【三创湖南】华锐科技王国华:以科技之光塑造中国医疗植入物的“新骨骼”

    2025-04-12 15:33:00

在医疗科技日新月异的今天,每一次技术突破都可能引发行业内的重大变革,为众多患者带来福音。湖南华锐科技集团股份有限公司(以下简称“华锐科技”)副总经理王国华,便是这样一位在医用金属新材料研发与应用领域默默耕耘、不断开拓的科技先锋。他带领团队将钽金属的“工业基因”改写为“生命代码”,打破国外在钽金属医疗植入物领域的长期垄断,填补增材制造钽金属领域的国内空白,更让中国在增材制造多孔钽金属高端医疗植入物领域实现从跟跑到领跑的跨越。

破局之志:从工业钽”到“生命钽”

毕业之初,走出象牙塔的王国华怀揣着对金属材料的无限热忱与憧憬,踏入了这个既古老又充满创新的行业。然而,当他真正站在生产线旁,面对一台台轰鸣的机器和形形色色的金属材料时,才深刻体会到在校所学理论知识与实践之间的巨大鸿沟,实际工作中的复杂性与挑战性远超他的想象。

职业生涯早期,王国华主要从事钽金属材料基础应用开发工作。一次偶然的机会,有心人王国华发现了一个“秘密”:钽,这种被誉为“亲生物”的神奇金属,在医学上有着其他金属无法匹敌的优势,是医学界公认的已知金属中最好的硬组织植入材料。其他金属作为医疗器械植入物植入人体,时间久了可能会产生有害元素,但钽没有任何副作用和排斥反应。

早在上世纪90年代国外就已经将钽用作医疗器械植入物,但国内,钽粉主要用于工业领域钽金属材料的制备应用技术还相落后,尤其是医用钽金属植入物方面国内还是一片空白。目睹了国内医院不得不高价购买国外钽金属植入物的现状后,王国华心中燃起熊熊斗志——他要打破这种技术垄断,让中国人也能用上自主研发的钽金属医疗器械。

了实现这个目标,王国华不断地学习、钻研。他不仅深入研究钽金属的物理化学特性,还广泛涉猎3D打印、增材制造等前沿技术。深知,在国外技术垄断的背景下,唯有创新思维另辟蹊径才能绕开国外的专利壁垒,而3D打印技术就是王国华找到的“蹊径”

攻坚之路:以3D打印重塑医疗植入物新范式

然而,将3D打印技术应用于医用钽金属植入物的研发并非易事。钽金属比重大、熔点高,对打印设备和工艺要求极为严苛。为了攻克这一难关,王国华跑遍全国多家科研院所和3D打印企业,多方寻求合作与技术支持,最终与华曙高科携手,绕开国外传统技术工艺,采用增材制造技术,成功发出能够打印高熔点金属的3D打印设备

有了先进的设备,王国华和他的团队开启了技术拓荒的试制过程。彼时全球范围内尚无成熟的激光增材制造高熔点金属工艺体系,3D打印钽金属不仅是设备革新,更是工艺重构,王国华只能从零开始摸索:学操作3D打印设备、摸索工艺窗口、观摩临床手术、学习专业全面的医学知识,甚至研读骨科植入物的失效案例——直到把材料学、增材制造技术与临床医学知识熔铸成一套跨学科的研发逻辑。

3D打印成型的材料需要用到球形粉末,但当时国内只有工业级的非球形钽金属粉末。王国华便带领研发团队迎难而上,一鼓作气研发适用于3D打印的多面体医用级钽粉,实现了医用3D打印钽粉的“低成本、大批量”制备,相关工艺技术也获得了国家发明专利。

一次次调整工艺参数,一次次试验与优化;一次次失败,又一次次重新开始实验室的灯光彻夜长明,记录本上密密麻麻的参数调整痕迹与显微镜下逐渐成型的钽金属结构,见证着这群拓荒者将“不可能”变为“可能”的执着。

凭借着坚韧不拔的毅力和对技术的不懈追求,王国华和他的团队终于成功打印出具有多孔结构的医用级钽金属植入物——钽金属增材制造椎间融合器。这种植入物具有优异的生物相容性,植入人体椎间部位后,骨细胞和血管会像爬山虎一样与它融为一体,促进椎体间的骨融合,从而保持椎体间高度,加强局部稳定性,加快患者康复速度。为了提高钽金属椎间融合器与骨细胞及血管的融合率,王国华队又突破仿生骨小梁微孔结构难题“我们用6年时间突破了设备、材料和结构三大核心难题,并通过了安全性和有效性的严格测试,最终开发出钽金属增材制造椎间融合器和多孔钽髋关节填充块两款产品,并先后获得医疗器械注册证,我们的钽金属增材制造椎间融合器成为国内首获批上市的产品。”

领航之愿:从“削足适履”到“量体裁衣”

相比国外实践了30多年的传统减材技术工艺路线,增材制造路线显然更具优势:“我们的技术路线材料利用率更高,减少了材料的浪费,生产成本降低一半左右,而且简化、缩短了加工流程,提高了生产效率。更重要的是,可实现个性化定制,助力精准医疗。”

王国华用一个浅显易懂的例子阐释该技术的颠覆意义:以关节骨缺损修复为例,市上标准化的产品尺寸规格是固定的,但患者的关节形状大小有差别,标准化产品在植入人体前,医生需用骨锉、磨钻将患者关节缺损部位打磨成产品形状,也就是让“人体部位来适应产品”,这不仅延长了手术时间、增加了失血量,更可能破坏原有骨结构。但通过3D打印进行个性化定制,就可以先采集患者关节缺损部位的数据,然后根据数据做出与患者骨缺损部位完美契合的个性化产品“就像为每位患者定制专属钥匙,精准匹配其骨骼的‘锁孔’。”这种“产品适配人体”的模式,降低手术创伤,让患者“少受罪”,又缩短康复周期,真正实现“以患者为中心”的精准医疗。

随着技术的不断成熟和产品的持续优化,华锐科技正以“基础研究-技术开发-临床验证-产业化推广模式,将创新“变量”转化为高质量发展“增量”。他们不仅在国内完成临床应用,更在推动产品向国外销售的同时,加快产品迭代,以实现药械结合为患者提供更加全面、高效、便捷的治疗方案和体验

如今,作为华锐科技的技术研发副总,王国华依然保持着对金属材料行业的热爱与坚持。他表示将和团队进一步拓展医疗植入物领域的应用范围和应用深度,开发出更多具有自主知识产权的高新技术产品。同时,他也希望通过产学研合作和协同创新等方式,汇聚更多智慧和力量,共同推动我国医疗植入物领域的跨越发展。

从打破国外垄断到定义行业标准,从实验室研发到临床普惠,王国华这位科技先锋始终践行初心,在医用金属新材料的星辰大海中,书写着中国智造赋能精准医疗的崭新篇章。他,和他们的创新之路,不仅重塑了医疗植入物的技术格局,更让“中国智造”的温暖触达每一位需要帮助的患者。

(作者 刘主理 系湖南湘江新区新材料产业链总师联谊会会长)

人物档案:王国华,中共党员,高级工程师,深耕医用金属材料及其产品研发领域。现任湖南华锐科技集团股份有限公司(华翔医疗)副总经理、金属与陶瓷医用植入体湖南工程研究中心副主任,2024年获评长沙高层次人才。以核心骨干身份参与科技部十三五、十四五国家重点研发项目,作为项目技术负责人完成了湖南省科技创新引领计划《个性化多孔钽医用植入体的关键技术研究与产业化》、长沙市科技重大专项《激光3D打印钽金属医用植入体关键技术的研究和应用》,获得知识产权专利16项,牵头和参与起草国家标准、行业标准、团体标准9项。

责编:伍芳芳

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