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刘青:擎架起生命世界里的彩虹

中华英才 作者:张瑞江 2017-07-01 09:00

核心提示: 专访国家“千人计划”特聘专家刘青。

黄河,中华民族的摇篮。位于太行山南段、山西省东南部的长治,千百年来就沐浴生长在黄河流域中原文化的沃壤里,是华夏文明的重要发祥地。当进入20世纪60年代第三个春天时,一个叫刘青的婴儿在长治市白求恩和平医院呱呱坠地。长治因地处太行之巅,自古就有“与天为党”之说,故又称“上党”,《荀子》称之为“上地”。似乎躲不开天意的巧合,刘青在山西东南部的“上地”诞生后45个春秋,在北京海淀区同样有一个叫“上地”的地方开始了他人生辉煌的事业。“上地”的意思,就是高处的、上面的地方。现在担任北京阿迈特医疗器械有限公司董事长兼总经理的刘青博士,在“上地”——高处的、上面的地方——站在人类医疗科技制高点上,为人类健康保驾护航。

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刘青博士(右)与赵庆洪博士在实验室

然而,今天的刘青博士为人类佑护生命的抱负,是他自青少年时期在血液里、灵魂里,早已生长的初心和梦想。幼年的刘青日日月月就生长在炎帝神农氏尝百谷、制耒耜、兴稼穑的长治,听着发端于长治的《后羿射日》、《精卫填海》、《愚公移山》等华夏民族的壮美传说。尧舜时期,“冀州之域,属帝都畿内”的长治;殷商时期,王朝属下的名叫诸侯国“黎”的长治;进入20世纪40年代的抗日战争时期,长治是极其重要的一个革命老区。我党在这里创建了以太行山和太岳山为依托的抗日根据地,后来发展成为晋冀鲁豫边区,是当时华北最大的一块根据地。八路军总部和中共中央北方局等领导机关曾长期驻扎在长治,长治成为华北抗日前线的中枢……刘青自幼年起,就深深受到长治特有的古老黄河流域的中原文化、现代中国抗日战争的革命文化等全部优秀文化的滋养和培育。

刘青在长治市晋东南教育学院附近的桃源村小学毕业,尔后在长治市一中读完初中、高中。小学、初中、高中,刘青都一直是品学兼优的好学生。或许受到当中文系教授的父亲和当化学系教授母亲的影响,刘青高中时获得山西省语文竞赛一等奖、化学竞赛一等奖,按照当时规定刘青已经确定被保送山西大学。1979年的夏天,刘青以优异的高考成绩被清华大学化工系录取。清华大学是中国乃至世界最著名的高等学府之一,是包括刘青在内的全国千千万万莘莘学子向往的知识圣殿。9月初,刘青从长治来到北京清华大学。清华园工字殿内对联引起了新生刘青的深深思索:“槛外山光,历春夏秋冬、万千变幻,都非凡境;窗中云影,任东西南北、去来澹荡,洵是仙居。”

刘青在清华大学化工系攻读高分子化工专业。在清华大学的5年中,刘青对高分子材料、对医用高分子产生了异常浓厚的兴趣,任课教授已经发现了刘青在高分子材料、医用高分子方面潜在的很高天分。1984年7月,刘青以优异的成绩在清华毕业。其时,有许多一流单位要录用他,可是,这时的刘青依然要继续学习深造。毕业后他考取了成都科技大学高分子材料系医用高分子专业,在成都科技大学学习3年,师从我国医用高分子材料学科开拓者乐以伦教授,开始从事牦牛心包人工心脏瓣膜的研究。1987年,刘青在成都科技大学高分子材料系医用高分子专业获得工学硕士学位,毕业后被分配到位于北京市东城区天坛西里2号的中国药品生物制品检定所,从事生物材料和医疗器械的研究与检验。检定所和天坛公园紧紧相邻,刘青常常走进天坛散步,感知明、清两代帝王祭祀皇天、祈五谷丰登的情景。他感到,中国药品生物制品检定所,就是为民众健康祈福,擎起生命中的彩虹。在检定所的6年,刘青主要从事医用高分子材料和制品的研究与评价,参与制定我国首个植入医疗器械“人工心脏瓣膜国家标准”。

中国药品生物制品检定所,是中国医疗器械检定系统的最高法定检测机构。在这里工作的6年中,刘青深深感到,要撷取科学巅峰的明珠,还必须进一步学习和深造。在检定所学习实践了6年后,1993年刘青通过了教育部组织的英语水平考试(EPT),来到了捷克共和国科学院高分子化学研究所做访问学者。著名的水凝胶隐形眼镜的发明人Otto Wichterle教授就是该所的创始人和首任所长。捷克地处欧洲中心,是中东欧开放的前沿窗口,是“一带一路”的重要沿线国家。2016年,中国国家主席习近平运用“点穴式”外交访问捷克,这是习主席对中东欧国家的首次访问,对周边的国家起到很好的示范效果。20多年前,当年年满30岁,风华正茂的刘青更看重的是捷克高分子化学研究所在医用高分子领域的领先地位。在美丽的布拉格,在捷克科学院高分子化学研究所做访问学者的刘青,师从著名专家K.Ulbrich 教授,从事医用高分子水凝胶的合成与药物释放的研究,进行了可降解抗癌高分子微球的制备,在理论上和实践上都有了突破性提升。

夏季的布拉格,是最美好的季节,旖旎的风景、惬意的气候,令人心旷神怡。就是在这美好的七月时光里,做完访问学者的刘青离开布拉格,奔赴位于欧洲西北部的荷兰。荷兰是一个高度发达的资本主义国家,有世界著名的化工和医药企业阿克苏·诺贝尔公司,也有著名的飞利浦公司。刘青来到恩斯赫德大学生物技术系,师从国际知名学者J.Feijen教授和C.A.van Blitterswijk教授,从事骨科修复材料研究,首次进行了无机羟基磷灰石纳米颗粒与高分子复合材料的制备,解决了无机纳米羟基磷灰石颗粒与高分子材料间的结合强度不高的问题,在荷兰求学的短短3年中,他在国际学术期刊上发表论文8篇,提前获得了博士学位。

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自阿迈特公司成立以来,已先后拥有了6名博士,具备了世界一流专业化的研发与管理团队

1997年3月,结束了近3年的荷兰留学,刘青怀着进一步学习提高的愿望,又只身飞到美国进行博士后研究。这次,他选择了刚刚兴起的组织工程领域,到休斯顿Rice大学生物工程系从事生物材料和组织工程博士后研究,师从美国科学院和工程院两院院士的A.G. Mikos教授,从事多孔组织工程支架的制备和应用研究。1999年7月到位于美国著名的历史文化名城费城的Temple大学任生物工程与生物材料研究中心研究员,从事光固化齿科修复材料和钛合金材料的表面修饰研究。2001年5月刘青转入美国工业界,在美国普林斯顿的Therics公司任高级科学家和项目主管,从事3D打印的颅骨和口腔颌面部修复产品的研发。Therics是全球首个将3D打印技术用于人体组织修复的公司。这一技术是利用患者的CT扫描数据,采用3D打印技术制备出与患者缺损部位形状和尺寸匹配的植入物。采用这一技术,可以极大缩短手术时间,大幅度改善修复结果。2003年8月刘青应聘到全球领先的生物制药公司Celgene担任研发总监,负责生物材料和干细胞的产品研发,许多研发的产品已在市场销售。

在Celgene工作的几年内,刘青拥有富足而稳定的优裕生活条件。然而,更大作为更大建树的梦想在召唤着他。经过半年多的深刻思考,他于2007年初毅然辞去了他在Celgene令人羡慕的研发总监的职位,开始了人生的新征程。2007年4月,刘青和其他两位创业伙伴一起创立了企业3D Biotek LLC公司。这一次,刘青瞄准了三维细胞培养技术市场。传统的细胞培养,都是在细胞培养皿和细胞培养瓶中进行二维平面培养,这种细胞生长的方式与体内的细胞在三维组织中的生长方式完全不同。因此,在体外利用二维细胞培养进行药物筛选时得到的结果与临床试验的结果常常不一致。为此,一种与体内结果具有更好相关性的体外细胞培养体系,具有很大的市场潜力。刘青凭着在3D打印和干细胞研究方面深厚的研究功底和丰厚的经验积累,3D Biotek在短短的一年时间内,就推出了利用3D打印技术生产的3D细胞培养支架,并通过全球知名的试剂和器材公司Sigma-Aldrich向全球销售,其中一种3D细胞培养支架3D Insert-PCL,被美国国立标准研究院选作组织工程支架的标准参比支架。在此基础上,公司随后又陆续推出了用于大规模细胞培养扩增的3D生物反应器,取得了良好的市场反响。

在3D Biotek创立初期,刘青就敏锐地意识到3D打印技术,将会在生物医药领域取得更广阔的应用。因此,他不断关注有可能让3D打印技术更能发挥优势的领域和产品。很快,他就发现雅培公司和强生公司等正在研发可吸收聚合物血管支架。因此,他又瞄准了这一能够为众多冠心病和糖尿病患者解除病痛的新一代产品,全力投入了3D打印全降解血管支架的研发。

目前临床上使用的第一代裸金属支架和第二代药物洗脱架,支架置入后,对病人造成的影响可以长达数月或数年之久。这些永久性金属支架置入后可以影响动脉的MRI或是CT影像,此外,金属支架还会干扰外科血运重建,阻碍侧枝循环的形成,抑制血管正性重塑,还会有导致血栓等风险的缺陷。可吸收血管支架则可避免永久性金属支架的缺点,它能在需要的一段时期内支撑血管, 达到血运重建的目的。支架最终能在体内降解为无毒产物(水和二氧化碳),随机体正常代谢排出体外。此类生物可降解支架可以避免金属永久支架引起的并发症,具有更好的生物相容性。因此,好几家跨国公司如雅培、波士顿科技和强生等,也都投入巨资研发全降解心血管支架。但基本上都采用了与金属支架制造相同的激光雕刻的技术。利用激光切割技术生产支架,必须首先制备可降解聚合物管子,然后将支架从聚合物管子上切割成型。因此,这一生产过程比较长,70%-80%的材料被浪费掉,激光切割过程也会对环境造成污染。

3D打印技术是一项先进制造技术,其特点是节约材料,可以一步制备出结构和形状复杂的产品,特别是能够制备出激光切割技术制备不出的结构。与激光切割法相比,采用3D打印技术制备可吸收高分子材料支架,不需要制备管材和进行激光切割,因此,具有制造速度快、成本低、无环境污染等特点。

在异国他乡的多年里,忙碌一天后,夜晚的刘青常常想起家乡、想起家乡人民,正在为建设美丽富强的国家而勤奋劳作着,与此同时也享受着祖国带来的幸福生活。然而,在新的一天给人民带来了新的光明和温暖的同时,新的健康问题也随之相生相伴。随着我国经济和人民生活的现代化发展,冠心病和下肢动脉硬化闭塞性疾病发病率也明显升高,而冠心病患者的死亡率居所有疾病之首,而下肢动脉血管闭塞是糖尿病患者最常见的并发症之一,严重者必须以截肢来保存生命。由于血管腔内支架植入治疗具有手术微创伤、时间短、恢复快等优点,因此在这两种疾病的治疗方面得到极大重视。然而,中国是冠心病和糖尿病的发病大国,有众多的患者需要救治。在国外深造多年的刘青,在该领域的学术和实践两个方面都已经达到了世界顶级水平,这时刘青很想回到祖国,用最新的技术研发出能够为祖国患者同胞解除病痛的产品,同时也为中国的医疗器械产业发展贡献力量。

进入21世纪北京的春天,躲不过沙尘暴的肆虐。然而,2011年4月的春天时节里,往年的沙尘暴面带羞涩,蜻蜓点水般闪过后再也没有回来。刘青回来了,从地球的另一面回到了祖国首都北京。刘青的回国给亲朋好友带来了惊讶——当时正处在出国热潮,特别是移居像美国这样的发达国家——刘青毅然辞去在美国很好的工作和丰厚的待遇,选择了回国。他从美国没有带回来任何奇珍和异宝,带回来的是对祖国对人民的热爱与忠诚和可吸收血管支架研发的技术与设备。

与美国等西方发达国家相比,我国在血管支架(包括冠脉支架和外周血管)研究和产业化领域,目前处于比较落后的位置,这主要是由于我国在这方面的研究起步较晚,主要的核心专利技术已经被国外公司所垄断,进口的支架制造系统价格昂贵。因此我国的血管支架制造企业大部分都是在进行仿制或购买国外的半成品。由于缺乏核心专利技术,支架只能在国内进行销售,缺乏国际竞争力。这一现状与我国经济实力的不断增强和国际地位不断提高的形象严重不符。刘青预见,在未来的四五年内,如果我国不在这一领域内迎头赶上,研发出具有自主知识产权的新产品,我国未来的血管支架市场将会被西方跨国公司的可吸收血管支架全面占领。我们国家将会为购买进口可吸收型血管支架产品支付高额外汇,最终导致患者治疗费用增加,加重国家医疗保险的负担。成功研发可吸收血管支架是刘青的最大梦想。

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刘青博士与中国工程院院士、美国工程院外籍院士、四川大学张兴栋教授在美国2017年生物材料年会晚餐会上合影

在北京海淀区开拓路5号中关村生物医药园区,北京阿迈特医疗器械有限公司终于注册成立了,这一天:2011年4月15日,对刘青人生具有里程碑意义——又是一次天意的巧合——这一天恰恰是女儿14周岁的生日。公司创建之初,刘青就有了成熟的思考。公司定位:从事可吸收血管支架及其它植入医疗器械研发的高科技公司。公司使命:不断提供创新产品,造福患者。公司目标:成为国内外同行业知名企业。公司创建伊始,除面临资金困难之外,就是人才队伍的相对弱化。刘青以超常的人格魅力,强烈吸引着海内外同领域的一流人才。

赵庆洪博士从美国回来了,任公司首席科学家。他获得四川大学的学士学位后,赴美国在Case Western Reserve University获得硕士学位和博士学位。先后在美国美敦力和雅培等知名公司从事心血管植入物的研发工作,有着丰富的产品研发经验。曾任美国雅培公司负责球囊,外周血管支架(包括可降解血管支架)研发的主任科学家。回国后全面负责阿迈特公司可降解血管支架的设计、测试、输送、临床前动物实验等。

石桂欣博士从加拿大回来了,任公司技术部研发总监。他毕业于青岛大学高分子材料专业、中国科学院化学所、加拿大拉瓦尔大学医学院。先后在加拿大麦吉尔大学化学工程系及美国加州大学圣迭戈分校癌症中心从事博士后研究。在生物材料领域有十余年的研究经历,曾任美国加州两家生物技术公司的顾问以及美国3D Biotek公司的高级科学家。回国后主要负责阿迈特公司可吸收血管支架的设计、制备、测试及新产品的研发。

一个叫亚历山大·尼卡诺夫的俄罗斯医学博士,也来到了北京的阿迈特,出任公司首席医学官。从莫斯科国立医学院毕业的尼卡诺夫博士与俄国总统普京有着良好的私人关系,当普京总统得知好友尼卡诺夫去了中国北京参加医疗器械研发后,很是惊愕。他在加入北京阿迈特公司之前曾任美国雅培公司和圣犹达公司的临床医学部负责人,有着丰富的心血管植入产品的临床研究经验。他还是美国心脏病研究中心(CRF)的研究员和美国经皮介入治疗学会的主席团成员。自阿迈特公司成立以来,该公司已先后拥有了6名博士,拥有了世界一流专业化的研发与管理团队。

阿迈特公司与南面著名的清朝皇家园林圆明园日夜相邻相伴厮守着。在圆明园北面的刘青博士带领团队为实现梦想而不舍昼夜。深夜里,在探究神秘科学迷宫的刘青和团队人员,仿佛看到了一个半世纪前圆明园上空焚烧的烟火,似乎听到了圆明园里断壁颓垣发出的屈辱呐喊和咆哮……刘青及其团队,把1860年英法联军焚毁、掠夺“世界万园之园”圆明园的国仇,转化为强盛祖国、为民谋福的巨大决心和拼搏精神。刘青在学习和实践中一直坚信,以3D打印技术为代表的数字化制造模式——曾被誉为“第三次工业革命最具标志性的生产工具”——一定会有3D打印人工器官进入到临床应用。他多次在国内外的学术会议上做了关于全降解血管支架及其3D打印技术的报告,引起世界同领域顶尖专家的高度关注,为中国制造赢得了荣耀。

经过几年不懈的努力,刘青带领的团队不断完善了3D打印全降解血管支架的工艺过程。其核心专利,于2015年获得我国知识产权局的授权,在美国的专利申请也在实质性审查中。阿迈特公司拥有的聚合物血管支架3D打印快速成型技术,属于国际首创的技术,这一技术与国外雅培等公司采用的激光雕刻技术完全不同,3D打印技术具有速度快,成品率高,产品的力学性能好等特点。因此,这一创新技术比传统的激光切割法制造可降解支架过程,具有无可比拟的优点。

到目前为止,刘青的团队采用3D打印技术研发的全降解冠脉血管支架,完成了临床前的研究。动物实验取得了可喜成果。2016年在意大利罗马举行的欧洲心脏大会上,来自北京大学第一医院霍勇教授和陈明教授团队的郑博教授报告了阿迈特公司的全球首创3D打印全降解冠脉血管支架动物实验研究结果,引起与会各国专家的广泛关注。郑博教授等做的动物实验表明,阿迈特公司的3D打印技术可以完全替代激光雕刻技术,能够突破国外的专利技术封锁,是我国在增材制造领域的一大历史性技术突破。这一项重大创新性的支架制造技术的突破,将会带来血管支架制造和使用方面的革命性变革。目前,阿迈特研发的全降解冠脉支架正在准备进入临床人体实验。对这一创新性产品的研发,葛均波院士、张兴栋院士、周玉杰教授、陈韵岱教授、沈雳教授等多位国内专家,都给予了极大关注与支持。国家科技部“十三五”重大科技专项也给予了资金支持。

刘青率领团队正在计划利用3D打印技术,来制备外周血管支架。初步实验表明,所得到的全降解聚合物外周血管支架的支撑力,可与金属支架相媲美。动物实验结果表明,3D打印的全降解外周血管支架,在抑制血管支架内再狭窄方面,大幅度优于金属支架。

2016年8月19日至20日,全国卫生与健康大会在北京召开。习近平总书记在全国卫生与健康大会上指出,“把人民健康放在优先发展战略地位,努力全方位全周期保障人民健康”、“要坚持正确的卫生与健康工作方针,以基层为重点,以改革创新为动力”。这足以表明,党中央对人民健康的高度重视和坚定决心,同时清楚地看到习近平总书记对保障人民健康要“以改革创新为动力”的新要求。

不忘初心,继续前行。刘青带领的阿迈特公司在未来的三四年内,尽快将具有自主知识产权的可吸收冠脉血管支架外周血管支架推向市场,实现可吸收血管支架的产业化。为广大群众患者造福,为实现中国梦贡献力量。

“我们的最终目标是,将我们的产品销售到全世界,让阿迈特公司成为全球心血管领域内知名的跨国公司。”刘青如是说。

刘 青

博士,北京阿迈特医疗器械有限公司董事长兼总经理,同济大学先进材料与纳米医学研究院兼职教授。毕业于清华大学化工系高分子材料专业、四川大学高分子材料系。曾在中国药品生物制品检定所医疗器械检测中心从事医疗器械的检测工作。捷克科学院高分子化学研究所访问学者,进行医用高分子的合成与药物释放的研究。留学荷兰,获荷兰Twente大学化工系博士学位。在美国Rice大学做博士后研究,从事可吸收组织工程支架的研究。在美国数个医疗器械公司和制药公司从事可吸收植入产品的研发。曾担任跨国生物制药公司Celgene公司的研发部总监,负责生物材料与组织工程产品的研发。主要研究成果:24项发明专利,30余篇科研论文,主编《Tissue Regeneration: Where nanostructure Meets Biology》一书出版。目前从事利用3D打印技术制备可吸收血管支架的研发和产业化。承担了多项美国NIH、 NSF、中国国家级及省部级科研课题。阿迈特公司还获得了中国留学人员创业园颁发的“百家最具创业潜力企业”等荣誉,刘青博士获得国家教育部颁发的科学技术进步奖等奖项。

作者手札

采访刘青博士,使我受到了强烈震撼。我不由地想起鲁迅先生讲的话:“我们从古以来,就有埋头苦干的人,有拼命硬干的人,有为民请命的人,有舍身求法的人……这就是中国的脊梁。”刘青博士正是鲁迅先生所说的“中国的脊梁”。他为维护人民健康埋头苦干,厚积博学,不计名利;他为研发3D打印全降解血管支架拼命硬干,刻苦钻研,呕心沥血;他为大众快乐幸福爱民佑命,不畏艰难,顽强攻关;他为寻求科学巅峰只身异数国,穷究真理,修成正果。祖国正是需要像刘青博士这样的一大批中国脊梁!我们就应该像刘青博士那样,为了祖国利益、人民福祉,埋头苦干、拼命硬干,为实现“两个一百年”奋斗目标、实现中华民族伟大复兴的中国梦贡献力量。

作者简介

张瑞江,毕业于天津师范大学、装甲兵学院、解放军艺术学院、鲁迅文学院。硕士研究生。在《十月》《中国作家》等刊物发表小说百万字,被《小说选刊》《中华文学选刊》等刊物选载,作家出版社出版小说集《雪土流光》、敦煌文艺出版社出版小说集《无界旅行》。中国作家协会会员。现在北京市新闻出版广电局(版权局)工作。

(2017.06.16 第12期)