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中國醫(yī)生首創(chuàng)醫(yī)械破解世界難題，醫(yī)工融合新范式如何跨越“死亡谷”

日期:2024-09-25

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醫(yī)療科技成果轉(zhuǎn)化真正的“死亡谷”并不在轉(zhuǎn)化，而在創(chuàng)新成果培育，如何提升創(chuàng)新成果質(zhì)量和成熟度是最大的難題。

”

果商削菠蘿，從刀片穿心，旋轉(zhuǎn)而下，果心隨之抽拉而出。這一畫面，讓從醫(yī)20多年的華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院同濟(jì)醫(yī)院心外科主任魏翔萌生了“心肌旋切手術(shù)”的金點(diǎn)子。通過醫(yī)工融合創(chuàng)新轉(zhuǎn)化平臺，這個(gè)創(chuàng)意最終轉(zhuǎn)化成一項(xiàng)創(chuàng)新手術(shù)器械，應(yīng)用于臨床，為解決“不開胸、不停跳”切除肥厚心肌這一世界性難題提供了“金鑰匙”。

魏翔（右一）在開展手術(shù)

近期，國務(wù)院新聞辦公室舉行“推動高質(zhì)量發(fā)展”系列主題新聞發(fā)布會，會上“點(diǎn)名”了12項(xiàng)“科技與狠活”，魏翔教授自主研發(fā)全球首創(chuàng)針對肥厚性梗阻性心肌病的心肌旋切器械和手術(shù)，就是其中之一。目前，已吸引來自全球10余個(gè)國家的心外科領(lǐng)域?qū)＜业皆L同濟(jì)醫(yī)院參觀學(xué)習(xí)心肌旋切技術(shù)。

醫(yī)生作為臨床需求的提出者、醫(yī)療創(chuàng)新的發(fā)明者、技術(shù)發(fā)展的協(xié)助者、臨床實(shí)驗(yàn)的執(zhí)行者和產(chǎn)品上市后的使用者，在醫(yī)學(xué)創(chuàng)新過程中處于核心主體位置。在目前醫(yī)療創(chuàng)新與科技進(jìn)步的大潮中，科技成果轉(zhuǎn)化已成為推動醫(yī)療健康產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵因素之一，而醫(yī)工融合將是醫(yī)療器械創(chuàng)新的必由之路。

“科技成果轉(zhuǎn)化”，是指將科研成果從實(shí)驗(yàn)室推向市場的過程，涉及研發(fā)、驗(yàn)證、產(chǎn)業(yè)化以及市場應(yīng)用等多個(gè)階段，最終實(shí)現(xiàn)科技成果的商業(yè)化。據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)表明，我國的科技成果轉(zhuǎn)化率大約維持在10%，顯著低于發(fā)達(dá)國家平均40%的轉(zhuǎn)化率。因此，如何有效跨越科技成果轉(zhuǎn)化過程中存在的“死亡之谷”，成為了推動科技創(chuàng)新與發(fā)展的重要課題。

“醫(yī)工融合”則是指醫(yī)學(xué)與現(xiàn)代工程技術(shù)的交匯合作，它是推動醫(yī)學(xué)領(lǐng)域創(chuàng)新發(fā)展的關(guān)鍵路徑之一，被公認(rèn)是突破醫(yī)學(xué)“卡脖子”技術(shù)的“關(guān)鍵之鑰”。然而，我國在醫(yī)工融合領(lǐng)域尚處初期，面臨創(chuàng)新力不足、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不完善、供應(yīng)鏈和制造體系不夠成熟等挑戰(zhàn)。隨著創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略的深入實(shí)施，如何有效利用高校和醫(yī)療機(jī)構(gòu)中未被充分挖掘的科技成果，轉(zhuǎn)化為實(shí)際的經(jīng)濟(jì)和社會效益，成為亟待解決的問題。

積極的政策扶持

近年來，中國政府高度重視并采取了一系列政策措施來激發(fā)醫(yī)工轉(zhuǎn)化的潛力。在“十四五”規(guī)劃綱要中，國家將科技創(chuàng)新定位為面向世界科技前沿、經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場、國家重大需求以及人民生命健康。國務(wù)院辦公廳在21年6月發(fā)布了《關(guān)于推動公立醫(yī)院高質(zhì)量發(fā)展的意見》，明確要求公立醫(yī)院要擺脫單純依賴床位和診療規(guī)模擴(kuò)張的傳統(tǒng)模式，轉(zhuǎn)向通過科研成果和技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，這被視為公立醫(yī)院將加強(qiáng)醫(yī)工轉(zhuǎn)化能力的信號。

中國泌尿外科的奠基人吳階平院士曾多次強(qiáng)調(diào)醫(yī)工結(jié)合對中國醫(yī)學(xué)進(jìn)步的重要性。他指出，臨床醫(yī)生應(yīng)理解醫(yī)療器械的設(shè)計(jì)與制造原理，同時(shí)，制造商也必須深入了解臨床的實(shí)際需求。

此外，得益于醫(yī)療器械注冊人制度（簡稱“MAH”）的推行，科研機(jī)構(gòu)、高校和醫(yī)院等主體被允許通過委托的形式研發(fā)產(chǎn)品及進(jìn)行產(chǎn)品上市后生產(chǎn)，促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)鏈分工進(jìn)一步明確；國家和各省市也陸續(xù)出臺一系列政策支持科技成果賦權(quán)改革，為科研機(jī)構(gòu)和科研人員松綁。這些政策激勵了廣大科研人員大膽創(chuàng)新，加速了科技成果轉(zhuǎn)化進(jìn)程。

醫(yī)工融合新范式

一款醫(yī)療器械產(chǎn)品從創(chuàng)意構(gòu)想到產(chǎn)品上市中間需要經(jīng)歷圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、樣機(jī)制造、工藝開發(fā)、中試生產(chǎn)、注冊檢驗(yàn)、動物實(shí)驗(yàn)、臨床試驗(yàn)、注冊證申請等諸多環(huán)節(jié)，研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)較高、流程復(fù)雜、成本居高不下，對于醫(yī)療機(jī)構(gòu)、臨床專家來說，選擇合適的合作對象至關(guān)重要。

基于這一市場需求，2012年，一支具有臨床醫(yī)學(xué)背景的創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)創(chuàng)立了武漢奧綠新生物科技股份有限公司（簡稱：奧綠新）。公司秉持著“將醫(yī)學(xué)與工程技術(shù)結(jié)合，創(chuàng)造醫(yī)療器械，以改善人類生命質(zhì)量”的愿景，一方面與臨床專家緊密合作，挖掘前沿的治療技術(shù)；另一方面，組建了300余人的跨學(xué)科研發(fā)技術(shù)團(tuán)隊(duì)，由此，建設(shè)了全國領(lǐng)先的醫(yī)工融合創(chuàng)新轉(zhuǎn)化平臺，囊括概念驗(yàn)證、中試熟化及共享智造等多個(gè)核心業(yè)務(wù)模塊，可為臨床專家提供一站式創(chuàng)新轉(zhuǎn)化服務(wù)，打造了醫(yī)工融合新范式。截至目前，奧綠新已與100多家頂尖醫(yī)院建立了合作關(guān)系，擁有近400款創(chuàng)新醫(yī)療器械的創(chuàng)新轉(zhuǎn)化經(jīng)驗(yàn)。

概念驗(yàn)證

概念驗(yàn)證旨在將臨床需求轉(zhuǎn)化為具體的設(shè)計(jì)方案并進(jìn)行初步驗(yàn)證。近年來，多地興起探索創(chuàng)建概念驗(yàn)證中心的熱潮，旨在扶科技成果“上馬”，助其闖關(guān)“最初一公里”。奧綠新概念驗(yàn)證中心與醫(yī)療機(jī)構(gòu)及臨床醫(yī)生建立了常態(tài)化的溝通機(jī)制，由醫(yī)工結(jié)合工程師團(tuán)隊(duì)與臨床專家合作，深入分析臨床需求，明確問題并探索技術(shù)解決方案。通過DFX設(shè)計(jì)理念與跨學(xué)科研發(fā)模式，可將臨床創(chuàng)意轉(zhuǎn)化為符合功能需求的設(shè)計(jì)方案，同時(shí)考慮制造、裝配、法規(guī)注冊及成本控制。概念驗(yàn)證中心還配備了先進(jìn)的打樣車間和DIY車間，通過高精度多軸加工中心、車銑復(fù)合中心、電化學(xué)加工設(shè)備以及高精度3D打印快速成型設(shè)備，能夠快速制造原型樣機(jī)，加速驗(yàn)證過程。

圖：奧綠新大動物實(shí)驗(yàn)中心

按照ISO/IEC17025和FDA標(biāo)準(zhǔn)設(shè)立的2800平方米動物實(shí)驗(yàn)中心，包含微創(chuàng)外科手術(shù)室、介入導(dǎo)管室、手術(shù)培訓(xùn)室等區(qū)域，配置了DSA、OCT、四維心臟超聲、體外循環(huán)等先進(jìn)手術(shù)設(shè)備，支持大動物手術(shù)驗(yàn)證，幫助評估醫(yī)療器械的安全性和有效性。

在專利規(guī)劃上，中心擁有一支專業(yè)的專利工程師和技術(shù)經(jīng)理人團(tuán)隊(duì)，完成概念驗(yàn)證后即啟動專利申請流程，截至2024年8月，已協(xié)助客戶申請或共同申請超過200項(xiàng)專利，有效推動新知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)生。

中試熟化

圖：奧綠新中試熟化中心

除“概念驗(yàn)證”外，“中試”在醫(yī)療器械的研發(fā)、生產(chǎn)和上市過程中也起著至關(guān)重要的作用。國家藥監(jiān)局（NMPA）要求注冊檢驗(yàn)、注冊用動物實(shí)驗(yàn)、臨床試驗(yàn)所用的產(chǎn)品必須是在GMP車間合規(guī)、工藝穩(wěn)定生產(chǎn)的成品，不得使用研發(fā)階段的樣品。因此，創(chuàng)新產(chǎn)品需要在中試階段進(jìn)行多批次的爬坡生產(chǎn)，確保工藝的穩(wěn)定性及產(chǎn)品質(zhì)量的一致性，這是產(chǎn)品推向臨床進(jìn)而獲取注冊證的前提條件。

奧綠新的中試熟化中心具備機(jī)械微加工、注塑成型、精密沖壓成型、飛秒激光切割、激光焊接、管材成型、球囊成型、血管編織等50余種工藝能力，以及300余臺加工設(shè)備，可快速完成中試熟化過程，將樣品轉(zhuǎn)化為工藝穩(wěn)定的產(chǎn)品。此外，中試熟化中心配備一支經(jīng)驗(yàn)豐富的質(zhì)量法規(guī)團(tuán)隊(duì)，能夠在醫(yī)療器械相關(guān)質(zhì)量管理規(guī)范下生成定制化質(zhì)量體系，快速將產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為獲取MAH注冊證的商品。

量產(chǎn)制造

圖：奧綠新量產(chǎn)智造中心

產(chǎn)品注冊證獲取后，如何實(shí)現(xiàn)合規(guī)、高質(zhì)量、低成本的量產(chǎn)又是一重障礙。GMP廠房建設(shè)投資和運(yùn)營投資大、要求高，供應(yīng)鏈體系不易打通、成本難以降低，醫(yī)療器械生產(chǎn)管理、質(zhì)量管理專業(yè)度高等等，都是制約科技成果產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化的重要因素。

為此，奧綠新建立了量產(chǎn)智造中心，作為醫(yī)療器械注冊證持有人的GMP共享生產(chǎn)平臺，為創(chuàng)新醫(yī)療器械提供量產(chǎn)代工服務(wù)，擁有萬級潔凈裝配車間、層流組裝車間以及百級生物檢測與監(jiān)測車間，總面積約20,000m2，年產(chǎn)血管內(nèi)介入輸送導(dǎo)管250萬根、微創(chuàng)手術(shù)操作類器械50萬套、血管介入導(dǎo)絲50萬根、球囊導(dǎo)管50萬根。生產(chǎn)管理團(tuán)隊(duì)熟悉國際ISO13485質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)和NMPA質(zhì)量管理規(guī)范，在生產(chǎn)計(jì)劃管理、采購供應(yīng)鏈控制、物料管理、設(shè)備管理、質(zhì)量控制、生產(chǎn)過程控制等方面具有豐富經(jīng)驗(yàn)。通過共享智造中心，模具、產(chǎn)線裝備、GMP 車間以及人工等費(fèi)用均被共享分?jǐn)?，可以為?chuàng)新企業(yè)規(guī)模化量產(chǎn)保障品質(zhì)、縮短周期、降低成本。

臨床醫(yī)生是醫(yī)療器械創(chuàng)新的源泉，中國擁有全世界數(shù)量最多、醫(yī)療經(jīng)驗(yàn)最豐富的醫(yī)療專家群體，要善于從臨床需求中挖掘痛點(diǎn)，盡早通過醫(yī)工融合將創(chuàng)意構(gòu)想具象化，形成更多優(yōu)質(zhì)的創(chuàng)新成果雛形，并充分利用好研發(fā)、生產(chǎn)外包資源，提升創(chuàng)新成果成熟度，從而提升轉(zhuǎn)化成功率，最終將創(chuàng)新推向市場應(yīng)用，形成有效循環(huán)。

▲文章來源：醫(yī)療器械創(chuàng)新網(wǎng)

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