随着最后一层纱布掀开，阳光映入张顺（化名）的眼帘。
在经历失明的焦灼和痛苦后，这位20岁的小伙子终于重见光明。令人惊喜的变化，源于不久前他的左眼植入了一枚领扣型人工角膜。
为张顺做手术的是中华医学会眼科学分会角膜病学组组长、山东省眼科医院院长史伟云。他告诉科技日报记者：“我国约有400万名角膜盲患者，其中约20%是像张顺这样的终末期角膜盲患者。他们复明的唯一手段是移植人工角膜。”
实现人工角膜国产化，是广大眼科医务工作者的共同愿望。因为长期以来，全球仅美国和俄罗斯有人工角膜上市。在2015年的一次学术会议上，史伟云与中山大学博士翟嘉洁深入交流后下定决心：研制人工角膜，让我国终末期角膜盲患者重见光明！
“笨”办法造出理想材料
“当时，美国波士顿Ⅰ型人工角膜（以下简称‘波士顿Ⅰ型’）已广泛使用，但出国治疗费用高达10万美元，让普通家庭望而却步。”史伟云对记者说，“人工角膜国产化迫在眉睫。”
2016年，翟嘉洁牵头成立广东佳悦美视生物科技有限公司，史伟云担任首席科学家，参照波士顿Ⅰ型开始国产化攻关。该角膜包括镜柱、后板、卡圈三部分，组装后像一枚“领扣”，因此又称领扣型人工角膜。
其中，镜柱是核心部件，它状如透明小蘑菇，“蘑菇盖”和“蘑菇柄”直径只有几毫米。制造镜柱的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）材料须满足多个条件：高折射率、可过滤紫外线、符合ISO 10933-1生物相容性标准。“硬度还要适宜。太硬，切削时易碎；太软，又容易出现划痕。”史伟云介绍。
在国内寻找这种材料如大海捞针。
研发团队机械加工师翟舒平带领大家四处寻找PMMA材料做试验。“找到的材料虽满足加工条件，但不符合医用标准，有很多肉眼看不见的杂质，且棒材密度低。”
他们又尝试通过各种途径采购美国生产的PMMA材料，但都因技术封锁吃了闭门羹。
翟嘉洁决定，自主生产PMMA材料。但很快就犯了难：用什么设备生产？
没有经验可循，只能用“笨办法”——对多台PMMA材料生产设备一一进行评估。经过无数次测试，终于筛选出注塑成型设备。
“其实，注塑原理并不复杂。先把粒状原料加入注射机，加热熔化。接着，螺杆推动液态原料进入模具型腔，最后硬化塑形。但注塑过程要求很高——不能析出过多单体杂质，不能带入重金属。”设备负责人梁成新说，“要生产出合格产品，关键是设备各项参数的设定。”
“那会儿是最冷的时节，我们在郊区空旷的厂房内冻得瑟瑟发抖，一边做试验一边调参数，经常忙到凌晨两三点，熬通宵是常事。”翟嘉洁回忆道。
试验、失败，再试验、再失败……研发团队花了大半年才摸索出合适参数，最终用了两年时间生产出理想的PMMA材料。
他山之石助力技术攻关
镜柱的“蘑菇盖”类似光学镜头，光透过镜柱精准聚焦在黄斑区，患者的眼睛才能看清物体。
切削、翻面、抛光，是加工“蘑菇盖”的常规流程。但这种方式会带来较大偏心误差，导致光难以精准聚焦，影响患者术后视力。
“解决这个问题没有思路，我们就去找行业内专家咨询。结合专家建议和生产中遇到的情况，不断修改图纸，前后70多次。”翟舒平告诉记者。
反复推敲打磨后，研发团队摸索出六轴数控车床整体切削工艺，通过20多把刀同时作业，实现一次切削成型，省去了翻面和抛光两道工序。
最终，镜柱光学偏心值被控制在0.01毫米以内，远优于波士顿Ⅰ型0.03毫米的平均值。
控制“蘑菇盖”边缘厚度是另一个难题。
“边缘太厚，植入眼睛会导致眼睑上下滑动不顺畅，不利于角膜上皮细胞爬升，移植后可能出现前房漏水甚至造成异物聚集。”史伟云介绍，“波士顿Ⅰ型镜柱边缘最薄处为0.04毫米，我们决定把这个数字控制在0.03毫米内。这对减少术后眼内炎发生率至关重要。”
把边缘做薄面临两大问题：一是加工材料材质较硬易破碎，二是加工温度过高时易发生熔融。
研发团队再次陷入茫然，他们四处寻找方案。在苏州一家人工晶体生产企业考察时，翟舒平看到车床上安装的冷却系统，顿觉眼前一亮：办法有了！
受此启发，研发团队给数控车床加装了在线实时冷却系统。该系统在切削PMMA材料的关键时间点，可通过智能控制实时对特定位置进行瞬间冷却。“这样一来，在加快车床进刀与切削速度时，不用再担心切割过程中产生高温导致材料熔融。”翟舒平说。
与此同时，技术人员将车床车刀进给量调整为纳米级别，并换上了更精细、更锋利的钻石车刀。
改进设备和工艺后，研发团队一举攻克难关——镜柱边缘最薄达到0.02毫米！
另辟蹊径破除工艺瓶颈
后板像一枚纽扣，直径约为8.5毫米，上有16个直径为1.17毫米的小孔。
“后板主要用来固定载体角膜，需要具备一定曲率才能与载体角膜贴合。”史伟云介绍。
制造后板的材料是金属钛。传统加工方式是先在车床上加工出一块平面的钛圆片，再通过冲床加工把钛圆片冲压成有一定曲率的曲面。
但冲压会产生金属内应力。“好比你一拳打在沙袋上，撞出了一个坑，手拿开后，它会弹回去。内应力类似于这种回弹效应。”史伟云说，“后板的内应力会对载体角膜造成压迫，导致载体角膜溶解坏死，还会增大房水渗漏及眼内感染风险。”
如何有效解决内应力难题？经过反复测试、分析，研发团队摸索出走心加工一体成曲率的方式。“我们通过精密设备直接加工出呈曲面的后板，而不是靠冲压，这就使后板不再产生内应力，能与载体角膜完美贴合。”翟舒平解释。
对研发团队而言，创新永远在路上。更多关键技术不断被“解锁”：后板颜色采用与中国人虹膜相近的棕色，卡圈经喷砂及氧化处理消除了反光……
“最初只是想赶上美国，让患者用得上、用得起中国人自己的人工角膜。”翟嘉洁感慨道，“没想到翻过一座座技术大山后，多项技术指标实现了反超！”
经过5年多努力，材料、厚度、内应力等难题相继被攻克。2021年，国产领扣型人工角膜终于研制成功。几年来，这款产品已进入20多家医院，帮助近百位患者重见光明。
回首研发历程，翟嘉洁表示：“核心技术是定海神针、不二法器。只要坚定创新自信，把核心技术掌握在自己手中，我们也可以从跟跑者变成并行者、领跑者，在新起点上实现更大跨越！”
随着最后一层纱布掀开，阳光映入张顺（化名）的眼帘。
在经历失明的焦灼和痛苦后，这位20岁的小伙子终于重见光明。令人惊喜的变化，源于不久前他的左眼植入了一枚领扣型人工角膜。
为张顺做手术的是中华医学会眼科学分会角膜病学组组长、山东省眼科医院院长史伟云。他告诉科技日报记者：“我国约有400万名角膜盲患者，其中约20%是像张顺这样的终末期角膜盲患者。他们复明的唯一手段是移植人工角膜。”
实现人工角膜国产化，是广大眼科医务工作者的共同愿望。因为长期以来，全球仅美国和俄罗斯有人工角膜上市。在2015年的一次学术会议上，史伟云与中山大学博士翟嘉洁深入交流后下定决心：研制人工角膜，让我国终末期角膜盲患者重见光明！
“笨”办法造出理想材料
“当时，美国波士顿Ⅰ型人工角膜（以下简称‘波士顿Ⅰ型’）已广泛使用，但出国治疗费用高达10万美元，让普通家庭望而却步。”史伟云对记者说，“人工角膜国产化迫在眉睫。”
2016年，翟嘉洁牵头成立广东佳悦美视生物科技有限公司，史伟云担任首席科学家，参照波士顿Ⅰ型开始国产化攻关。该角膜包括镜柱、后板、卡圈三部分，组装后像一枚“领扣”，因此又称领扣型人工角膜。
其中，镜柱是核心部件，它状如透明小蘑菇，“蘑菇盖”和“蘑菇柄”直径只有几毫米。制造镜柱的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）材料须满足多个条件：高折射率、可过滤紫外线、符合ISO 10933-1生物相容性标准。“硬度还要适宜。太硬，切削时易碎；太软，又容易出现划痕。”史伟云介绍。
在国内寻找这种材料如大海捞针。
研发团队机械加工师翟舒平带领大家四处寻找PMMA材料做试验。“找到的材料虽满足加工条件，但不符合医用标准，有很多肉眼看不见的杂质，且棒材密度低。”
他们又尝试通过各种途径采购美国生产的PMMA材料，但都因技术封锁吃了闭门羹。
翟嘉洁决定，自主生产PMMA材料。但很快就犯了难：用什么设备生产？
没有经验可循，只能用“笨办法”——对多台PMMA材料生产设备一一进行评估。经过无数次测试，终于筛选出注塑成型设备。
“其实，注塑原理并不复杂。先把粒状原料加入注射机，加热熔化。接着，螺杆推动液态原料进入模具型腔，最后硬化塑形。但注塑过程要求很高——不能析出过多单体杂质，不能带入重金属。”设备负责人梁成新说，“要生产出合格产品，关键是设备各项参数的设定。”
“那会儿是最冷的时节，我们在郊区空旷的厂房内冻得瑟瑟发抖，一边做试验一边调参数，经常忙到凌晨两三点，熬通宵是常事。”翟嘉洁回忆道。
试验、失败，再试验、再失败……研发团队花了大半年才摸索出合适参数，最终用了两年时间生产出理想的PMMA材料。
他山之石助力技术攻关
镜柱的“蘑菇盖”类似光学镜头，光透过镜柱精准聚焦在黄斑区，患者的眼睛才能看清物体。
切削、翻面、抛光，是加工“蘑菇盖”的常规流程。但这种方式会带来较大偏心误差，导致光难以精准聚焦，影响患者术后视力。
“解决这个问题没有思路，我们就去找行业内专家咨询。结合专家建议和生产中遇到的情况，不断修改图纸，前后70多次。”翟舒平告诉记者。
反复推敲打磨后，研发团队摸索出六轴数控车床整体切削工艺，通过20多把刀同时作业，实现一次切削成型，省去了翻面和抛光两道工序。
最终，镜柱光学偏心值被控制在0.01毫米以内，远优于波士顿Ⅰ型0.03毫米的平均值。
控制“蘑菇盖”边缘厚度是另一个难题。
“边缘太厚，植入眼睛会导致眼睑上下滑动不顺畅，不利于角膜上皮细胞爬升，移植后可能出现前房漏水甚至造成异物聚集。”史伟云介绍，“波士顿Ⅰ型镜柱边缘最薄处为0.04毫米，我们决定把这个数字控制在0.03毫米内。这对减少术后眼内炎发生率至关重要。”
把边缘做薄面临两大问题：一是加工材料材质较硬易破碎，二是加工温度过高时易发生熔融。
研发团队再次陷入茫然，他们四处寻找方案。在苏州一家人工晶体生产企业考察时，翟舒平看到车床上安装的冷却系统，顿觉眼前一亮：办法有了！
受此启发，研发团队给数控车床加装了在线实时冷却系统。该系统在切削PMMA材料的关键时间点，可通过智能控制实时对特定位置进行瞬间冷却。“这样一来，在加快车床进刀与切削速度时，不用再担心切割过程中产生高温导致材料熔融。”翟舒平说。
与此同时，技术人员将车床车刀进给量调整为纳米级别，并换上了更精细、更锋利的钻石车刀。
改进设备和工艺后，研发团队一举攻克难关——镜柱边缘最薄达到0.02毫米！
另辟蹊径破除工艺瓶颈
后板像一枚纽扣，直径约为8.5毫米，上有16个直径为1.17毫米的小孔。
“后板主要用来固定载体角膜，需要具备一定曲率才能与载体角膜贴合。”史伟云介绍。
制造后板的材料是金属钛。传统加工方式是先在车床上加工出一块平面的钛圆片，再通过冲床加工把钛圆片冲压成有一定曲率的曲面。
但冲压会产生金属内应力。“好比你一拳打在沙袋上，撞出了一个坑，手拿开后，它会弹回去。内应力类似于这种回弹效应。”史伟云说，“后板的内应力会对载体角膜造成压迫，导致载体角膜溶解坏死，还会增大房水渗漏及眼内感染风险。”
如何有效解决内应力难题？经过反复测试、分析，研发团队摸索出走心加工一体成曲率的方式。“我们通过精密设备直接加工出呈曲面的后板，而不是靠冲压，这就使后板不再产生内应力，能与载体角膜完美贴合。”翟舒平解释。
对研发团队而言，创新永远在路上。更多关键技术不断被“解锁”：后板颜色采用与中国人虹膜相近的棕色，卡圈经喷砂及氧化处理消除了反光……
“最初只是想赶上美国，让患者用得上、用得起中国人自己的人工角膜。”翟嘉洁感慨道，“没想到翻过一座座技术大山后，多项技术指标实现了反超！”
经过5年多努力，材料、厚度、内应力等难题相继被攻克。2021年，国产领扣型人工角膜终于研制成功。几年来，这款产品已进入20多家医院，帮助近百位患者重见光明。
回首研发历程，翟嘉洁表示：“核心技术是定海神针、不二法器。只要坚定创新自信，把核心技术掌握在自己手中，我们也可以从跟跑者变成并行者、领跑者，在新起点上实现更大跨越！”
北京时间凌晨4点至6点，英伟达联合创始人兼CEO黄仁勋发表主题演讲《见证AI的变革时刻》，正式拉开了2024年英伟达GTC大会的序幕。黄仁勋宣布，正式推出名为Blackwell的新一代AI图形处理器（G 据法新社3月18日报道，周一，美国半导体巨头英伟达公司发布了其最新型号的电子芯片，这些芯片旨在支持人工智能（AI）革命，英伟达正努力巩固其作为人工智能领域关键供应商的地位。“我们需要更加强大的 英国科学家首次创造了一个新颖的实验平台，即“量子龙卷风”。它能模拟超流体氦中的黑洞，使研究人员能更详细地观察类似黑洞的行为以及与周围环境的相互作用。通过对超流体氦表面微波动力学的观 记者3月20日从中国科学技术大学获悉，该校郭光灿院士团队在量子态分辨研究中取得重要进展：他们在最小资源消耗的量子态分辨问题中首次提出了全局最优自适应策略，并发展了自适应集体测量实验技术， 因流量突然剧增，3月21日，陆续有用户在社交平台上表示，月之暗面旗下大模型应用Kimi智能助手的APP和小程序均无法正常使用。截至记者发稿时，相关页面和功能已经恢复正常。Kimi突然爆火，在A 人类的语言自产生以来，就不断演化发展。发音、词汇、语法的演变过程，是语言学家较为关注的领域。语言演化的根本动力是什么，演化又呈现出怎样的规律？我国科学家主导的一项心理学研究显示，人类的某 。本文链接：在追赶中反超——国产领扣型人工角膜研发纪实http://www.sushuapos.com/show-2-2293-0.html
声明：本网站为非营利性网站，本网页内容由互联网博主自发贡献，不代表本站观点，本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼，请大家谨防诈骗！若有侵权等问题请及时与本网联系，我们将在第一时间删除处理。
上一篇： 新一代供电插座让航天员在轨用电更好更方便
下一篇： 给鸡蛋涂层膜就能保鲜？