本刊記者 李明麗

在臨床中追本溯源
——記中國(guó)科技大學(xué)工程科學(xué)學(xué)院教授徐曉嶸及團(tuán)隊(duì)

本刊記者 李明麗

將科學(xué)應(yīng)用于臨床，提高整體醫(yī)療水平，這是每一位醫(yī)者的夢(mèng)想。2000年之前，連工程師出身的徐曉嶸自己也不曾想到，兒時(shí)“護(hù)佑人類健康”的夢(mèng)想正點(diǎn)點(diǎn)照進(jìn)現(xiàn)實(shí)。和所有醫(yī)者的出發(fā)點(diǎn)一樣，徐曉嶸如今帶團(tuán)隊(duì)搞科研，不僅源于臨床需求，也要回歸臨床應(yīng)用。

生物光學(xué)仿體的三維打印

與國(guó)際訪問學(xué)生一起進(jìn)行微包裹試驗(yàn)

站在工程和醫(yī)學(xué)的交叉點(diǎn)上創(chuàng)造發(fā)明

徐曉嶸出身醫(yī)學(xué)世家，父母都是醫(yī)生，兒時(shí)的他常常目睹病人被病痛折磨時(shí)的痛苦表情，暗下決心，希望有一天能夠用自己的創(chuàng)造發(fā)明為人類的健康造福。然而，命運(yùn)和他開了一個(gè)不小的玩笑，從一開始，就與自己的夢(mèng)想擦肩而過。

徐曉嶸畢業(yè)于中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)精密機(jī)械與儀器系。學(xué)生時(shí)代的他聰穎博學(xué)，卓爾不群，在校期間，他就曾獲郭沫若獎(jiǎng)學(xué)金。1993年，在獲得全額獎(jiǎng)學(xué)金后，他赴美留學(xué)，先在紐約州立大學(xué)石溪分校機(jī)械工程系攻讀碩士，后在麻省理工學(xué)院機(jī)械工程系攻讀博士，并在MIT Sloan管理學(xué)院輔修技術(shù)管理。1999年，博士畢業(yè)后，他來(lái)到斯坦福大學(xué)仿生機(jī)器人中心做博士后研究。

順著這條路走下去，徐曉嶸的前途一片光明，可他卻不甘心，心里那點(diǎn)隱隱的夢(mèng)想時(shí)時(shí)牽引著他。常言現(xiàn)實(shí)是此岸，夢(mèng)想是彼岸。中間隔著湍急的河流，行動(dòng)則是架在川上的橋梁。

跨過新世紀(jì)的門檻，徐曉嶸做出了人生中重要的一次選擇。2000年，他應(yīng)邀加盟硅谷的一家醫(yī)療儀器創(chuàng)企公司，開啟了他在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的新征程。作為公司的首位員工，他同時(shí)肩挑技術(shù)開發(fā)部主管的重任。

夢(mèng)想的力量為他的科研創(chuàng)新注入無(wú)限激情，入職后，他參與研發(fā)了一種便攜式血氧儀并且通過了美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）的產(chǎn)品認(rèn)證試驗(yàn)。該產(chǎn)品現(xiàn)已銷售于全美各大醫(yī)療機(jī)構(gòu)，主要用于手術(shù)后的組織活性測(cè)量和血氧監(jiān)控。隨后，他的實(shí)驗(yàn)室又設(shè)計(jì)并且測(cè)試了多個(gè)便攜式多模式醫(yī)療影像系統(tǒng)，研制了多種無(wú)毒性可降解的微米和納米多模式造影劑，也開發(fā)了多種影像、治療和藥物傳輸釋放技術(shù)。

4年后，他又去到俄亥俄州立大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系任教，直到2年前回國(guó)加盟母校中國(guó)科技大學(xué)工程科學(xué)學(xué)院及生物醫(yī)學(xué)工程中心。

與其他人不同的，也是徐曉嶸的優(yōu)勢(shì)所在，是他是站在工程和醫(yī)學(xué)的交叉點(diǎn)上完成創(chuàng)造發(fā)明。找準(zhǔn)了研究方向，只需全心專注，在過去的14年間，徐曉嶸將精力集中在醫(yī)療儀器發(fā)明創(chuàng)造、多模式生物醫(yī)學(xué)影像以及影像導(dǎo)航治療上。這一路，遍開發(fā)明創(chuàng)造之花。徐曉嶸已經(jīng)完成了4個(gè)臨床試驗(yàn)，發(fā)表60多篇論文，申請(qǐng)11項(xiàng)美國(guó)/國(guó)際專利。2010年，他被美國(guó)哥倫布CEO雜志評(píng)為十大最優(yōu)秀的俄亥俄人物以及兩個(gè)科研明星（R&D Superstar）之一，他是唯一獲此榮譽(yù)的華人。2011年，他被授予該年度美國(guó)俄亥俄州唯一的TechColumbus發(fā)明家獎(jiǎng)（Inventor of the Year）。因?qū)ι鐓^(qū)的貢獻(xiàn)，他已收到俄亥俄州政府多次祝賀函。2012年，他入選中國(guó)科學(xué)院“百人計(jì)劃”科學(xué)家。

量化的科研成果遠(yuǎn)不及臨床的應(yīng)用更讓徐曉嶸有一種成功的喜悅，因?yàn)閺囊婚_始，他就是以臨床需求作為科學(xué)研究的出發(fā)點(diǎn)。徐曉嶸信奉，唯有解決了問題，才能實(shí)現(xiàn)科研的價(jià)值。

實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)

鑄生物醫(yī)學(xué)利器

2012年9月，依托于中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)工程科學(xué)學(xué)院和生物醫(yī)學(xué)工程中心，徐曉嶸在創(chuàng)立了多模態(tài)醫(yī)療影像實(shí)驗(yàn)室（Lab for Multimodal Biomedical Imaging and Therapy，簡(jiǎn)稱MBIT，網(wǎng)址：www.mbit.ustc.edu.cn)。

“我們的研究不僅僅停留在實(shí)驗(yàn)臺(tái)和學(xué)術(shù)論文的水平上，而是要注重實(shí)現(xiàn)從技術(shù)到產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化?！毙鞎詭V給實(shí)驗(yàn)室的定位是：瞄準(zhǔn)21世紀(jì)影響人類健康的重大疾病，利用生物醫(yī)學(xué)工程的學(xué)科交叉和先進(jìn)研究手段，解決關(guān)鍵科學(xué)和臨床問題，培養(yǎng)新一代優(yōu)秀生醫(yī)工程人才，在多模態(tài)影像、多功能微納載藥造影劑以及醫(yī)療儀器標(biāo)準(zhǔn)化等前沿領(lǐng)域展示領(lǐng)先國(guó)際的研究實(shí)力。目前實(shí)驗(yàn)室有常駐老師6名，合作老師20多名，本科生8名，研究生27名。

與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室不同，徐曉嶸希望把MBIT實(shí)驗(yàn)室打造成一個(gè)國(guó)際化的跨學(xué)科生物醫(yī)學(xué)工程研究平臺(tái)，推動(dòng)我國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程和儀器科學(xué)與國(guó)際接軌，走出國(guó)門，走向世界。目前，實(shí)驗(yàn)室融合了生物、醫(yī)學(xué)、化學(xué)、材料、工程、信息、和管理等多個(gè)學(xué)科的研究資源，與國(guó)內(nèi)外臨床醫(yī)療和科研單位（如解放軍301醫(yī)院/105醫(yī)院、重慶醫(yī)科大學(xué)、俄亥俄州立大學(xué)以及美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院等）建立了緊密合作關(guān)系。實(shí)驗(yàn)室成立至今，派出老師和學(xué)生訪問國(guó)外知名高校超過10人次，邀請(qǐng)國(guó)際知名學(xué)者來(lái)訪講座報(bào)告超過10人次，派出學(xué)生與國(guó)際知名高校學(xué)生開展互訪。

結(jié)合中國(guó)國(guó)情，從臨床醫(yī)學(xué)的實(shí)際需求出發(fā)，在過去兩年里，按照實(shí)驗(yàn)室設(shè)立時(shí)確立的三大研究方向：多模態(tài)影像、多功能微泡以及生物醫(yī)學(xué)影像標(biāo)準(zhǔn)化，徐曉嶸團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了多種新型的生物醫(yī)療器械。

其中，多模態(tài)影像影像方向的研究也是中科大創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)培育項(xiàng)目，旨在開發(fā)多模態(tài)影像導(dǎo)航和診療器械，研究多模態(tài)影響信息的處理和表達(dá)，實(shí)現(xiàn)對(duì)病灶結(jié)構(gòu)、功能和分子特性的一體化影像和實(shí)時(shí)導(dǎo)航。針對(duì)這個(gè)項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)室開發(fā)了基于谷歌眼鏡和頭盔式視頻的手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)，用于實(shí)時(shí)判斷手術(shù)邊界，提高手術(shù)的準(zhǔn)確性，減少醫(yī)療事故。目前，導(dǎo)航目鏡系統(tǒng)已經(jīng)完成功能測(cè)試和仿體驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，相關(guān)結(jié)果已發(fā)表在生物醫(yī)學(xué)工程雜志。

同時(shí)，多功能微泡項(xiàng)目也取得了很大進(jìn)展。相關(guān)課題組已經(jīng)開發(fā)了包括同軸（多軸）流動(dòng)聚焦和電霧化在內(nèi)的多種微包裹技術(shù)，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)基因、蛋白質(zhì)以及藥物的高效包裹而且不影響包裹物的生物活性。此外，也開發(fā)了靶向微泡和可激發(fā)微泡，用于對(duì)腫瘤的高效低毒靶向治療以及對(duì)影響人類健康的重大疾病的診療一體化。相關(guān)工作在Biomaterials，Journal of Biomedical Optics以及Molecular Pharmaceutics等專業(yè)雜志上發(fā)表。

此外，實(shí)驗(yàn)室在研究先進(jìn)影像導(dǎo)航技術(shù)的基礎(chǔ)上，開發(fā)了多功能微納加工技術(shù)，希望籍此推動(dòng)生物醫(yī)學(xué)工程的技術(shù)轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，對(duì)威脅人類健康的多種疾病作多模態(tài)、個(gè)性化以及實(shí)時(shí)的診斷、治療和預(yù)后。為開發(fā)仿生光學(xué)仿體的三維打印和表征技術(shù)，推動(dòng)醫(yī)學(xué)影像儀器的標(biāo)準(zhǔn)化，課題組目前還承擔(dān)1項(xiàng)基金委重大科學(xué)儀器項(xiàng)目，與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)比如美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院達(dá)成合作關(guān)系，引進(jìn)三維打印技術(shù)，建立生物醫(yī)學(xué)光學(xué)影像的可塑源仿體標(biāo)準(zhǔn)。

過去，我國(guó)大型醫(yī)院的醫(yī)療器械、試劑等大多依賴進(jìn)口，醫(yī)學(xué)設(shè)備研發(fā)薄弱。所謂工欲善其事，必先利其器，目前他所主持的多個(gè)研究項(xiàng)目正在實(shí)現(xiàn)從實(shí)驗(yàn)室到診療室的轉(zhuǎn)化，最終將為人類重大疾病的檢測(cè)和治療提供高效安全的技術(shù)手段，徐曉嶸和他帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)的臨床科研之路也將越走越寬。