在臨床中追本溯源
——記中國科技大學工程科學學院教授徐曉嶸及團隊

本刊記者 李明麗

在臨床中追本溯源
——記中國科技大學工程科學學院教授徐曉嶸及團隊

本刊記者 李明麗

將科學應用于臨床，提高整體醫療水平，這是每一位醫者的夢想。2000年之前，連工程師出身的徐曉嶸自己也不曾想到，兒時“護佑人類健康”的夢想正點點照進現實。和所有醫者的出發點一樣，徐曉嶸如今帶團隊搞科研，不僅源于臨床需求，也要回歸臨床應用。

生物光學仿體的三維打印

與國際訪問學生一起進行微包裹試驗

站在工程和醫學的交叉點上創造發明

徐曉嶸出身醫學世家，父母都是醫生，兒時的他常常目睹病人被病痛折磨時的痛苦表情，暗下決心，希望有一天能夠用自己的創造發明為人類的健康造福。然而，命運和他開了一個不小的玩笑，從一開始，就與自己的夢想擦肩而過。

徐曉嶸畢業于中國科學技術大學精密機械與儀器系。學生時代的他聰穎博學，卓爾不群，在校期間，他就曾獲郭沫若獎學金。1993年，在獲得全額獎學金后，他赴美留學，先在紐約州立大學石溪分校機械工程系攻讀碩士，后在麻省理工學院機械工程系攻讀博士，并在MIT Sloan管理學院輔修技術管理。1999年，博士畢業后，他來到斯坦福大學仿生機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，心里那點隱隱的夢想時時牽引著他。常言現實是此岸，夢想是彼岸。中間隔著湍急的河流，行動則是架在川上的橋梁。

跨過新世紀的門檻，徐曉嶸做出了人生中重要的一次選擇。2000年，他應邀加盟硅谷的一家醫療儀器創企公司，開啟了他在生物醫學工程領域的新征程。作為公司的首位員工，他同時肩挑技術開發部主管的重任。

夢想的力量為他的科研創新注入無限激情，入職后，他參與研發了一種便攜式血氧儀并且通過了美國食品藥品監督管理局（FDA）的產品認證試驗。該產品現已銷售于全美各大醫療機構，主要用于手術后的組織活性測量和血氧監控。隨后，他的實驗室又設計并且測試了多個便攜式多模式醫療影像系統，研制了多種無毒性可降解的微米和納米多模式造影劑，也開發了多種影像、治療和藥物傳輸釋放技術。

4年后，他又去到俄亥俄州立大學生物醫學工程系任教，直到2年前回國加盟母校中國科技大學工程科學學院及生物醫學工程中心。

與其他人不同的，也是徐曉嶸的優勢所在，是他是站在工程和醫學的交叉點上完成創造發明。找準了研究方向，只需全心專注，在過去的14年間，徐曉嶸將精力集中在醫療儀器發明創造、多模式生物醫學影像以及影像導航治療上。這一路，遍開發明創造之花。徐曉嶸已經完成了4個臨床試驗，發表60多篇論文，申請11項美國/國際專利。2010年，他被美國哥倫布CEO雜志評為十大最優秀的俄亥俄人物以及兩個科研明星（R&D Superstar）之一，他是唯一獲此榮譽的華人。2011年，他被授予該年度美國俄亥俄州唯一的TechColumbus發明家獎（Inventor of the Year）。因對社區的貢獻，他已收到俄亥俄州政府多次祝賀函。2012年，他入選中國科學院“百人計劃”科學家。

量化的科研成果遠不及臨床的應用更讓徐曉嶸有一種成功的喜悅，因為從一開始，他就是以臨床需求作為科學研究的出發點。徐曉嶸信奉，唯有解決了問題，才能實現科研的價值。

實驗室團隊

鑄生物醫學利器

2012年9月，依托于中國科學技術大學工程科學學院和生物醫學工程中心，徐曉嶸在創立了多模態醫療影像實驗室（Lab for Multimodal Biomedical Imaging and Therapy，簡稱MBIT，網址：www.mbit.ustc.edu.cn)。

“我們的研究不僅僅停留在實驗臺和學術論文的水平上，而是要注重實現從技術到產品的轉化。”徐曉嶸給實驗室的定位是：瞄準21世紀影響人類健康的重大疾病，利用生物醫學工程的學科交叉和先進研究手段，解決關鍵科學和臨床問題，培養新一代優秀生醫工程人才，在多模態影像、多功能微納載藥造影劑以及醫療儀器標準化等前沿領域展示領先國際的研究實力。目前實驗室有常駐老師6名，合作老師20多名，本科生8名，研究生27名。

與傳統的實驗室不同，徐曉嶸希望把MBIT實驗室打造成一個國際化的跨學科生物醫學工程研究平臺，推動我國生物醫學工程和儀器科學與國際接軌，走出國門，走向世界。目前，實驗室融合了生物、醫學、化學、材料、工程、信息、和管理等多個學科的研究資源，與國內外臨床醫療和科研單位（如解放軍301醫院/105醫院、重慶醫科大學、俄亥俄州立大學以及美國國家標準技術研究院等）建立了緊密合作關系。實驗室成立至今，派出老師和學生訪問國外知名高校超過10人次，邀請國際知名學者來訪講座報告超過10人次，派出學生與國際知名高校學生開展互訪。

結合中國國情，從臨床醫學的實際需求出發，在過去兩年里，按照實驗室設立時確立的三大研究方向：多模態影像、多功能微泡以及生物醫學影像標準化，徐曉嶸團隊設計了多種新型的生物醫療器械。

其中，多模態影像影像方向的研究也是中科大創新團隊培育項目，旨在開發多模態影像導航和診療器械，研究多模態影響信息的處理和表達，實現對病灶結構、功能和分子特性的一體化影像和實時導航。針對這個項目，實驗室開發了基于谷歌眼鏡和頭盔式視頻的手術導航系統，用于實時判斷手術邊界，提高手術的準確性，減少醫療事故。目前，導航目鏡系統已經完成功能測試和仿體驗證實驗，相關結果已發表在生物醫學工程雜志。

同時，多功能微泡項目也取得了很大進展。相關課題組已經開發了包括同軸（多軸）流動聚焦和電霧化在內的多種微包裹技術，用于實現對基因、蛋白質以及藥物的高效包裹而且不影響包裹物的生物活性。此外，也開發了靶向微泡和可激發微泡，用于對腫瘤的高效低毒靶向治療以及對影響人類健康的重大疾病的診療一體化。相關工作在Biomaterials，Journal of Biomedical Optics以及Molecular Pharmaceutics等專業雜志上發表。

此外，實驗室在研究先進影像導航技術的基礎上，開發了多功能微納加工技術，希望籍此推動生物醫學工程的技術轉化和產業化進程，對威脅人類健康的多種疾病作多模態、個性化以及實時的診斷、治療和預后。為開發仿生光學仿體的三維打印和表征技術，推動醫學影像儀器的標準化，課題組目前還承擔1項基金委重大科學儀器項目，與國際標準化機構比如美國國家標準技術研究院達成合作關系，引進三維打印技術，建立生物醫學光學影像的可塑源仿體標準。

過去，我國大型醫院的醫療器械、試劑等大多依賴進口，醫學設備研發薄弱。所謂工欲善其事，必先利其器，目前他所主持的多個研究項目正在實現從實驗室到診療室的轉化，最終將為人類重大疾病的檢測和治療提供高效安全的技術手段，徐曉嶸和他帶領的團隊的臨床科研之路也將越走越寬。