隨著社會(huì)工業(yè)化的發(fā)展以及人口老齡化的加劇，病損組織的治療與康復(fù)已成為公眾健康的重要需求，特別是在骨、軟骨、口腔、心血管等領(lǐng)域尤其突出。目前，臨床應(yīng)用的高端植介入醫(yī)療器械主要由醫(yī)用陶瓷、醫(yī)用金屬、醫(yī)用高分子材料以及各種復(fù)合材料等構(gòu)成。由于材料與人體之間的相互作用會(huì)產(chǎn)生各種復(fù)雜的生物、物理、化學(xué)反應(yīng)，且人體對(duì)這些反應(yīng)的耐受程度不同，植入材料必須具有良好的生物相容性，即材料在被植入人體內(nèi)后不會(huì)對(duì)人體組織造成不相容反應(yīng)，這也是其在臨床中發(fā)揮功效的重要前提。

　　基于中國(guó)工程院院士王迎軍創(chuàng)新提出的生物適配理念，華南理工大學(xué)創(chuàng)新生物材料醫(yī)療器械研究與評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì)（以下簡(jiǎn)稱研究團(tuán)隊(duì)）研究出與人體骨組織成分和結(jié)構(gòu)相近的骨再生修復(fù)材料，實(shí)現(xiàn)了對(duì)復(fù)雜骨缺損的精準(zhǔn)適配修復(fù)，將骨科臨床治療技術(shù)提升至新的水平。當(dāng)前，骨再生修復(fù)材料質(zhì)量控制是醫(yī)療器械新材料監(jiān)管科學(xué)研究的重點(diǎn)領(lǐng)域之一。隨著相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和方法的不斷完善，骨再生修復(fù)材料及相關(guān)創(chuàng)新醫(yī)療器械將更好滿足臨床和患者的需求。

　　創(chuàng)新提出生物適配理論

　　大量臨床數(shù)據(jù)及實(shí)際案例表明，傳統(tǒng)的生物相容性材料大多被機(jī)體視為異物，其理化性質(zhì)等與生物組織存在較大差異，導(dǎo)致材料使用期短、臨床療效不理想，無法滿足臨床日益提升的治療質(zhì)量需求。

　　針對(duì)上述問題，王迎軍院士在國(guó)際上首次提出了生物適配的理念，即當(dāng)材料被植入體內(nèi)后，在滿足生物安全性和生物相容性的基礎(chǔ)上，主動(dòng)適應(yīng)和作用人體不同組織、不同器官、不同部位的生理環(huán)境（包括組織學(xué)、力學(xué)、化學(xué)等環(huán)境），促進(jìn)病損組織與器官有效修復(fù)，或恢復(fù)、重建其生理功能。

　　圍繞這一創(chuàng)新理念，研究團(tuán)隊(duì)從組織適配、降解適配和力學(xué)適配等方面對(duì)臨床迫切需求的生物醫(yī)用材料共性科學(xué)問題進(jìn)行了系統(tǒng)研究，包括修復(fù)過程中材料與組織相互作用規(guī)律、材料的化學(xué)與生物學(xué)降解途徑和機(jī)理、材料在使用期間的力學(xué)性能與組織修復(fù)過程中生物力學(xué)變化規(guī)律等。同時(shí)，在這些研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步發(fā)展了包含時(shí)序和空間等調(diào)控機(jī)制的精準(zhǔn)生物適配理論，建立了新一代生物醫(yī)用材料及其功能化設(shè)計(jì)與制造的理論基礎(chǔ)和創(chuàng)新技術(shù)體系。

　　生物適配是在生物安全性和生物相容性的基礎(chǔ)上，對(duì)生物材料更高層次的要求，對(duì)于解決臨床上量大面廣的生物醫(yī)用材料的共性科學(xué)問題具有重要意義。基于生物適配理論設(shè)計(jì)的生物材料在組織修復(fù)過程中能夠主動(dòng)適配和營(yíng)造生物微環(huán)境，并實(shí)現(xiàn)材料與生命體的整合。該項(xiàng)研究對(duì)于生物材料的創(chuàng)新發(fā)展、監(jiān)管科學(xué)研究以及相關(guān)產(chǎn)品全生命周期風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控都具有重要意義。當(dāng)然，生物適配理論發(fā)展與生物材料、現(xiàn)代醫(yī)學(xué)、監(jiān)管科學(xué)等領(lǐng)域的發(fā)展相輔相成，還有待各領(lǐng)域?qū)＜覐牟煌嵌冗M(jìn)一步深入研究、充實(shí)和完善。

　　實(shí)現(xiàn)骨缺損精準(zhǔn)適配修復(fù)

　　骨再生修復(fù)材料是一類采用新型材料與新型成型制造技術(shù)生產(chǎn)的生物活性材料，是在生物適配理論指導(dǎo)下誕生的代表性成果之一。該材料與人體骨組織成分和結(jié)構(gòu)相近，能與機(jī)體組織在界面上實(shí)現(xiàn)化學(xué)鍵性結(jié)合，配合應(yīng)用增材制造（3D打印）技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)植入體外形、尺寸以及內(nèi)部非均質(zhì)三維微細(xì)結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)制造與控制，有助于對(duì)復(fù)雜骨缺損的精準(zhǔn)適配修復(fù)。

　　骨再生修復(fù)材料在被植入體內(nèi)一定時(shí)間后，人體骨組織可生長(zhǎng)入材料的多孔結(jié)構(gòu)內(nèi)部，并與其形成骨性結(jié)合（骨整合）及血管化、神經(jīng)化結(jié)構(gòu)等。伴隨著植入材料的逐漸降解以及新骨骨量的不斷增加，骨組織將得到較好的再生修復(fù)。與現(xiàn)有金屬植入物相比，骨再生修復(fù)材料將骨科臨床治療技術(shù)提升至新的水平。

　　質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)亟待完善

　　新型生物材料器械產(chǎn)品、技術(shù)的不斷涌現(xiàn)和發(fā)展，對(duì)于提高我國(guó)醫(yī)療水平、增進(jìn)公眾健康、改善患者生活質(zhì)量具有重要意義。隨著醫(yī)療器械行業(yè)的不斷發(fā)展，醫(yī)療器械監(jiān)管科學(xué)的地位和作用日益突出，成為行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的重要保障。醫(yī)療器械新材料監(jiān)管科學(xué)是國(guó)家藥監(jiān)局于2019年啟動(dòng)實(shí)施中國(guó)藥品監(jiān)管科學(xué)行動(dòng)計(jì)劃的首批重點(diǎn)項(xiàng)目之一。目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于骨再生修復(fù)材料的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范文件等正在不斷完善，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)產(chǎn)品的全生命周期質(zhì)量控制，特別是針對(duì)個(gè)性化定制式產(chǎn)品的質(zhì)量控制是監(jiān)管科學(xué)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。以增材制造磷酸鈣生物陶瓷骨科植入物為例，其具備獨(dú)特的個(gè)性化實(shí)現(xiàn)和精密微觀結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)其產(chǎn)品質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)控制還有待增強(qiáng)，如原材料質(zhì)量控制缺乏明確的技術(shù)要求，關(guān)鍵生產(chǎn)工藝驗(yàn)證尚無成熟的方法指導(dǎo)，成品性能檢測(cè)缺少普遍認(rèn)可的方法等。

　　從醫(yī)療器械監(jiān)管科學(xué)內(nèi)涵出發(fā)，骨再生修復(fù)創(chuàng)新醫(yī)療器械的發(fā)展需要風(fēng)險(xiǎn)分析技術(shù)、質(zhì)量控制技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化工作等多方面指導(dǎo)，其監(jiān)管關(guān)鍵環(huán)節(jié)主要包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、原材料質(zhì)量控制、醫(yī)工交互、數(shù)據(jù)建模、設(shè)備參數(shù)控制、打印后處理、成品質(zhì)量控制、臨床使用、上市后隨訪、取出物分析等。其中，原材料質(zhì)量控制是保障打印產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)，不同的增材制造方式對(duì)原材料的性能要求也不同。例如，擠出沉積技術(shù)和光固化3D打印技術(shù)需要制作打印膏體或漿體，要求原材料的形貌為球形或類球形，最優(yōu)尺寸范圍通常在100nm~1μm；三維印刷/粉末粘結(jié)快速成型工藝則采用粉末鋪粉來進(jìn)行布料，要求粉體尺寸范圍在10μm~100μm。

　　同時(shí)，打印工藝的穩(wěn)定性決定了產(chǎn)品批次間差異是否在可接受范圍內(nèi)，打印設(shè)備的打印參數(shù)要有嚴(yán)格的驗(yàn)證程序，確保打印工藝的可實(shí)現(xiàn)性和穩(wěn)定性。因此有必要針對(duì)不同增材制造成型工藝建立專屬的通用要求和專用要求、設(shè)備穩(wěn)定性驗(yàn)證方法、設(shè)備改裝控制方法等。對(duì)于涉及大段骨再生修復(fù)的產(chǎn)品，還應(yīng)關(guān)注其個(gè)性化設(shè)計(jì)、制造醫(yī)療器械創(chuàng)新網(wǎng)的質(zhì)量控制。

　　此外，還應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注骨再生修復(fù)材料在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)階段材料的骨再生效果，包括植入后降解性能、骨形成情況、血管化乃至神經(jīng)再生情況等，以充分保障產(chǎn)品的安全性和有效性。

　　整體而言，骨再生精準(zhǔn)修復(fù)材料作為生物材料發(fā)展的創(chuàng)新成果，已被證實(shí)具有極高的臨床應(yīng)用價(jià)值。伴隨醫(yī)療器械監(jiān)管科學(xué)在該領(lǐng)域的不斷實(shí)踐與積累，相信在不久的將來，骨再生修復(fù)材料創(chuàng)新產(chǎn)品將廣泛應(yīng)用于臨床，大幅提升患者的生活質(zhì)量。