多項臨床研究獲2021年中華醫學科技獎

文圖/《中國當代醫藥》主筆 潘 鋒

劉忠軍教授做學術報告

中華醫學科技獎是經國家衛生健康委（原衛生部）、科技部批準的全國首批社會力量設立的26 個獎項之一，是全國醫藥衛生行業科學技術獎，包括醫學科學技術獎、醫學科學技術普及獎等獎勵內容。中華醫學會2022年1月29日在其官網發布 《中華醫學會關于2021年中華醫學科技獎獎勵的決定》，根據《中華醫學科技獎管理辦法》規定，經中華醫學科技獎評審委員會專家評審并報請中華醫學會第26 屆理事會第3 次常務理事會會議審議確認，中華醫學會決定對91 項2021年中華醫學科技獎獲獎項目（人）進行表彰獎勵。91個獲獎項目涵蓋臨床醫學、 基礎醫學、公共衛生等多個領域，由我國學者獨立完成的多項高水平臨床研究成果為進一步提高腫瘤等疑難復雜疾病的臨床療效，改善患者預后提供了最新證據支持，研究成果在全國各級醫院得到推廣應用后取得了顯著的社會效益。

提升進展期胃癌診治效果

全球每年新發胃癌病例約120 萬例，中國病例約占全球病例總數的40%，我國胃癌發病率和死亡率均居惡性腫瘤前三位，其中進展期胃癌患者超過80%，5年生存率低于30%，如何提升進展期胃癌綜合診療效果成為改善其預后的關鍵。在國家科技支撐計劃、國家自然科學基金、北京市和軍隊重點課題等的支持下，解放軍總醫院普通外科醫學部副主任衛勃教授團隊歷經20年臨床攻關，圍繞進展期胃癌的診斷、治療、預后判斷及轉移機制等多個關鍵問題和核心技術進行了優化和創新，取得系列突破性成果，團隊完成的“提升進展期胃癌診治效果和預后監測效率的技術體系”獲醫學科學技術獎一等獎。

一、在國際上率先確立了PET在胃癌病期評估中的應用價值，確認了其在腫瘤復發、隱匿轉移監測中的重要作用，研究成果連續12年被納入國際NCCN 胃癌指南；建立了基于血液標本miRNA和lncRNA 的診斷新方法，較臨床常用腫瘤標志物的診斷準確性提高了21%。

二、在國內率先開展腹腔鏡和機器人胃癌根治術，牽頭制定了我國首部機器人胃癌規范化手術專家共識；建立了個體化脾門淋巴結清掃新策略，提出采用4 組淋巴結轉移情況預測10 組脾門淋巴結轉移的新方法，預測敏感度提升至93.1%，陰性預測值達到98.1%，恰當地平衡了手術質量和手術難度。

三、在國內最早評價了替吉奧聯合奧沙利鉑（SOX）新輔助化療方案的安全性和有效性，牽頭新輔助化療周期優化、新輔助聯合術前免疫治療等多項前瞻性臨床研究，將進展期胃癌手術R0 切除率提高了15%，成果被納入2020年CSCO 胃癌診治指南(I-B 類證據)；牽頭制訂了國內和國際首部胃癌肝轉移診斷及綜合治療專家共識，創新了胃癌肝轉移綜合診療新策略，依據該策略對特定人群進行個體化手術治療，患者平均生存期延長12月，治療效果處于國際領先水平。研究人員在國內最早獲批開展熱休克蛋白(Gp96)胃癌免疫治療，在國際上首次證實了其安全性和有效性，顯著提升了患者無病生存率并推動該療法進入2019年北京市新增醫療服務項目。

四、建成國內病例量最大的2.8 萬例胃癌專病數據庫和國際IBBL 認證的大型胃癌生物樣本資源庫，并以此為基礎建立了蛋白質組學云平臺。在國際上首次繪制了小鼠模型全身器官轉錄因子蛋白質組圖譜，揭示了胃發育與胃癌的關系，有力地推動了以臨床問題為導向的轉化研究。

五、在國內最早建立了胃癌原代細胞培養技術體系，成功分離篩選出純度更高的腫瘤干細胞群體；發現CD44/CD54 雙陽性細胞更具有干細胞特性，為研發靶向腫瘤干細胞藥物提供了重要靶點；發現了Lgr5、EphA3 等一組具備較高臨床轉化潛能的判斷預后的標志物，進一步提升了進展期胃癌的預后監測能力。團隊牽頭和參與制定國家和行業標準、診療規范、指南和專家共識20 部，在IGCC、ASCO-GI等國際學術會議報告28 次、國內學術會議報告600 余次，研究成果在全國50 余家單位得到推廣應用，提升了我國進展期胃癌的綜合診療水平。

初步建立消化道腫瘤防治研究體系

消化道腫瘤是我國最流行、防治形勢最嚴峻的腫瘤類型之一，消化道腫瘤易復發轉移、 死亡率高，相比歐美國家，我國消化道腫瘤在組織病理特征上差異顯著，且受限于衛生經濟水平和國情，難以像日韓一樣早診早治，患者常常失去手術機會。近年來以靶向和免疫治療為代表的精準治療發展迅速，但消化道腫瘤的研究進展仍顯著落后，原因在于其異質性高、組成復雜且基礎和臨床研究之間缺少有效的轉化鏈條，科學發現難以用于解決臨床問題。由北京大學腫瘤醫院副院長、消化腫瘤內科主任沈琳教授領銜的“消化道腫瘤精準治療研究體系的建立與應用”，初步建立了貫通科研、醫療和產業界之間的消化道腫瘤防治研究體系，該研究獲醫學科學技術獎一等獎。

一、牽頭開展了系列高質量臨床研究，明確了多種治療局部晚期或晚期消化道腫瘤的新方案或新藥，大幅度降低了患者的復發和死亡風險；發起了全球最大規模多中心局部晚期胃癌RESOLVE 研究，首次證實SOX 方案新輔助聯合輔助治療相比單純術后輔助治療降低復發風險23%，改變了臨床實踐指南。

二、首創貫穿臨床前到臨床全過程的多維度分子檢測平臺，指導精準治療臨床決策，顯著提高了精準治療效果。在國內率先建立的集組織、液體活檢、患者在體示蹤于一體化的多維度分子檢測平臺，推動形成了國內診療指南；率先開展了從體外到體內的HER2 定性/定量指導靶向治療研究，有效率提高至60%； 率先設計研發并驗證了基因拷貝數負荷及bMSI 計算方法，為免疫治療提供了新型療效標志物；最早開展了組織學關鍵變異分子分型并用于指導患者靶向治療20 000 人次； 基于該平臺牽頭發起了靶向HER2 治療的籃子試驗，將推動更多患者獲益。

三、建立了消化道腫瘤臨床前研究最佳的擬人化動物模型庫及臨床隊列，填補了國內該領域空白，大大加速了抗腫瘤新藥研發及轉化研究。研究人員基于中國特色的高發胃腸道腫瘤，在國內率先建立了超過200 例攜帶不同靶分子標簽、模擬患者特征、與多種精準治療方案相關的擬人化動物模型庫，據此開展靶向信號轉導、腫瘤微環境、 表觀遺傳等近20 種靶向藥物的臨床前與轉化研究，直接推動了吡咯替尼、阿法替尼、CDK4/6抑 制 劑、CLDN18.2 抗 體、RC48-ADC、地西他濱等快速進入Ⅰ～Ⅱ期臨床研究，極大地加快了抗腫瘤新藥的研發。

四、主持制定了國家級消化道腫瘤診療規范，引領建立了國家標桿的消化道腫瘤多學科綜合治療（MDT）平臺，促進了全國范圍消化道腫瘤診療的標準化。該研究有力推動了“臨床問題進入臨床前平臺探索”和“臨床前成果回歸臨床應用”的雙向轉化研究，最終促進了疾病的診斷、研究、轉化和治療，研究體系具有較強的創新性和實用性，學術影響深遠，成果豐碩，為推動中國衛生和腫瘤防治事業做出了重要的貢獻。

創新骨關節退行性疾病治療策略

以骨關節炎和骨質疏松癥為代表的骨關節退行性疾病是全球疼痛、殘疾和社會衛生經濟負擔的主要來源之一，已成為重大的公共衛生問題和臨床醫學難題。由中南大學湘雅醫院院長雷光華教授領銜的一等獎獲獎項目—“骨關節退行性疾病治療策略與關鍵技術創新和應用”，歷時15年，精準對接“健康中國2030·健康骨骼” 專項行動，聚焦骨關節炎和骨質疏松癥發病機制、 藥物治療和手術治療，取得系列成果。

一、揭示了骨關節退行性疾病發病新機制，開辟了mTOR 通路靶向治療新方向，發現mTOR 通路對骨關節退行性疾病具有多元調控作用并闡明了其以下作用機制：通過促進滑膜巨噬細胞M1 極化和抑制軟骨細胞分化與自噬從而促進骨關節炎發生發展； 通過活化破骨細胞功能打破骨形成—骨吸收平衡從而加速骨質疏松癥進展。研究成果發表于風濕病學領域頂級期刊Ann Rheum Dis、Nat Commun 和CellDeath Differ 等，該發現為靶向調控mTOR 通路治療骨關節退行性疾病的相關新藥研發提供了理論依據。

沈琳教授接受媒體采訪

二、創新骨關節退行性疾病藥物治療策略，成果被寫入國際權威指南。系統明確了外用非甾體抗炎藥、關節腔注射透明質酸鈉和糖皮質激素等常用藥物的療效與安全性，提出了骨關節炎藥物治療新策略；首次發現駱駝蓬堿和嗜黏蛋白艾克曼氏菌有促進骨形成和抑制骨吸收的作用，為骨質疏松癥藥物治療提供了新思路。成果8 次被寫入歐洲抗風濕病聯盟和法國風濕病學會等國際國內權威臨床指南，指導并規范了臨床用藥。

三、創新骨關節退行性疾病手術治療關鍵技術，在全國推廣應用后顯著提升了臨床療效。研發了基于軟骨類器官組織工程的全新自體細胞軟骨缺損修復技術，可將軟骨細胞增殖分化速率提升40%；研發成功骨組織工程支架，可將干細胞募集時間延長21 d、成骨功能提升38%。突破了骨關節炎軟骨缺損與骨質疏松性骨折骨缺損的修復技術瓶頸； 創新了全膝關節置換精準定位量化截骨技術，可將截骨偏差精確控制在±0.5度； 發明的髖臼外杯植入量化定位技術，可精確重建人工髖關節置換髖臼假體解剖位置。團隊解決了骨關節退行性疾病重建手術精準定位難題，研制了全視野關節鏡微創手術系統，將鏡下視野擴大2.5 倍；研發了經皮微創椎弓根釘棒內固定系統，平均縮短骨質疏松性骨折手術時間48 min，減少臥床時間7 d，降低術中出血量80%，實現了骨關節退行性疾病手術療效和安全性的大幅提升。該研究立足創新與轉化，設計嚴謹科學，研究方法先進，為骨關節退行性疾病治療提供了重要理論基礎和技術手段，極大地推進了臨床技術創新和學科發展。項目成果在北京協和醫院、 華西醫院和北京大學人民醫院等24 省251 所醫院推廣應用，已惠及23 510 名患者，進一步提高了我國骨關節退行性疾病整體治療水平，顯著提升了我國在該領域的國際學術地位和影響力。

探索腰椎病和骨缺損治療新方法

由上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院科主任趙杰教授團隊完成的“腰椎退變性疾病治療技術創新與應用”獲醫學科學技術獎二等獎。腰椎退變性疾病是導致我國中老年人群腰腿痛的主要原因，此類疾病致殘率高，傳統治療方法損傷較大，術后恢復較慢。為解決這一治療難題，針對傳統腰椎融合術存在的軟組織創傷大、神經損傷風險高、鄰近節段退變嚴重、費用高等問題，研究人員改進了手術入路及減壓方式，優化了融合器植入方案，設計并應用新型融合器驗證了單側固定的有效性，構建了單側固定腰椎融合術術式。在保證手術療效的同時，單側固定腰椎融合術具有創傷小、費用低、并發癥少等顯著優點。研究人員通過醫學大數據分析，了解了我國不同人群腰椎退變性疾病引起腰痛的流行病學特征和疾病負擔情況，證實該病具有高發病率和高致殘率的特點，并據此制定應對策略。

趙杰教授等在國際上率先進行了單枚腰椎椎間融合器植入的生物力學測試，證實其替代雙枚融合器植入的可行性，為前者成為當今主流技術奠定了基礎。通過影像學和生物力學研究，總結了國人腰椎椎間隙解剖學特點，并闡明了恢復椎間隙高度對腰椎平衡和穩定性的重要意義。在此基礎上研究人員設計了具有自主知識產權、符合國人解剖特點的斜向植入新型“Z”型椎間融合器，其具有術后穩定性好、植骨量大、融合率高、沉降等并發癥少以及操作簡單等優勢，該融合器已批量生產，產生了良好的經濟效益和社會效益。

在單枚斜向融合器提供足夠椎間隙支撐力和穩定性的基礎上，研究團隊改進了腰椎后路單側椎弓根螺釘固定技術，通過一系列生物力學測試和病例研究，證實了其臨床應用的可靠性和有效性，且該技術使椎弓根螺釘內植物的費用下降了一半，顯著減輕了患者和全社會的醫療負擔。趙杰教授等對單側入路雙側減壓方案治療腰椎退行性疾病的臨床應用可行性進行了深入探索，證實該術式可以充分發揮“Z”型椎間融合器和單側椎弓根螺釘固定的特點，相較于傳統術式而言，該術式在保證臨床療效的基礎上，具有損傷小、出血少、術后恢復快和術后腰痛比例低的優勢。

研究人員還通過分子生物學方法研究了異常應力導致椎間盤退變的機制，基于前期發現的靶標，探索了通過核酸和細胞治療方法延緩椎間盤退變進展的可行性，相關產品已申請專利并進入臨床應用開發階段。研究成果分別發表在骨科及醫療器械領域頂級期刊，獲得了同行的認可并得到推廣。該研究實現了對腰椎退變性疾病外科治療技術的微創化和個體化，成果在十余家單位得到推廣應用，治療腰椎退變性疾病超過萬例，為提高我國脊柱外科水平和國際學術地位作出了重要貢獻。

骨組織缺損是創傷骨科的棘手難題之一，發病率高達四肢骨創傷的15%，難治性骨組織缺損常伴有骨折不愈合、感染等嚴重并發癥，影響患肢功能恢復，延長患者治療時間并增加醫療負擔。目前，難治性骨缺損治療方法主要包括自體骨移植和異體骨移植，自體骨移植存在骨量受限、局部結構和功能受損等局限性，而異體骨移植則存在成骨困難、痊愈時間長、療效不確切和術區感染等局限性。由于難治性骨缺損手術治療并發癥發生率高，其治療策略的制定一直是困擾骨科醫生的一個重大難題，成骨機制研究為骨修復重建的探索提供了思路。

青島大學附屬醫院于騰波教授團隊在新型材料研發、材料應用條件及成骨影響因素、干細胞成骨分化機制、組織工程技術聯合應用等方面，探索了干細胞組織工程在骨修復重建中關鍵技術并取得了良好的臨床應用效果，“干細胞組織工程在骨修復重建中關鍵技術的臨床應用研究”獲醫學科學技術獎二等獎。

研究人員率先發現骨組織中PTEN 和DKK1 基因對骨缺損細胞增殖和分化具有關鍵調控作用；研發了新型骨組織工程材料用于骨缺損修復；創建了干細胞-新型骨材料-富血小板血漿（PRP）/生長因子關鍵技術聯合應用，復合構建的治療新方案；建立并臨床應用了基于PRP 聯合微創手術治療的骨組織工程技術新策略。研究人員借助關節鏡技術，采用微創外科理念實現了基于PRP 的微創治療骨缺損，并通過系統實驗和臨床應用研究，獲取了充足臨床數據，探索了骨組織工程臨床應用的標準治療方案；同時明確了PRP、骨形成蛋白（BMP）、基底膜蛋白多糖等因素對成骨和成軟骨分化增殖的影響。上述成果不僅為組織工程技術在骨修復重建中關鍵技術的應用提供了理論基礎，而且在臨床前應用評價中亦取得了關鍵技術突破，具有重要的臨床應用價值和顯著的社會效益。

構建膿毒癥診療新體系

膿毒癥被定義為宿主對感染反應失調所致的危及生命的器官功能障礙，全球每年有數千萬人罹患膿毒癥，超過1/4 患者死亡，膿毒性休克的死亡率則高達40%以上。膿毒癥是威脅人類生命健康的重要病癥之一，目前國內外對膿毒癥發病機制尚不完全明確，臨床也無特異性的有效診療方法，早期識別、及時有效地防治器官損害是提高膿毒癥救治成功率的關鍵。中華醫學會重癥醫學分會主任委員、中山大學附屬第一醫院科主任管向東教授團隊以提高膿毒癥綜合診治能力和質量控制為目的，開展了膿毒癥器官功能保護、免疫調理治療及膿毒癥診治質量控制信息數據平臺建設等一系列新技術的臨床實踐、創新應用推廣，取得多項重大進步，引領了我國在這一領域的新模式和新水平，管向東教授領銜完成的“膿毒癥綜合診治新技術和質量控制體系的建立與應用”獲醫學科學技術獎三等獎。

一、構建了膿毒癥器官功能保護的多層次防治新策略。在國際上率先提出并證實膿毒癥“腸—肝—肺”軸多器官交互作用，為膿毒癥多器官保護防治提供了新靶點；在國際上首次證實特利加壓素可維持膿毒性休克患者灌注壓的有效性及安全性，為膿毒性休克縮血管藥物使用提供了有力的循證醫學依據；制定了應用無創血流動力學多指標體系評估休克液體復蘇的策略。

二、在膿毒癥免疫監測與治療系列應用與研究方面，在國際上首次證實動態監測單核細胞HLADR 變化是評估膿毒癥患者免疫狀態和病死率的可靠指標；率先通過大樣本、多中心、單盲的RCT 研究證實，單用胸腺肽α1 治療可以改善膿毒癥病人免疫功能，降低病死率。

三、構建了膿毒癥診療質量控制信息平臺。創建并應用國際上首個膿毒癥單病種質控管理系統，評估臨床醫師執行膿毒癥規范治療的達標率，證實達標率與患者死亡率下降明顯相關；團隊是國內最早建立重癥患者病情分級與人力資源管理體系的單位之一，提高了ICU 人力資源有效分配及患者搶救成功率。研究成果得到廣泛推廣應用，為全國各省市自治區膿毒癥患者提供了行之有效的臨床綜合防治策略，提升了膿毒癥的診療質量，得到國內同行的一致好評，取得了良好的社會效益。

作為臨床最常見急危重癥，傳統觀點認為膿毒癥發病機制為過強炎癥反應，然而靶向過強炎癥的抗炎治療效果并不理想。溫州醫科大學副校長金勝威教授團隊在國家“863”、國家重大新藥創制、國家自然科學基金等資助下，經過20多年基礎結合臨床研究，原創發現“炎癥發生/消退失衡”是膿毒癥發病新機制，并據此建立了基于該理論的“抗炎結合促消退”診療新體系，“膿毒癥發病機制新發現及診療關鍵技術創新與應用”獲醫學科學技術獎二等獎。

一、針對膿毒癥發病機制不清問題，研究人員提出了“炎癥發生/消退失衡”學說，為優化診療體系提供了理論依據。從炎癥發生角度創新性發現MD2、IL-27 和巨噬細胞凋亡抑制因子（AIM）是膿毒癥過強炎癥發生的重要因素；從炎癥消退角度創新性發現顆粒蛋白前體分子和IL-34 是促進炎癥消退的新因子；提出了“炎癥發生/消退失衡”是膿毒癥發病新機制，發現了抗炎促消退介質（脂氧素和消退素） 是恢復二者平衡的關鍵因素，這一發現被寫入哈佛大學經典教科書《炎癥基礎》。

二、針對膿毒癥診斷敏感性和特異性不強問題，構建了以抗炎促消退介質為主的多變量模型，通過這一創新將膿毒癥早期診斷敏感性提高了7%，特異性提高了5%。評價膿毒癥預后敏感性提高了24%，特異性提高了4%。該方法在北京協和醫院等26 家三甲醫院應用5803 例，凸顯其快速、簡便、可靠、有效指導臨床的作用。

三、針對失控性炎癥的特異性治療手段缺乏問題，建立了膿毒癥“抗炎促消退”防治新體系，降低了發病率和病死率。在預防方面，對于抗炎消退介質濃度低的膿毒癥高危病人，預防性給予ω-3 多不飽和脂肪酸，使膿毒癥發病率降低10%。治療方面，發現Salbutamol可增加膿毒癥性ARDS 病死率，膿毒癥最權威指南SSC 將其列為1B 證據?；赟albutamol 的副作用，研究人員進一步篩選了800 多種臨床常用藥物，首次發現阿司匹林可通過上調脂氧素濃度治療膿毒癥，減輕器官損傷，病死率下降8%。

中西醫結合提高SAP 救治成功率

重癥急性胰腺炎（SAP）是臨床常見危重癥，病死率高達10%～30%，我國每年約有8 萬人發病。首都醫科大學附屬北京婦產醫院副院長陰赪宏教授課題組歷經20年探索，發揮中西醫結合優勢，在SAP 并發MODS 診斷、 病情嚴重度評分，中西醫結合治療和發病機制研究等方面取得多項開拓性創新成果，“重癥急性胰腺炎的診療新技術建立和推廣應用”獲醫學科學技術獎二等獎。

一、率先制定了新的SAP 合并MODS 診斷標準、 病情嚴重度評分系統，首次納入胃腸系統功能評價，與SOFA 評分效果一致，不僅可實現早診斷，更利于臨床使用和有效診治SAP；研發的首個病情評估醫用計算器、微信評分小程序已在全國多個省市推廣應用。

二、獨家研制的“理氣消脹、通里攻下”通腑顆粒獲國家發明專利授權。在西醫治療基礎上合用此方治療102 例SAP 合并MODS 患者，病死率由55.7%降至38.6%。該方可有效改善SAP 患者胃腸功能，保護腸黏膜，降低患者腸黏膜通透性，減輕內毒素血癥大鼠腸黏膜損傷，減少炎癥因子表達。

三、在SAP 中醫治療“峻下”理念基礎上，研究人員首次創新性提出了“溫下”為主的治療原則，改變了“大黃附子湯”的用藥途徑，有效提高了用藥安全性和有效性。在西醫治療基礎上合用此方治療105 例SAP 患者，病死率由16.8%降至8.6%； 基于 “肺與大腸相表里” 理論治療SAP 合并ARDS 患者20 例，可糾正低氧血癥，緩解病情，糾正SAP 大鼠腸黏膜及肺泡上皮屏障損傷，降低血清淀粉酶和內毒素。

四、實驗研究首次發現中性粒細胞和胰腺星形細胞，對胰腺腺泡細胞胞漿鈣振蕩具有湮滅作用，是胰酶異常分泌的關鍵環節，光動力作用激活腺泡細胞膜 “嘎嘣脆”受體可逆轉該作用，為其體內激活和應用奠定前期基礎。上述研究成果已推廣至全國31 個省、自治區、直轄市的310 家三甲和二甲醫院，救治患者11 000 余名，進一步提高了我國SAP 臨床診療水平和患者生存質量。

3 D 新技術投入臨床應用

脊柱疾病是常見多發病，其中脊柱腫瘤嚴重威脅患者生命，應用金屬植入物重建脊柱穩定是脊柱外科手術的主要治療手段。傳統金屬植入物由于存在解剖匹配度低、力學支撐弱以及骨整合效能差等缺點，造成脊柱病變切除后替代椎體的鈦網術后塌陷率高達50%～79.7%。寰樞椎或骶椎等特殊部位或累及多個節段的巨大骨缺損，國內外尚無合適的植入物和可靠治療技術。在國家重點研發計劃、國家自然科學基金、北京市重大專項等資助下，北京大學第三醫院大外科主任/脊柱外科研究所所長劉忠軍教授團隊，立足國際前沿，針對重建脊柱穩定性這一臨床難題，歷經十余年圍繞3D 打印鈦合金植入物的關鍵技術開展研發，取得了一系列原創性成果，“3D 打印鈦合金植入物重建脊柱穩定的關鍵技術與推廣應用”獲醫學科學技術獎三等獎。

一、創立了與骨骼解剖高匹配、高穩定的3D 打印多孔鈦合金脊柱植入物設計理念。在國際上率先研發并獲批我國首批3D 打印鈦合金脊柱植入物(椎體假體與椎間融合器)注冊證，成功實現了產品上市和臨床規模化應用，其中人工椎體作為全球首發的3D 打印植入物取代傳統鈦網，實現了中國原創、國際引領，使術后植入物塌陷率由50%～79.7%降低至5%以下。

二、在國際上率先創建并實施了個體定制式3D 打印鈦合金植入物重建脊柱結構穩定、快速恢復生理功能的理念和技術體系。結合體外動物試驗研究、生物力學及組織學等系統研究，在國際上首次攻克了脊椎切除后長節段（腰椎5 個節段，頸椎6 個節段）、大跨度（最長19 cm）疑難重癥的金屬植入物穩定性、骨整合和長期安全性等業界公認的世界性難題，取得了治療技術與療效的重大突破并使相關方法得到推廣。

三、創建了新型3D 打印鈦合金骨小梁結構促進骨整合的理論和技術體系。探索出了鈦合金3D打印植入物微孔表面改性促成骨的創新性技術，克服了鈦合金的生物惰性，使植入物的骨長入和骨整合分別提高了1 倍和3 倍；同時成功研發出了微孔載藥控釋技術，為骨修復重建過程中鈦合金/骨組織界面的快速愈合、植入物的升級換代及臨床療效的繼續突破提供了新方法、新思路和理論依據。

四、建立了以“3D ACT”技術為核心的“患者—醫生—工程師”深度醫工交互平臺，使脊柱臨床治療更加精準化、可視化、數字化及手術合理化。實現個體定制產品72 h 內快速設計、制造、應用，推動了我國在國際上率先制定個體定制式醫療器械法規及實施，使我國成為3D 打印骨科臨床應用領域的引領者。該項目獲批我國首個3D 打印脊柱植入物注冊證，共獲得Ⅲ類醫療器械注冊證3 張。成果在全國26 個省市自治區200 余家醫院得到推廣應用，培訓專業人員超過1000 人，累計植入7000 余例。研究人員2014年實施了世界第一例個體定制式3D 打印人工樞椎治療頸椎腫瘤獲得成功，應用個體定制式3D 打印人工椎體治療脊柱腫瘤550 余例，使我國脊柱外科在3D 打印技術臨床研究領域位居世界前列。建成亞太地區最大的3D 打印骨科產品生產基地，推動了國內相關法規和行業標準的建立。

顱頜面復雜骨性缺損目前仍無有效的解決方案，個體化生物修補材料需求巨大，我國人口眾多，擁有全球最大的腦腫瘤和腦卒中患病群體，但目前診斷治療仍主要依賴國外技術，造成國家衛生經濟投入的大量流失和國內技術研發支持不足，未來在腦腫瘤輔助治療及腦血管病治療個體化領域亟需具有我國自主知識產權的技術突破，近年來3D 打印和生物打印技術的突破為3D 打印技術與神經科學融合轉化開辟了新機遇。首都醫科大學附屬北京天壇醫院趙元立教授課題組在國家自然科學基金等國家級和省部級重大科研項目資助下，針對神經系統3D 打印技術臨床醫學轉化展開了系列研究，初步建立了3D 打印“基礎研究—臨床應用研發—產品開發—臨床評價”全鏈條的開放轉化醫學研究平臺，“神經系統3D 打印技術臨床醫學轉化研究及臨床應用”獲醫學科學技術獎三等獎。

研究人員率先開發了基于多色彩噴射3D 打印技術的神經外科復雜疾病模型并用于臨床教學推廣，率先將3D 打印微創手術引導支架在顱內血腫患者中應用，穿刺準確率提高達91.0%，復發率和并發癥率降低至13.3%和3.3%。在國內首創3D 打印的中空血管和動脈瘤模型進行精準個體化微導管塑形技術，并在臨床開展應用，平均彈簧圈使用數量減少2枚，有效減少了醫療成本；率先將3D打印技術應用于顱內腫瘤切除術前定位，最大程度減少了手術損傷，提高了手術效果； 率先將3D打印技術應用于功能神經外科手術，對縮短手術時間，提高手術效果，減少復發具有重要意義。該成果得到國內外相關同行的高度認可，目前已在4 家醫院完成臨床應用超過500 例。

中華醫學科技獎醫學科學技術普及獎授予對創作優秀醫學科學技術普及作品做出直接創造性貢獻的單位和個人，中國醫學科學院腫瘤醫院田艷濤教授的《漫畫胃癌防治》和上海交通大學醫學院附屬精神衛生中心李霞教授的“我只認識你—有溫度的阿爾茨海默病系列科普”獲2021年醫學科學技術普及獎。（封面圖為北京大學第三醫院大外科主任/脊柱外科研究所所長劉忠軍教授）。