口腔醫(yī)護是人們生活素質(zhì)的重要指標。隨著人們生活水平的不斷提高，牙科種植體已成為年產(chǎn)值過千億元的產(chǎn)業(yè)。但就在這樣一個潛力巨大的產(chǎn)業(yè)中，目前國內(nèi)市面上所采用的牙科種植體基本為國外進口。

    為填補國內(nèi)這一空白，中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院(以下簡稱“深圳先進院”)南沙所與中山大學(xué)附屬口腔醫(yī)院、廣州市英泊朗生物科技有限公司聯(lián)合開發(fā)一系列新型牙科種植體。“牙科種植體核心技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化”項目不久前獲得了深圳創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽一等獎。此外，該項目還在去年獲得創(chuàng)業(yè)中國全國總決賽一等獎（生物、醫(yī)藥組第一名）以及春暉杯中國留學(xué)人員創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽優(yōu)勝獎等獎項。

    據(jù)了解，這種新型牙科種植體是一種具有極高商業(yè)價值而且能夠填補國內(nèi)牙科種植體系統(tǒng)空白的產(chǎn)品，也代表了國內(nèi)高端、精密制造的先進水平。產(chǎn)品的各項指標優(yōu)于市場同類產(chǎn)品，不僅可以大幅度增加種植體初期穩(wěn)定性，而且能有效地避免連接處的微動和細菌微滲漏、控制牙槽骨和牙周組織的破壞。同時，改進和完善現(xiàn)有種植體的結(jié)構(gòu)設(shè)計和表面處理工藝，兼顧了底層技術(shù)、中間環(huán)節(jié)及總體效果。

    國內(nèi)產(chǎn)品“缺席”牙科種植體市場

    牙科種植體是用鈦釘代替牙根，通過外科手術(shù)的方式，植入人體缺牙部位上下頜骨內(nèi)的人工牙根，幫助人們更好地實現(xiàn)牙齒的咀嚼功能。

    牙科種植體市場巨大。一項統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2010年全球牙科種植過千萬次。2013年國內(nèi)手術(shù)次數(shù)約50萬人次，種植體以及相關(guān)產(chǎn)品年產(chǎn)值高達數(shù)百億元；預(yù)計未來兩三年國內(nèi)手術(shù)次數(shù)將超過百萬人次，產(chǎn)值近千億元。

    “目前國內(nèi)在這一塊還處于空白，市面上幾乎見不到國產(chǎn)的產(chǎn)品。”中山大學(xué)附屬口腔醫(yī)院博士陳建宇告訴記者，雖然目前臨床上使用的國外牙科種植體質(zhì)量效果都不錯，不存在什么特別大的問題，不同品牌在表面親水性、骨結(jié)合性以及結(jié)構(gòu)設(shè)計上都有各自的特點，但還欠缺針對病人實際情況制作的個性化種植體，而在某些特殊的病例上，個性化種植體有極高的應(yīng)用價值。

    “牙科種植體核心技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化”項目負責(zé)人、深圳先進院南沙所精密工程研究中心主任陳賢帥介紹說：“加工、表面處理是整個行業(yè)面臨的難題，牙科種植體是三級醫(yī)療器械，工藝達不到的話，植入頜骨可能會帶來不良的后果。而且每個人的每顆牙都不一樣，牙根也都不一樣，而市面上的牙科種植體主要是通用螺紋型產(chǎn)品，欠缺針對病例個體的個性化產(chǎn)品。”

    該項目可以說是應(yīng)市場需求而生。早先，陳賢帥主要從事工業(yè)界的精密設(shè)計與制造，2010年，通過與醫(yī)學(xué)界專家的接觸，他發(fā)現(xiàn)醫(yī)療器械這個行業(yè)其實更加需要精密設(shè)計與制造，“他們建議我關(guān)注牙科領(lǐng)域，看看是否可以嘗試設(shè)計、制造咱們國家自己的牙科種植體。”

    2010年2月，深圳先進院與香港大學(xué)牙醫(yī)學(xué)院開始啟動此項目。2011年12月20日，在南沙區(qū)科技創(chuàng)新成果推介會上，深圳先進院廣州所、中山大學(xué)附屬口腔醫(yī)院、廣州市英泊朗生物科技有限公司三方共同簽署了“中科英泊朗牙科種植體系統(tǒng)研發(fā)平臺”協(xié)議，投資額度300萬元。2013年5月，項目籌建孵化了中科健齒生物科技有限公司。

    以自主研發(fā)填補國內(nèi)空白

    依托四個實驗室——研發(fā)實驗室、表面處理實驗室、3D打印實驗室、機械加工實驗室。研發(fā)平臺引進了中國第一臺能做純鈦打印的3D打印機以及各類國際尖端制造設(shè)備。除了引進設(shè)備，項目團隊還在自主研發(fā)關(guān)鍵設(shè)備等各方面的大量投入，這些自主研發(fā)的設(shè)備成為項目產(chǎn)品的關(guān)鍵。

    通過幾年的努力，目前深圳先進院南沙分所的“牙科種植體核心技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化”項目擁有專利48個。項目成果包括十種通用型產(chǎn)品及3D打印個性化產(chǎn)品，其中，通用型產(chǎn)品更加適合亞洲人頜骨尺寸，打破了目前牙科種植體市場的國外壟斷，而將影像技術(shù)和3D打印技術(shù)相結(jié)合的個性化定制產(chǎn)品則為世界首創(chuàng)。

    “牙科種植體上世紀90年代以后才開始廣泛使用，存在的主要問題之一是連接螺釘?shù)乃蓜雍驼蹟啵B接螺釘把種植體的基臺和子體連在一起。之所以會折斷，是由于種植體在咬合力的反復(fù)作用下，連接螺釘松動，與基臺、子體不在一條軸線上。”陳賢帥介紹，10種通用型產(chǎn)品中的緊固連接螺釘設(shè)計解決了這個問題，將有助于延長種植體的使用壽命。

    而將影像技術(shù)和3D打印技術(shù)相結(jié)合的個性化產(chǎn)品則創(chuàng)新性地使用了膨脹固位設(shè)計。傳統(tǒng)的牙科種植體是采用螺釘固位，而這種3D打印牙科種植體，采用膨脹固位，種植體植入牙床后，會像膨脹螺釘打進墻里一樣，自己膨脹開頂住旁邊的骨頭，達到固位效果。

    此外，項目中的種植體產(chǎn)品在表面處理技術(shù)上實現(xiàn)突破，通過細胞學(xué)實驗和動物實驗，驗證了產(chǎn)品在生物體內(nèi)的安全性以及優(yōu)越的骨結(jié)合性。

    親水性是評價種植體產(chǎn)品優(yōu)越性的一個重要指標，對于醫(yī)學(xué)來說，親水性在種植體植入骨頭初期利于成骨細胞的早期附著。與市面上現(xiàn)有產(chǎn)品相比，此項目中的產(chǎn)品親水性大大提高，而親水性與表面形貌有關(guān)系。項目中的產(chǎn)品接觸角基本接近零度，而目前市面上的多數(shù)產(chǎn)品，接觸角大概在50度到60度間，角度越小，親水性越強。

    據(jù)了解，表面處理這項關(guān)鍵技術(shù)跟人員、工藝、設(shè)備都有關(guān)。項目團隊通過自主研發(fā)設(shè)備，在這一關(guān)鍵技術(shù)上取得了多項專利，從而也取得了在賦予種植體材料表面特性方面的優(yōu)勢。

    學(xué)科交叉解決醫(yī)療器械臨床難題

    “工科可以有很多想法做醫(yī)療器械，但有可能做出來的東西會損害人體組織，或者醫(yī)生操作起來不習(xí)慣，而醫(yī)生有豐富臨床經(jīng)驗，知道怎樣的醫(yī)療器械最適合人體，但可能有些需求不知道怎么實現(xiàn)。這就需要學(xué)科的交叉融合。”陳賢帥介紹，即使在工科體系內(nèi)，也需要結(jié)構(gòu)設(shè)計、表面處理、3D打印等交叉學(xué)科的結(jié)合，缺少哪一部分都不行。

    項目團隊首席科學(xué)家、香港中文大學(xué)精密工程研究所所長杜如虛認為，這個項目最大的特點正是在于生物醫(yī)學(xué)、材料、精密機械、表面技術(shù)等學(xué)科的交叉融合。“目前項目團隊中有博士11人，碩士13人，其中既有牙醫(yī)，也有材料工程師，還有學(xué)化學(xué)的、學(xué)生物的、機械工程的，不同學(xué)科的人才聚在一起共同研發(fā)。”

    而這樣的學(xué)科交叉也為項目的開展帶來不少“火花”，多學(xué)科的交叉研發(fā)，也有助于避免嚴重的醫(yī)療事故。“比如膨脹固位設(shè)計，膨脹會把牙頂開，醫(yī)生會從他的角度提出問題——口腔里都有細菌，能膨脹肯定內(nèi)部是穿透的，細菌可能會隨著進入牙槽骨內(nèi)部，引起種植體周圍的感染。因此我們就針對這個問題進行了防范設(shè)計，實現(xiàn)了在膨脹固位的同時對口腔里有害細菌的隔離。”

    “所有人都在研究種植體的表面處理，這一塊是跟骨頭相結(jié)合的部分，但很少研究跟牙齦結(jié)合的基臺部分。因為進行牙科種植后，細菌在種植體頸部的堆積容易產(chǎn)生牙周炎。”從這個臨床問題出發(fā)，項目團隊對種植體進行了基臺防菌設(shè)計，以期降低了種植后牙周炎的發(fā)生概率。

    將試水區(qū)域定制商業(yè)模式

    陳賢帥透露，項目中的多款產(chǎn)品將于明年上市。“目前瑞典、瑞士世界頂尖品牌產(chǎn)品售價在4000元到5000元，而項目中的通用型產(chǎn)品售價為一套2500元，具有價格優(yōu)勢，而3D打印的個性化定制產(chǎn)品則針對特殊的市場需求，定價與國外一流品牌持平。”據(jù)悉，多家醫(yī)院將進行產(chǎn)品在臨床上的試用和推廣。如果產(chǎn)業(yè)化進展順利，5年后銷售收入預(yù)計接近2億元。

    目前，項目團隊已經(jīng)形成了試水產(chǎn)業(yè)化的思路——先拿CE和FDA認證，向東南亞、香港、中東地區(qū)進行推廣；以深圳、廣州、上海為中心，輻射華南、華東地區(qū)乃至全國；走“前期推廣、客戶認可、產(chǎn)品銷售、后期服務(wù)（信息反饋）”的營銷路線。此外，還將嘗試即刻種植個性化種植體的獨特經(jīng)營模式。

    “個性化種植體區(qū)別于傳統(tǒng)種植體，按照傳統(tǒng)流程，病人完成種植最快需要四五個月，為了盡量減少病人就診時間，我們將在個性化牙種植方面采用區(qū)域性定制服務(wù)加盟商的商業(yè)模式。”陳賢帥介紹，這種商業(yè)模式將提高牙科種植效率。“醫(yī)院傳送病例CT數(shù)據(jù)，由總公司技術(shù)中心負責(zé)設(shè)計，設(shè)計完成后發(fā)給企業(yè)，企業(yè)制造完以后再將產(chǎn)品發(fā)回給醫(yī)院。”

    據(jù)了解，項目團隊下一步將完成公司注冊，申請通用型種植體生產(chǎn)許可證和藥監(jiān)局批號，并推向市場，擴大通用型種植體的生產(chǎn)和銷售、參與個性化種植體行業(yè)標準的制定，完成個性化種植體的設(shè)計和生產(chǎn)，通過創(chuàng)新商業(yè)模式，獲取更廣泛的市場份額。其最終目標是成為專業(yè)研發(fā)和制造牙科種植系統(tǒng)產(chǎn)品的高新技術(shù)企業(yè)，打造民族品牌。

    杜如虛認為，在試水產(chǎn)業(yè)化的過程中，項目團隊有幾個需要重點突破的問題。“首先是質(zhì)量控制，質(zhì)量就是生命。目前我們已經(jīng)建立和完善質(zhì)量管理體系，希望能做到零訴訟。其次是融資問題，這將關(guān)系到我們是否能進一步提高生產(chǎn)能力，滿足市場需求。此外，與全球?qū)I(yè)名牌競爭，我們還需要建立一支專業(yè)的市場人才隊伍。”

    “牙科種植體市場潛力巨大，我們看得見，別人也看得見。整個中國已經(jīng)有十幾家企業(yè)開始進行這個領(lǐng)域的探索，我們在跟時間賽跑。如何繼續(xù)保持優(yōu)勢是下一步我們需要考慮的。”陳賢帥說。