戴尅戎:医工携手,将临床需求上升为科学

2010-7-13 09:32 来源: 科学时报
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  5年前,上海交通大学与原上海第二医科大学合并。强强联合,不但使这所百年工科老校的学科建设实现了跨越式发展,同时也使医学这一涉及众多领域的学科,通过学科融合和学科交叉,在一个更广阔的平台上实现产学研有机结合,更好地服务于实践,更好地维护与促进人类健康。

  “医工结合合作前景广阔,涉及学科众多。5年来,医工携手共同维护人类健康的共识得到更广泛的认可。”上海交通大学医学院附属第九人民医院教授、中国工程院院士戴尅戎欣然给出了这样的评价。

  他认为,“工”不仅仅指工程技术,还包括理学、环境科学以及材料科学等;“医”也不仅仅指临床的内外科,还涵盖了基础医学、预防医学、康复医学等多方面。因而医工结合可以有多种组合,主题无穷、机会无限、相互依存。

  戴尅戎与上海交通大学机械学院教授王成焘经过20多年的合作,在人工关节研究领域取得了重大进展,早在2004年就获得了国家科技进步奖二等奖。戴尅戎也因在人工关节、形状记忆合金的医学应用、骨科生物力学、髋部损伤、骨质疏松症等众多领域通过多学科交叉获得的成就,先后获国家级、市级等28项奖励,获得申请及授权专利11项。

  戴尅戎认为,肌肉—骨骼系统的伤病不仅需要恢复结构形态,还需要重建其功能。关节的运动是三维空间的运动,既要稳定、兼顾其活动度,同时还要防止其过度活动。这涉及伤情评估、动与稳的平衡、人工关节等植入物的材料选择以及手术技术改进等大量可进一步研究的问题和挑战,且需通过医工结合,才有可能取得实质性进展。

  “医工结合的第一步是选准切入点,即选择课题研究的方向。而选择的标准是应用价值——医学实践中的需要;第二步是需考虑在现有条件下的可行性。”戴尅戎认为,目前医学科学的目标已从“治病救人”转变为“维护与促进人类健康”。这一转变使得医工结合的视野大大扩展,从病人、疾病扩大到健康的群体。从防治疾病、维护健康中存在的问题出发,确定科学研究方向,制定研究计划,这也被称为“需求驱动型”研究。而将临床需求上升为科学问题,就要求医工两个团队加强合作,进行深入探索与研究。然而,“隔行如隔山”,这更需要医工两个团队长期合作、不断磨合。

  关于团队的组建和合作者的选择,戴尅戎幽默地将其比喻为“谈恋爱”,只有两相情愿,相互信任理解,长期磨合,才能组建“家庭”。为此,科研工作者需具备选择合适合作者的敏感性和判断力。他认为,两校的合并为医工结合创造了更优越的条件,从一位工科专家与一位医学专家的结合,发展到一个平台与另一个平台的对接,为科研和临床工作者提供了更广泛的选择范围,使合作更多元化、更深入、更持久。

  戴尅戎以定制型人工关节的发展为例,生动地阐明了医工结合在发展医学科学中的重要作用。通过与王成焘的亲密合作,他们将计算机技术引入为特殊病人定制专用人工关节的研发工作中,于上世纪末实现了在临床疑难病人中使用计算机辅助与加工的定制型人工关节。随后将这一技术从髋关节开始,延伸到膝、肩、踝、肘、腕、骨盆等全身各个部位,满足了越来越广泛的临床需求。然而,这一技术始终没有摆脱逐个病人定制所造成的时间长、成本难以降低、质量难以保证等问题。两校合并后建立了教育部数字医学工程研究中心,进一步引入了个体化产品批量化生产的理念。在团队和工厂的共同努力下,增加能适用于各部位人工关节的通用部件和预制件,积累各种临床病例的设计资料与经验,从而加速了为每个病人的假体进行个体化设计、加工和组装的进程。不仅缩短了时间,而且保证了质量,使每个人工关节既达到满足病人个体需要的目的,又减少了临时加工赶制的定制部件。

  戴尅戎说,目前我们用个体化取代了定制型,部分实现了个体化假体批量化快速生产的理念。

  医工结合推进了产业化,使十余年来医学发展更加迅速,诊断技术和治疗水平日新月异。戴尅戎不无感慨地说,回顾这十几年医疗设备与技术的重大革命,都与工程学新理念新技术融入医学领域息息相关。如果没有工程技术的支持,就不可能有今天的CT(X射线断层成像)、MRI(磁共振)、微创手术、内窥镜、远程会诊、导航与虚拟技术的医学应用等。许多不可思议的进展均得益于医工结合。

  在戴尅戎看来,今后医工结合的方向还将朝着“转化医学”的理念迈进。典型的“转化医学”的含义是将基础研究成果迅速有效地转化为预防和医疗手段,通常被称为“从实验台到病床旁”,即“B to B”(“from Bench to Bedside”)。而他更强调这一过程的循环,即运用于临床后,再从中发现和提出问题,进行基础研究,取得成果后再用于临床。为此,转化医学研究必须打破以往研究课题组单一学科或有限合作的模式,强调按需要由多学科组成课题攻关小组或综合平台,发挥各自优势,通力合作,以提高医疗总体水平。

  除此之外,戴尅戎也谈到“M to M”,即“Microscope to Market place”(“从显微镜到市场”),他认为医工结合的研究成果,只有最终形成产业化,才能进入临床,真正运用于病人、促进健康。