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产学研精准对接结出硕果 这项“中国智造”让昂贵专利变患者福利


 

发布日期:[2024/1/5]
 
东方网记者王佳妮1月5日报道:对于患者而言,尽管手术机器人辅助手术有诸多优势,但相对昂贵的手术费却成为患者治疗过程中的“拦路虎”。为打破国际品牌垄断地位,让更多患者受益,国内的医工科学家们深入开展医工交叉合作,越来越多自主研发项目和产品正在不断问世,“鸿鹄”机器人就是其中之一。

在今天上午举行的2023年上海产学研合作优秀项目奖表彰大会上,“鸿鹄”机器人荣获特等奖。据悉,这是我国首个且唯一同时获得NMPA、FDA、CE、ANVISA认证的骨科手术机器人,目前已通过美国、欧洲、巴西等多个海外市场准入要求。成功走出国门,赢得“中国智造”高端医疗器械的品牌声誉,“鸿鹄”机器人是产学研“精准对接”结出的硕果。

咖啡馆里开脑洞,携手踏上产学研之路

“鸿鹄”机器人的诞生,是出自于上海交通大学医学院附属第九人民医院和上海微创医疗机器人(集团)股份有限公司历时5年的产学研合作成果——“鸿鹄”关节置换手术机器人系统研发及产业化。一边是一所集医疗、教学、科研于一体的综合性三级甲等医院,拥有5位中国工程院院士;另一边则是专注于手术机器人领域的研发,是全球唯一业务覆盖腔镜、骨科、血管介入,经自然腔道、经皮穿刺五大“黄金赛道”的手术机器人公司。两者如何成功“牵手”?

“我们经常开玩笑说,鸿鹄机器人也叫咖啡机器人,因为它诞生之初,就是几个医生和工程师在咖啡店开脑洞的一个结果。”项目负责人、九院骨科李慧武教授在接受东方网记者采访时说。

在我国,有接近1.2亿名骨关节炎患者,其中因疾病进展需要接受关节置换手术的超过1000万例。这类手术对精准性要求非常高,手术精度需控制在2毫米以内、角度误差控制在3度以内。目前这一手术十年的失败率高达20%。“是否可以合作研发一款手术机器人,严控手术精度,大幅提升手术成功率,且老百姓也用得起?”萌生这一想法后,大家毅然决定走上国产骨科机器人的研发之路。

依托“十三五”国家重点研发计划,李慧武作为首席科学家,与微创联合申报研发“鸿鹄”膝关节置换手术机器人。其申报的“髋膝兼容、安全、高效、微创伤关节手术机器人系统研发”课题于2017年获国家科技部立项,该项课题也是我国首个国家重点专项支持的关节手术机器人课题。

历时三年艰辛研发,核心部件100%国产化

然而,在研发之初,团队就面临一个重要抉择:是购买进口零部件进行组装,还是高度国产化自主研发?“后者是一条可以预见的、充满艰难险阻的路,但我们义无反顾。”李慧武说,项目合作的初衷是为了把手术机器人的成本降下来,让老百姓用得起这项技术,“因此我们必须走国产化自主研发这条路”。

除了真正降低老百姓的治疗成本,国产化自主研的产品在“迭代更新”方面也更有自主权。李慧武举例说,如果机械臂是自主研发,团队就可以不断地进行迭代更新。比如第一代是膝关节手术机器人,后续就可以升级用来做髋关节手术,再升级用来做脊柱手术。“虽然自主研发前期的路会很艰辛、很漫长,但一旦成功,后续将会有无限升级的可能,甚至走向世界领先的水平。”

道阻且长,行则将至。历时三年多,团队深耕自主创新,终于成功研发“鸿鹄关节置换手术机器人”,并于2020年7月成功完成首台全膝关节置换术。该机器人从机械臂、导航系统、控制系统等核心部件实现全部国产化,系统组件国产化率达97%,成本国产化率达84%。技术独立,保证了机器人快速迭代,打破了国际品牌的垄断地位,填补了我国在关节置换手术机器人领域的空白。

中国技术成功出海,产学研硕果惠及更多患者

相比传统手术,“鸿鹄”机器人优势何在?李慧武介绍,“鸿鹄”的自动定位截骨,避免了传统手术中采用髓内定位工具可能会对患者髓腔造成一定损伤等问题,很大程度减少了软组织和骨组织的损伤,患者出血少、创伤小,术后膝关节功能的康复会更快,感受会更优。同时,该手术机器人配合独有的内轴型膝关节假体,极大降低了因常规手术技术问题造成关节松动、力线不准、关节脱位等情况的发生率。患者术后X光检查报告显示,机器人辅助截骨能够实现精准力线恢复,患者预后效果良好,证明了该手术机器人相对传统手术具有独特的临床优势。

2022年,“鸿鹄”关节置换手术机器人获得NMPA注册证,之后相继获得美国、欧洲、巴西和澳大利亚注册证,以及多个海外市场准入要求,打破国外在手术机器人底层核心部件与上游产业链的全球垄断。

今年6月,波兰4位骨科专家还专程来到九院,现场观摩学习上海医生使用“鸿鹄”关节手术机器人辅助完成两例全膝关节置换手术。这款手术机器人的术中辅助能力、智能导航能力和手术的精准高效,给波兰医生留下了深刻印象。9月,“鸿鹄”在希腊拉里萨大学综合医院完成了欧洲首例“中国智造”机器人辅助全膝关节置换手术,而且在一天内接连完成三台,给国外患者带去了福音。

为推进项目产业化进程,该项目还成功孵化出微创机器人公司旗下子公司——苏州微创畅行机器人有限公司。公司下设上海研发中心、苏州部件公司和美国子公司,建立国内首个实现量产的关节置换手术机器人生成基地,厂房面积超5000平方米,产能达到250台/年;在全国建立30多家手术机器人培训中心,涵盖华东、华中、华南、西南、东北、西北六大区域。

据悉,下一步,九院与微创机器人公司将围绕手术机器人领域,开展一系列数字骨科技术研究,促进人工智能、5G技术、AR/VR技术等前沿技术与手术机器人融合。李慧武表示,研发团队将始终聚焦于提升医患群体体验,将分阶段实现机器人远程操控能力、多功能执行能力和智能化决策能力质的提升,以国产医疗器械出海推动中国技术出海,通过智能手术解决方案,普惠更多患者。