会议上报道了其课题组正在做的3D打印磷酸钙陶瓷的研究：通过数字模型准确做出人工骨。不仅解决了人工骨的定制化问题，也吸引了来自世界各地科研工作者和临床医生的关注。

但当一个难题解决后，另一个难题也接踵而至。

参与国际学术会议BIOFABRICATION张勃庆

张勃庆所在课题组的研究目标是通过3D打印技术将骨诱导磷酸陶瓷做一个临床的应用转化，实现生物医药产品研究的落地。

在实验过程中，团队引入了华西骨科临床专业的医生和学生。深入交流后，他们发现当时所采用的3D打印技术加工效率低，小尺寸样品精度差，无法完全满足临床对人工骨产品严苛的要求。

考虑再三，团队在2019年下半年引进了最新的DLP打印设备，开发光固化成型的生物陶瓷工艺。而DLP陶瓷打印墨水作为荷兰公司的核心技术和主要盈利产品，其配置工艺被严格保密，连公司内部的两位中国籍工程师都无权过问。设备引进后，随行的技术人员仅调试完设备就返回荷兰了，后续的生物陶瓷工艺开发需要完全靠自己。

张勃庆坦言，“当时压力很大。”

在长达半年的时间里，整个团队一起不断努力，围绕着DLP打印技术开发出了拥有自主知识产权的生物活性陶瓷浆料和微米级光固化打印工艺，向整个行业证明了高效率和精细定制化是可以兼得的，也解决了3D打印技术的缺陷。

   从科研走向应用   

生物材料工程研究的落脚点是“应用”，这是初入“骨诱导”时，张勃庆就被灌注的理念。

尽管从理论走向实践的过程并不轻松，张勃庆仍旧坚持着科研要解决应用问题的初衷。

“应用研究一定要聚焦市场需求，不能闭门造车，比如我们生物材料领域，一定要紧扣医生和患者的需求。”

2018年，张勃庆开始接触双创项目。

这一年，在川大双创办老师的指导下，张勃庆团队制定下“竞赛磨炼项目”的战略，希望通过竞赛逐步完善团队的商业逻辑，为原本仅有科研成员的团队注入商业的基因。

张勃庆（二排右四）及团队成员参加中国国际大学生

创新创业大赛

但是在创业项目落地的过程中，张勃庆发现目前国内没有类似产品，尤其是作为三类医疗器械的骨移植体，项目面临着极大的监管风险。并且由于项目落地时间较长，投资需要较大，投资回报较低，所以项目并不被投资方看好。

创业做产品的想法在其他同学看来也无疑有点过于天真，身边人都劝张勃庆放弃，着眼于现实，把时间和精力投入在发表文章和毕业上。

面对学业与创业的双重压力，张勃庆并没有被打倒。课题组导师们也完全支持他的想法，并提供了大量的帮助。

张勃庆参与第十一届“挑战杯”大学生创新创业大赛

“科研是枯燥的，只有坚持才能有所收获。”

在他人的应援与自我的坚持中，张勃庆一步一个脚印地攻克着技术难题，与课题组一起解决了磷酸钙陶瓷难以定制化打印的问题，制备了大尺寸、高精度的骨修复支架，进一步拓宽骨诱导材料的应用价值，明显改善了磷酸钙陶瓷的力学性能。

目前，张勃庆所在团队已将骨诱导材料的力学性能提高了5-10倍，并在前沿医学中心成立了一个研发基地，今后的研究会在那里继续推进。基于项目，张勃庆也成功发表了20多篇论文，其中有多篇高被引论文；相关专利十余项，由他执笔撰写的专利有10项。

张勃庆及其团队凭借3D打印骨诱导人工骨的项目一路披荆斩棘，先后荣获四川省“挑战杯”大学生创业计划竞赛金奖、第十一届“挑战杯”大学生创业计划竞赛金奖、全国大学生创新创业年会最佳创业项目、国际“互联网+”大学生创新创业大赛金奖等荣誉。

2019年的创新创业大赛的成功，不仅鼓舞了张勃庆团队的信心，也极大推动了项目的进展和落地。

在比赛过程中，张勃庆接触了很多投资人和业内专家，视野得到了拓展，看待问题也不再仅从学生的角度出发，而是站在市场的角度：“一个成功的项目不仅需要过硬的技术，也需要市场运营。”这是创业过程中张勃庆的真实感悟。

张勃庆在第六届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛争金总决赛颁奖现场

张勃庆团队于2020年成立成都骨芯医疗科技有限公司（简称“骨芯”），注册资本150万元，迈出了“科转创”的第一步。

同年9月与成都百年贝雅公司签订“研发资源共享协议”，为公司全力拓展生产线奠定了基础。10月与成都市温江区政府签订“成都市温江区成都国际医学城入驻意向协议”，11月获深圳前海振信资产管理有限公司“五百万元现金投资意向”，利于加快产品获批上市。

2021年骨芯获得了成都市科技局青年创客创新创业资助20万元。

目前，张勃庆已被川大聘用为博士后，将继续深入研究骨诱导材料及转化应用。

张勃庆在签订入驻成都医学城的会议现场

骨诱导人工骨是新一代生物材料，也是未来的发展趋势，张勃庆认为这在生物材料领域是一次新的机遇。

“在功效上，能够让患者缺损的骨组织重新生长出来，实现永久修复。在经济上，有机会打破跨国企业的垄断。”

张勃庆的导师张兴栋院士曾说过，“传统的生物材料时代正在过去，通过材料诱导有生命的组织或器官再生，已成为生物材料科学与产业发展的方向和前沿，并处于重大突破的边缘。”

身处其中，面临着生物材料领域的巨大挑战，手握着造福无数患者的钥匙，未来，张勃庆会沿着当下的科研道路笃定前行，在不断遇到困难与解决困难的循环往复中，与“骨芯”一同致力于打造新一代人工骨个性化定制解决方案，孕育具有中国乃至世界影响力的精准化骨缺损再生修复的创新科技，做出能帮助更多人的产品。

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大川

采写/顾涵玥 郭秀烨 刘叶

图片/受访者提供

编辑/袁月