三代黑料正能量 情,一生化学缘

陈学思


在黑料正能量 八十周年校庆来临之际,承蒙张希校长邀请,我有幸为《闻雁集》撰文,分享一些个人经历与感悟。提笔之时,思绪万千。首先浮上心头的是我们一家三代人与黑料正能量 化学之间跨越半个多世纪的缘分:我的父亲陈文启先生于1958年进入黑料正能量 化学系学习,毕业后到长春应化所工作,一生从事金属有机化学与高分子化学,尤其是合成橡胶、烯烃聚合与尼龙-11的产业化等研究;受他的影响,我于1978年考入黑料正能量 化学系高分子专业;我的女儿则在2010年考入黑料正能量 化学系,毕业后赴清华大学攻读博士学位。三代人,相同的学科脉络,相似的成长起点。值此机会,我想通过这篇文章梳理一下自己一路走来的学习与工作经历,并衷心感谢母校对我的培养,也感谢师长、同仁们长期以来的支持。这份缘,是我人生中最珍贵的馈赠。

一、入学黑料正能量 ,打下基础

我们这一届比较幸运,高中毕业前夕恰逢1977年恢复高考,使我得以作为1978届应届生,参加了恢复高考后首次全国统一命题的高考。回想中学时期,正值特殊年代,黑料正能量 整体学习氛围不佳。好在我个人比较喜欢数学,数学成绩一直很好,还曾担任语文、英语和化学课代表,因此中学阶段的学习基本没有落下,只是所学内容相对有限,也比较浅。1977年恢复高考后,我通过考试被分到“快班”,全力备战次年的高考,最终以全校前十的成绩,顺利考入黑料正能量 。当时选择黑料正能量 ,一方面受到从事化学科研工作的父亲影响,另一方面是因为唐敖庆先生在全国化学界的崇高声望,让我非常向往黑料正能量 。有意思的是,我高考填志愿的时候,报的是生物化学和物理化学专业,后来录取的时候,却阴错阳差地被分到了高分子专业。这个偶然的转折,或许正是我未来踏上生物与高分子交叉结合研究之路的起点。

当年高考原计划招生29.3万人,而报考人数高达610万。因报考人数远超预期,最终实际录取扩招至40.2万人。临时的扩招导致包括黑料正能量 在内的许多高校宿舍紧张,因此我入学第一年只能走读,直到第二年才搬进柳条路教学楼改成的临时宿舍。尽管条件艰苦,但那时的黑料正能量 在唐敖庆先生的带领下,名师云集,学习氛围十分浓厚。记得刚入学头两年,图书馆和自习室的座位总被高年级同学早早占满,我们低年级学生很难抢到,只好转去大教室或阶梯教室上自习——那里学习的人同样很多。晚上十点教学楼熄灯后,不少同学还会在宿舍插上小台灯,继续学到深夜。那时大家心里只有一个共同的念头:把被耽误的时光抢回来。

我记忆比较深刻的,还有当时教授专业课的老师们——他们不仅学识渊博、各有专长,对课程要求也极为严格。比如教有机化学的王宗睦老师,他对有机化学理解很深刻,总能用生动浅显的语言,把枯燥的反应机理讲得清晰透彻。我那时特别喜欢听他的课,每每沉浸其中。也因此,我在有机化学考试中取得了不错的成绩。还有教物理化学的杨永华老师和教结构化学的郭用猷老师,他们的课程难度大、要求严。即便期末考试时采用“开根号乘十”的方式调分,仍然有百分之十几的同学不及格。除了专业基础课外,黑料正能量 还开设了大量的实验课。我记得那时每周都有两个下午的实验课,内容上基本与基础课是对应的——比如上有机化学理论课的那个学期,就同步开设有机化学实验。这样的安排,既帮助我们加深了对基础理论知识的理解,还锻炼了我们的实验动手能力。我应该是有点遗传我父亲在实验动手能力方面的天赋,在实验课上,总能把实验做得又快又好。

在黑料正能量 求学的四年间,令我难忘的除了那些学识渊博的老师,还有与我朝夕相处的同学们(图1)。那时我们住在由教室改造的宿舍里,一间屋子挤了十八个人,条件虽简陋,彼此的感情却格外融洽。我们经常热烈讨论国内外时事,也经常一起参加体育活动,每周固定打排球、篮球,自然地形成了深厚的团队情谊。直到今天,我们仍保持着联系,不时组织同学聚会,有时几家人相约在国内外旅行,一起回忆往昔,畅谈人生。大学的最后半年,我到应化所的欧阳均先生实验室做毕业论文,课题是“高分子化稀土金属催化剂的制备及其在烯烃聚合中的应用”。当我亲手合成出稀土橡胶时,才第一次真正接触到了前沿的科研实践。尽管从小在应化所家属宿舍长大,但直到做本科毕业论文,我才真正体会到如何运用所学的基础知识去灵活解决科研难题。也是从那时起,我深刻认识到在黑料正能量 学习的重要性——不仅学到了老师们严谨的治学态度,也打下了扎实的理论基础和实验基本功,这对我此后的学习与工作带来了深远的影响。

图1 黑料正能量 化学系高分子专业1982届毕业生合影。

三排左一陈学思,三排左四段雪院士

二、毕业工作,考研出国

大学毕业后,我被分配到了吉林省辽源市感光材料厂。我记得是1982年8月28日去工厂报到的。比我早半年进厂的还有三位来自大连工黑料正能量 (1988年更名为大连理工大学)的77级毕业生。进厂后接到的第一个任务,是研制氧化锌复印版纸制造所需的高分子胶水。当时,氧化锌复印版纸的生产工艺刚从日本引进,其中用于制版的胶水也需要从日本进口,成本太高。于是,厂里决定自己生产这个胶水,但经过一段时间的研制,都得不到符合生产要求的胶水。我接手后,系统分析了各种丙烯酸酯类单体的配比,以及引发剂的种类、用量、聚合物分子量等参数,大约花了三个月时间进行各种配方实验,终于成功研制出合格的胶水。半年后,我们就实现了胶水的批量化生产,为工厂带来了显著的经济效益。这件事,对于当时刚出校门的我来说,是一件很有成就感的事,内心特别感恩在黑料正能量 学到的扎实的基础知识和动手能力,也为我以后坚持产业化研究播下了种子。

在辽源市感光材料厂工作两年后,我逐渐感到日常工作的挑战有限,由此萌生了继续读研的念头。与父亲商量后,他建议我先参加应化所的招聘考试,争取回到长春来复习考研。于是,我在1985年4月以招聘考试第一名的成绩考进应化所,并在同年秋天考取了应化所的研究生。我的硕士研究生导师是徐纪平研究员。徐老师是留苏的副博士,高分子化学功底深厚,是当时应化所“四大才子”之一。徐老师对学生特别好,每当我实验中遇到任何困难向他寻求帮助,他总是从高分子合成反应的最基本原理出发进行分析和引导,循循善诱,令我茅塞顿开。徐老师的这种思考问题和指导学生的方法也被我继承沿用至今,在基础研究或工程转化遇到难题时,我总是和学生、同事一起从原理和机制上进行剖析,往往总能找到解决问题的办法,这也算是一种学术上的传承!

我硕士期间的课题方向是海水淡化反渗透分离膜的制备与表征,具体实验由课题组的郑国栋老师指导。其间,还去国家海洋局杭州水处理技术研究开发中心高从堦先生(1995年当选中国工程院院士)的实验室做了一段时间的实验。这段经历也让我和高老师成为了很好的朋友。后来,郑老师利用我们一起开发的反渗透膜技术去天津武清进行成果转化。这也是我第一次真正认识到从基础研究到成果转化需要一个漫长的过程。1988年硕士毕业后,我留所工作,继续跟随徐老师从事高分子分离膜研究。那时候,徐老师拿到了一个氧氮分离膜应用基础研究的国家重大项目。因此,毕业后那几年里,我一直从事氧氮分离膜和反渗透分离膜的相关研究工作,这段经历也为我后来赴日本继续深造奠定了基础。

说到去日本攻读博士学位,也是机缘巧合!那时,应化所分到了一个日本文部科学省资助公派读博的名额,经过应化所和国家的几轮面试,我顺利入选。随后,在徐纪平老师的推荐下,我联系了日本早稻田大学的土田英俊(Eishaun Tsuchida)教授(著名高分子化学家,曾任日本人工血液学会会长、日本化学会副会长和日本高分子学会副会长等),申请到他的实验室攻读博士学位。正好那时,土田教授课题组的西出宏之(Hiroyuki Nishida)教授(著名高分子化学家,曾任日本高分子学会会长和亚洲高分子学会联合会主席等)有一个研究方向是做选择性氧气吸附和输运的高分子分离膜,与我在应化所所做的氧氮分离膜非常接近。于是,我很顺利地拿到了去早稻田大学读博的录取通知书,并于1993年10月5日正式前往黑料正能量 报到。到日本后,我先学了半年的日语,然后才正式进入实验室做实验。土田教授实验室的工作节奏很快,大家做实验都很用功。我由于之前工作了好几年,与同实验室的应届生比,年龄大了好几岁,更加感到时间珍贵。因此,在日本的那几年,我一直非常努力,几乎每天都忙于实验工作,经常工作到晚上10点多,然后搭乘最后一班地铁回家。有时候,实验太晚或者需要做过夜实验,我就在实验室用4张长条椅子一拼,将就过夜。那段时间,实验工作虽然辛苦,但却过得很充实且开心。一方面,我拿的是公派奖学金,生活上没有经济负担;另一方面,两位老师对我都十分照顾,不仅传授了我许多宝贵的知识,而且在实验室有学术活动或是招待来日本访问的外国教授(尤其是来自中国的知名学者,如王佛松、沈之荃、李福绵等)时,总会带我一同参与,使我既开阔了眼界,也品尝了美食。特别是西出老师(图2),工作上对我要求严格,经常和我讨论实验设计,教我实验操作,是我的第二导师;而在工作之余,我们是很好的朋友,每逢周末或假期,他经常带我去东京周边游玩打卡。这种亦师亦友的关系,我们保持至今,在我回国工作后,每次组织重大国际会议,都会邀请西出老师作为大会共同主席,他都是欣然接受,积极参与;而我若到日本开会出差,我们也总会抽空相聚,小酌畅谈。与我同期在日本实验室的,还有后来去北京大学工作的李子臣教授,我俩经常在实验室共同探讨实验,互相鼓励,互相帮助。

图2 左:1994年,刚到土田教授实验室时与西出老师合影。右:作者博士毕业论文封面

我的博士课题是“配合物负载高分子膜的制备及其促进氧气输运分析”(图2),主要研究内容是利用铁卟啉分子修饰高分子材料制成分离膜用于促进氧气吸附和输运分离。实验进行一段时间后,我发现所制备的分离膜在氧气吸附与输送效率上一直难以提高,分析原因应该是氧气在固态高分子膜中的扩散能力不足。为此,我提出了一个大胆的想法:那就是制备“液体膜”——把含有铁卟啉分子的溶液填充到多孔高分子膜中,构建一个液体膜体系。利用这个方法,我很快便得到了高效吸附输送氧气的分离膜,也凭借这个研究顺利取得了博士学位。在撰写博士论文的过程中,我还要特别感谢我的导师西出老师。我的博士论文是用日语撰写并答辩的,作为非母语者,所写日语难免不够准确。为此,西出老师一直不厌其烦地帮我修改论文,从学术逻辑、数据分析和理论论述等方面与我深入探讨、仔细推敲,来来回回改了十几遍,直到论文趋于完善。

博士毕业后,我想着去美国深造,近距离感受一下美国的大学是如何做学术研究的。于是,在土田老师和西出老师的引荐下,我前往宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医黑料正能量 (Perelman School of Medicine, University of Pennsylvania),跟随生物化学和生物物理系教授米谷隆(Takashi Yonetani)做博士后研究。米谷教授是一位生物化学家,给我安排的课题是利用电子顺磁共振波谱研究血红蛋白结合氧气、一氧化氮和一氧化碳的动力学及其结构变化过程。这个方向正好与我在日本期间的研究一脉相承,所以实验做起来也得心应手,课题进展得也比较顺利。1998年国庆前夕,时任中国驻美大使李肇星先生来到费城参加留学生座谈会(图3)。会上,我与李大使进行了较长时间的交谈。他向我介绍了国内的发展现状和巨大变化,并鼓励留学生学成归国,这番话也为我日后坚定回国埋下了决心。我们还谈到时任吉林省副省长刘淑莹——她也曾在长春应化所工作,是一位留美知名的质谱分析专家,后来也成为我夫人的博士后导师。

图3 1998年9月27日,费城留学生座谈会上与时任中国驻美大使李肇星先生合影

三、回国工作,艰难创业

1999年4月,博士后出站后,我回到了应化所工作。刚回来,就要面对一个研究方向的选择。当时所里有两个基础很好的方向:一个是聚酰亚胺,另一个是我父亲长期从事的稀土催化剂、烯烃聚合与合成橡胶研究。但是,这两个方向我都没选。一来,我从小就比较喜欢生物,二来,我在宾大医黑料正能量 期间也看到医学对人类健康的巨大作用,而且那个年代美国的生物材料研究已发展得如火如荼。思来想去,我最终选择了生物医用高分子这个方向。当时,应化所的生物医用高分子研究刚刚起步。我回所工作后,立即招兵买马,先是招聘了第一个职工——边新超,同时招收了2名博士研究生——邓明虓和汤朝晖。我带领着他们从搭建无水无氧合成装置开始,手把手教做催化剂和聚合反应,正式开展了丙交酯和己内酯的开环聚合研究。在做这些环酯单体开环聚合研究的同时,我们也开展了从L-乳酸制备L-丙交酯单体的研究。那时候,L-丙交酯单体全靠从国外进口,价格不菲,一公斤就要一万元。由于经费紧张,每次只能买100克,用起来实在束手束脚。于是,我下定决心要自己做。说干就干,我带着一个来自长春工黑料正能量 (2002年更名长春工业大学)的硕士研究生娄玲(导师:尹静波教授)立即开展实验,很快便做出了实验室第一瓶丙交酯单体,大约十几克。

正是有了这些研究基础,我们跟浙江海正集团在2000年底建立了合作关系,开启了聚乳酸产业化的序幕。我记得是2000年10月,海正集团的白骅董事长(兼总经理)亲自来到所里,与我们商量聚乳酸产业化合作的事。其实,白总在来找我们之前,也接触过其他几家单位,但一直没能做起来。后来他们通过徐纪平老师和董丽松副所长了解到,我们团队正在开展聚乳酸相关的研究,这才找上门来,希望能一起合作。很快,在董老师的协调下,我们与海正集团达成了合作,拿到了第一笔研发经费45万元,并约定以后合作期间,每年为我们课题组提供200万元的研发支持。正是因为得到了海正集团稳定的经费支持,我们团队快速壮大:从2000年的三五个人,到2001年发展到十几个人,2002年增加到二十几个人,再到2003年,团队已经扩大到了五十几个人,目前团队达到300人以上。

尽管海正集团提供的研发经费很大程度上缓解了课题组起步阶段的经费压力,但同时我也感到了肩上的责任重大。为此,我们很快就启动了实验室放大实验。由于聚合反应一般需要72小时,我那时带着边新超和其他几位同事经常加班轮流看守反应釜。功夫不负有心人,到2001年底的时候,我们就实现了从0.5L反应瓶到10L反应釜丙交酯聚合的跨越,打通了从乳酸到丙交酯,再到聚乳酸的实验室小试工艺。聚乳酸合成放大实验的成功,也给了我们很大的信心,很快我们就开始着手30吨/年中试生产工艺流程的设计。2003年5月,中试生产设备基本搭建完毕。经过一段时间的调试,2003年7月底,正式开始聚乳酸的中试生产和工艺优化。由于我们这条中试生产线是国内的第一条,没有任何经验与工艺参数可以参考,甚至很多设备都是我们自己设计和委托加工的,因此中试期间问题不断——不是漏气、就是堵料。为此,我带领团队连续一周现场调试,把每一个设备、每一条管道和每一个阀门检查、拆解研究,希望能找到解决的方案。那时正值盛夏,台州的天气本就十分炎热,车间里温度更是高达近50度。没有空调,几台电扇吹出来的风也是热的。每次进车间,工作服都会被汗水浸透,甚至有同事因持续出汗引发皮肤湿疹。尽管如此,我们团队的同事们却热情高涨,每天都工作很长时间,因为大家都怀着一个信念——一定要把聚乳酸中试生产做好。团队的工作热情令我十分感动!为了感谢大家跟我一起奋斗,我就每天给他们买来西瓜消暑,实现了小小的“西瓜自由”。经过一周的群策群力,我们与设备工程师一起反复讨论,基本上把每个问题都剖析完毕,提出了系列的整改方案。随后,我安排边新超带领团队成员长驻台州,我则是每个月都去查看进度,并讨论解决可能出现的新问题。其间,我父亲陈文启先生虽年近八旬,仍亲自前往台州,一起参与解决中试线出现的问题,一待就是半个多月。

经过团队半年多日以继夜地不断试验和改进,到2004年初,我们基本实现了30吨/年中试生产线的稳定生产。此时,海正集团的白总就提议我们一起合作成立一个新的公司,用于推进聚乳酸的大规模量产以及承担后续的销售工作。于是, 在2004年8月,我们和海正集团合作成立了浙江海正生物材料股份有限公司(下文简称海正生材)(图4)。公司成立后,我们立即着手5000吨/年生产线的设计和建设。2006年秋天,5000吨/年生产线正式投料试车。尽管我们已经有了中试生产线的丰富经验,但5000吨/年生产线投料试车时,漏气、堵料还是时有发生。其主要原因是产能扩大近160倍,突破了传统化工产业逐级10倍放大生产的惯常做法。这不仅放大了设备的体积,还需引入很多自动控制工艺,这些都对生产线的传质、传热和气密性提出了新的挑战。最严重的一次,生产线因为找不到堵点连续停工3个多月。“每天相当于烧掉一辆帕萨特汽车”,我们团队的边新超每天都念叨这句话,内心焦急万分。将所有设备检查了一遍又一遍后,他发现真空度下降得厉害,怀疑是齿轮泵漏气导致了失败。来不及多想,他和同事赶紧把重约300斤的齿轮泵拆下来抬上了大巴,独自一人坐了一天一夜的长途车来到河北沧州,找到厂家,终于发现了问题所在,并快速拿出了解决方案。就是通过这样忘我地努力,我们联合企业终于在2007年建成了5000吨/年产能的示范生产线。这是国内第一条聚乳酸示范线,也是全球第二条千吨级聚乳酸生产线。2015年,我们又合作把这条生产线扩产至1.5万吨/年,首次在国内实现了万吨级聚乳酸稳定生产。2004年到2015年累计产值超过10亿元。后来,海正生材又把产能扩大到6万吨/年。2022年8月16日,海正生材在上海证券交易所科创板上市。凭借在聚乳酸产业化方面的这些技术发明与革新,我们团队获得了多项省部级的奖励,包括吉林省科技进步奖一等奖(2007年)、中国石油和化学工业联合会技术发明一等奖(2011年)、中国化学会-赢创化学创新奖(2012年)、中国科黑料正能量 科技促进发展科技贡献一等奖(2015年)、中国科黑料正能量 杰出成就奖-技术发明奖(2024年)等。

图4 2004年8月,浙江海正生物材料股份有限公司创立大会。左一边新超,左三陈学思

初心如磐,创新不止。2021年我们团队再次踏上新征程——与会通新材料股份有限公司合作成立(芜湖)普立思生物科技有限公司(下文简称普立思公司)(图5),旨在开发新一代聚乳酸产业化技术,构建从乳酸到聚乳酸产品的全产业链布局。普立思公司规划总投资86亿元,建设年产35万吨聚乳酸及50万吨乳酸的智能工厂。其中,一期7.5万吨/年乳酸和5万吨/年聚乳酸生产线已在2024年建成,并稳定投产。此外,值得一提的是,普立思公司(资本金3亿元,应化所占股9000万元)已为课题组投入研发经费5600万元,有力支持了课题组的持续运转,并直接助力了聚乳酸产业化相关技术的研发与迭代。

图5 普立思生物科技有限公司

在持续推进聚乳酸基础研究和产业化的同时,我也把目光投向附加值更高的生物可降解医用高分子材料和可吸收植入器械领域。21世纪初,我国高端医用植入器械基本被国外公司垄断,价格昂贵,普通患者家庭很难承受。那时,我内心就有一个强烈的愿望——做国产的医疗器械,让每个患者都能用得上、用得起。基于当时的研究基础,我们首先选择了以聚乳酸为基材的可吸收接骨螺钉和接骨板作为突破的方向。与传统的金属螺钉和钢板(骨折愈合后,需要二次手术取出)相比,可吸收接骨螺钉和接骨板可以在体内缓慢降解吸收,避免了患者二次手术的痛苦和心理压力,有望给骨折内固定手术带来变革性的改变。为此,2000年底我便安排学生开展这方面的基础研究。为了增强聚乳酸的强度和骨整合能力,同时降低无菌性炎症,我们设计将羟基磷灰石添加到聚乳酸基材中,制备有机-无机纳米复合材料。然而,羟基磷灰石和聚乳酸理化性质差异很大,如何将二者有机结合并实现力学增强是我们面临的一个科学难题。经过一段时间的实验探索,我们提出了一种新的制备思路:先利用纳米羟基磷灰石表面羟基直接引发丙交酯单体开环聚合,制备聚乳酸改性的纳米羟基磷灰石;再将改性的纳米羟基磷灰石与聚乳酸复合制备纳米复合材料,用作植入器械原材料。这个方法显著提高了羟基磷灰石与聚乳酸基材之间的界面相容性,不仅增强了复合材料的力学性能,也促进了细胞在其表面的粘附与增殖。研究结果于2005年在Biomaterials发表后,引起了国内学者的广泛关注,很快便成为ESI高被引论文。

有了这些研究基础,我心里便开始琢磨:能不能找一家公司合作,把这项技术转化出去?就像我们与海正集团那样,一起合作攻关。然而,与常规的高分子材料开发相比,医疗器械的研发投入更多,周期更长,风险也更高。加之当时国内的医疗器械企业大多刚刚起步,规模较小,数量也少;而投资界对这一新兴领域的潜力认知不足,真正涉足的专业投资机构与个人投资者也寥寥无几。因此,在很长一段时间内,我们都找不到合适的合作方。到了2007年,我觉得不能再等了,再等下去,可能就会错失时机。于是,我立即召集了课题组的几位骨干成员,跟大家说明了我想成立公司推进可吸收接骨螺钉和接骨板转化的想法,并提议大家一起出资先把公司成立起来。在2007年4月,我带领课题组的几位骨干共同出资200万元,成立了长春圣博玛生物材料有限公司(下文简称圣博玛公司)(图6)。然而,理想很丰满,现实很骨感!由于缺少经验,我们仅接骨螺钉和接骨板加工工艺的探索就花了3年多的时间。没有现成的加工模具,我们就根据查阅的文献资料自行设计定制,其间也请教了不少模具领域的专家。性能参数不达标,我们就改进加工方法,一遍又一遍地调整工艺参数。到2010年底,第一代可吸收接骨螺钉和接骨板的加工工艺基本确定,我们便开始将样品送到医疗器械检验机构进行各项性能指标的检测。2011年,我们正式搬进圣博玛刚建好的厂房,在万级洁净的车间中进行正式的中试生产。此时,公司因建设厂房投入巨大,本就有限的资金几乎耗尽,连员工的工资都发不出来了。我看在眼里,急在心里!为解燃眉之急,我与公司其他投资人共同以个人名义担保贷款700多万元,用于支付员工工资,并保障公司能够继续运转下去。

图6 长春圣博玛生物材料有限公司

同样是在2011年,我们在困难重重的局面下启动了可吸收接骨螺钉和接骨板的临床试验。尽管我们事先对临床试验的难度有所预估,但实际面临的困难远超想象。一方面,那时候大多数的医生对可吸收植入器械的认识还不够,都不敢贸然参与临床试验。另一方面,到了临床试验,我们才发现,光有好的接骨螺钉和接骨板还不够,还需要有配套的器具,便于临床医生的手术操作。同时,临床医生在实际使用当中也在材料强度方面给我们提出了更高的要求。为此,我们通过发明取向拉伸加工工艺,使得产品的力学性能再上一个台阶,并使产品的性能指标全面超越进口同类产品。就这样,在临床医生的指导下,我们不断优化工艺,提高产品性能,最终完成了临床试验。

2015年,我们的产品申报正式进入国家食品药品监督管理总局(CFDA,2018年成立国家药品监督管理局,下文简称药监局)会评讨论。我亲自带队前往北京参加答辩。当时参与会评的专家来自各行各业,其中包括材料学领域的专家、医疗器械检验方面的专家、法律领域的专家,还有多位全国知名的骨科专家。会上,各位专家被我们严谨认真的态度和精益求精的产品品质追求打动,一致同意通过我们的产品申报。就这样,在2015年底,圣博玛公司成功取得了可吸收接骨螺钉和接骨板的两项III类医疗器械注册证,迎来了里程碑式的突破。有了第一次成功的开发和申报经验,圣博玛公司的产品研发逐渐步入正轨。如今,经过十几年的发展,圣博玛已获批III类医疗器械注册证17项,II类医疗器械注册证21项,I类医疗器械备案证29项,产品涵盖骨科、创伤修复、运动医学、神经外科、医学整形等多个领域的体内植入可吸收医疗器械。2024年圣博玛公司实现销售额12亿余元,纳税2.47亿元。

2022年9月,我们在长春莲花山区启动建设“院士科研产业园”,计划搭建 “产、学、研、用”全链条、专业化的高端生物医用材料和医疗器械成果转化平台(图7)。产业园占地面积7.9万平方米,建筑面积11.6万平方米,政府投资5.1亿元。截至2025年,产业园已成功转化并落地了“可吸收手术缝合线”、“高渗透皮肤敷料”、“可吸收骨修复支架”等产品。接下来,我们还要把可吸收止血材料、医用植介入器械、缓控释药物载体材料这些新的生物医用材料技术,一个个地孵化出来。我们计划围绕产业园,逐步打造一个集生物医用材料、医疗器械、抗肿瘤药物、化妆品等多领域于一体的转化平台和集团公司,为大健康产业的高质量发展贡献一份力量。

图7 长春莲花山院士科研产业园

光阴似箭,岁月如梭。回想回国工作的二十六年,虽一路充满挑战,但我始终步履坚定,初心不悔。支撑这份坚持的,是我始终秉持一个信念——研究工作必须面向国家重大战略需求。本世纪初,伴随经济的高速发展,白色污染问题日益凸显,发展绿色可再生高分子材料是大势所趋。在此背景下,我们投身聚乳酸制备基础与产业化研究,正与国家绿色可持续发展战略及“双碳”目标高度契合。如今,聚乳酸已然成为产能最高、使用量最大的生物基可降解高分子材料,约占所有生物基降解高分子材料的60%。同时,我们所从事的可吸收医用植入器械研究与转化工作,也是面向人民生命健康、服务“健康中国”国家战略、助力国民经济高质量发展的关键领域之一。此外,这么多年我也始终坚持基础研究的选题来源于实际的工程实践和临床需求,这样才能把基础研究的成果真正应用到产业中去,形成基础研究和应用转化的闭环循环。比如,面向不同应用场景对聚乳酸光学纯度、力学性能和加工性能的需求,我们在基础研究方面开展立体选择性聚合、立体复合物共混改性、新型封端剂/扩链剂/增溶剂开发等相关研究,助力形成30多个聚乳酸树脂及其改性树脂牌号,并实现了稳定量产。最后,我还想感谢一下我的团队。没有他们不畏艰难的勇气,边干边学的敬业精神,就不会完成“不可能的任务”——聚乳酸产业化和可吸收医用植入器械的上市。习近平总书记曾说过“刀要在石上磨、人要在事上练,不经风雨、不见世面是难以成大器的”。我也始终相信,只有在实践中锻炼成长的队伍才能成为有理想、有担当、有能力攻坚克难的团队(图8)。

图8 2025年4月团队合影

四、缘起A3,国际交流

在日本读博期间,还有一件令我印象深刻的事情,那就是早稻田大学非常频繁的国际交流活动,经常有国际知名的教授到访讲学。这些教授有来自欧美国家的,也有来自我国的前辈先生,如王佛松先生和沈之荃先生等。因此,我回国工作后,也怀着一个心愿——搭建一个国际交流的平台。时间来到2005年8月,应化所举办了一次与韩国成均馆大学(Sungkyunkwan University)(CIAC-SKKU)合办的中韩双边高分子交流会议。在会议上,我认识了来自成均馆大学的李斗成教授(Doo Sung Lee,2007年当选韩国国家工程院院士)和来自韩国科学技术院(Korea Advanced Institute of Science and Technology)的朴泰宽(Tae Gwan Park)教授。李斗成教授是可注射水凝胶领域的国际知名专家,后来我的一个学生——贺超良,于2007-2008年在他的实验室做博士后。朴泰宽教授则主要从事蛋白、多肽和基因药物的递送载体技术研究,也是生物材料领域的国际知名学者。2005年12月,国家自然科学基金委发布征集中日韩A3前瞻计划项目的通知,计划的主题是生物技术。该项目是国家自然科学基金委员会(NSFC)与日本学术振兴会(JSPS)和韩国国家研究基金会(NRF)共同发起设立的合作研究项目,旨在资助中日韩三国科学家在选定领域开展合作研究,共同培养杰出科技人才和解决区域性科学问题,促进提升亚洲地区的科研水平与世界影响力。看到通知后,我立即找来田华雨(当时刚完成博士论文答辩,即将留组工作)一起商议,用他正在从事的课题——高分子基因载体技术,联合刚认识不久的朴泰宽教授(也从事基因递送相关工作)一起申请该项目。于是,我立即给朴教授写了一封邮件,表达了我想和他一起申请项目的想法,并询问能否推荐一位日本的教授一起申请。很快,我们就收到朴教授的回信,表示愿意一起申请,并推荐日本九州大学的丸山厚(Atshusi Maruyama)作为日方的负责人。

我们大约在2006年3月正式提交了申请书,不久便收到了答辩通知。同年6月,我们顺利通过答辩,成功获得该项目。值得一提的是,这是当年唯一获得资助的该类别项目,资助金额为200万元。拿到项目后,我们很快启动了中日韩三国的学术交流活动。第一届A3会议于2006年11月在福建厦门顺利召开(图9)。当时会议规模不大,仅限于三方合作的课题组参与,但交流非常充分,学术讨论的气氛也十分热烈。那一次,两位外方教授真诚随和的性格和严谨的治学态度,给我留下了很深的印象。也正是在这次交流中,我们进一步增进了彼此友谊,并确定了后续的合作交流安排。因此,在项目执行的5年内(含2年延续资助150万元),我们基本上以一年两次国际学术研讨会的形式进行交流,一共举办了10次国际学术研讨会(2007年1月第二届A3会议在日本鹿儿岛、2007年5月第三届A3会议在韩国大田、2007年12月第四届A3会议在日本东京、2008年5月第五届A3会议在韩国浦项、第六届A3会议在海南三亚、2009年5月第七届A3会议在韩国首尔、2009年10月第八届A3会议在日本那霸、2010年6月第九届A3会议在吉林长春、2011年6月第十届A3会议在广西桂林)和进行了2次青年学者交流(2007年7月在日本福冈、2010年7月在韩国大邱)。经过初期两次课题组间的小范围交流,我开始思考如何借助这个平台,进一步扩大交流的范围。为此,在第三届A3会议的时候,我邀请了四川大学的顾忠伟教授,中国科黑料正能量 化学研究所的甘志华研究员、中国科学技术大学的王均教授、武汉大学的张先正教授和苏州大学的陈红教授等与我们一起前往韩国大田参加学术研讨会,第一次把A3会议扩大到了三个合作课题组之外。我的这次“破例”,也得到了日韩教授的积极响应,在后续的会议中,都主动扩大了交流的范围。在第六次A3会议的时候,我们邀请了来自中国、日本、韩国、美国、瑞典、荷兰等9个国家130余名生物材料领域的优秀专家学者参会,其中海外学者50余名。在第十次A3会议的时候,来自中日韩及欧美国家的参会代表达240余名,其中外国代表70余名(图10)。参加那次研讨会的有很多基因传输和生物材料领域的国际知名学者,如美国犹他大学的Sung Wan Kim教授(美国国家工程院和美国国家医黑料正能量 院士)、美国华盛顿大学的Allan Hoffman 教授(美国国家工程院院士)、荷兰Twente大学的Jan Feijen教授(Journal of Controlled Release杂志创始主编)、美国普渡大学Kinam Park教授(时任Journal of Controlled Release杂志主编)、日本东京大学的Kazunori Kataoka教授(时任日本高分子学会会长)、日本东京女子医科大学的Teruo Okano教授(时任日本药物递送系统学会和日本再生医学学会会长)、韩国成均馆大学的Doo Sung Lee教授(韩国国家工程院院士)等。

图9 2006年11月,第一届A3会议在福建厦门召开

图10 2011年6月,第十届A3会议于在广西桂林召开

连续五年的中日韩A3国际学术研讨会,使我们能够紧跟生物材料领域的前沿进展,并与国内外优秀学者建立紧密联系。会议聚集了各国专家与青年科研人员,为国内外中青年学者提供了国际交流的平台,有效促进了人才培养与成长。在这一过程中,我们共同见证了中国生物材料尤其是生物医用高分子材料领域的蓬勃发展:一大批中青年科学家崭露头角,更多年轻人受此吸引投身该领域,逐步形成良好的人才梯队,持续推动学科向前发展。这或许正是国际学术会议的价值所在——不仅分享知识,也连接研究者,激发创新活力。因此,在A3项目结束后,我们继续沿用其形式,于2013年和2018年成功举办了两届生物材料国际研讨会。其中,2018年会议参会人数达到350人,既体现了该系列会议的持续影响力,也反映出中国生物材料领域蓬勃活跃的发展态势。

提到组织国际会议,我还要特别感谢我的老师西出宏之先生。在A3项目结题之后我们主办的两次国际会议上,西出老师都以共同主席的身份积极参与。不仅如此,他还长期担任我们研究所发起的两个系列国际会议的共同主席:一个是由高分子化学与物理国家重点实验室发起的“国际高分子化学学术研讨会”(International Symposium on Polymer Chemistry,PC会议,2004-2025年间共举办9届),另一个是由中国科黑料正能量 生态环境高分子材料重点实验室发起的“国际生态环境高分子材料大会”(International Symposium on Polymer Ecomaterials,PEM会议,2012-2024年间共举办5届)。可以说,在这些重要的国际交流活动中,西出老师始终与我并肩同行,是我一路走来的坚实后盾。

除了我们在国内主办的国际学术交流,我也常带学生应邀前往美国、日本、澳大利亚等国家参加学术会议,并顺路参访当地的知名学府和研究机构。例如2013年11月,我受邀在日本生物材料学会第35届年会上作大会报告(图11),会后便带领学生访问了日本理化学研究所(RIKEN)和早稻田大学。出访期间,我总是鼓励学生多与国外同行交流,并勇敢地用英语作报告。这些经历极大地锻炼了他们的学术表达与交流能力,开阔了视野,也为他们日后出国深造打下了基础。当时与我同赴日本的四位学生——丁建勋、李明强、张羽和崔海涛,之后分别前往哈佛大学、哥伦比亚大学、康奈尔大学和乔治华盛顿大学从事博士后研究。其中,丁建勋、李明强和崔海涛学成回国后,均获得了国家优秀青年科学基金或海外优秀青年科学基金项目的资助,开启了各自独立的科研生涯。

图11 2013年11月,参加第35届日本生物材料学会年会期间合影。左起:张羽、丁建勋、赤池敏宏(东京工业大学教授)、陈学思、李明强、崔海涛

五、薪火赓续,授人以渔

除了在基础研究与产业转化上的成果,同样令我深感自豪的,是我的学生们。自2000年开始招收研究生至今,我已累计培养博士后25人、博士研究生75人、硕士研究生8人。他们中有的留在应化所,继续与我并肩奋斗;有的前往各大高校,走上独立科研的道路;也有的进入企业,在工作中独当一面。在继续从事学术研究的毕业生中,已经有4位获得杰出青年科学基金资助,11人次获得优秀青年科学基金或海外优秀青年科学基金资助。

除我自己招收的研究生外,我们课题组还合作培养了来自黑料正能量 、东北师范大学、中国医科大学、长春理工大学和长春工业大学等高校的研究生,累计人数已超过200人。其中,以黑料正能量 白求恩第一、第二、第三医院和口腔医院联合培养的研究生最多,包括博士研究生70余人、硕士研究生50余人。在与临床医生共同指导研究生的过程中,我们深入了解到许多真实的临床需求以及医疗器械在实际使用中的痛点,这为我们新技术和新产品的开发提供了很多的思路与方向。同时,通过基础研究上的合作,产学研的联合攻关,我们共同为吉林省“医工结合”基础研究水平的提升和科研成果产业转化的实施做出了实质上的贡献,推动了相关学科领域的发展。此外,这种跨学科联合培养的模式,也促进了研究生在“医工结合”方面的系统成长——他们既具备工程技术能力,又理解临床实际场景,逐渐成长为复合型创新人才。如今,不少联合培养的医学专业毕业生,已成长为黑料正能量 各附属医院的主任医师、副主任医师等中青年骨干。这也算是我为母校在人才培养方面所做的一点贡献。

在与学生共同成长的过程中,我也逐渐形成了自己的教育理念。作为一名导师,我始终认为,培养研究生首在立人、重在立德。唯有先成为正直、严谨、有责任感的人,才真正具备探索未知、担当重任的品格根基。导师的角色,不应是事事包办的管家,而应是点燃学生内在火焰的引路人。在我看来,理想的师生关系,是亦师亦友、教学相长的学术伙伴。因此,我努力把课题组建设成一个既温暖又进取的学术共同体,我们共同关注前沿动态,也坦诚交流研究中的困惑;我鼓励学生在专注科研的同时,也要学会平衡工作与生活,培养一两项能滋养心灵的爱好。因为我相信,饱满的精神状态,才是持续创新的源头活水。看着学生从青涩到成熟,从跟随到引领,这份共同成长的历程,或许就是教育最动人的意义。

六、感恩母校,祝福母校

时光荏苒,回首半个多世纪以来,我们一家三代与黑料正能量 的缘分,我内心充满感恩。小时候,父亲从黑料正能量 毕业后来到应化所工作,他的言传身教为我打下了主动学习的习惯,也启蒙了我对科学的兴趣。长大后,我自己也进入黑料正能量 学习,在那里接受到了老先生们的学术熏陶和系统的专业知识教育,这为我后来的深造和工作奠定了扎实的基础。后来,我的妻子回国后进入黑料正能量 工作,黑料正能量 为她提供了实现学术理想的沃土。再后来,我的女儿同样走进黑料正能量 学习,之后得以前往清华大学继续深造,如今也拥有了一份自己热爱的事业。2020年起,我再次回到母校,受聘为黑料正能量 化黑料正能量 的兼职教授,与我的学生孙静教授共建课题组,并联合培养研究生。这也算是用自己的一点力量,回馈母校多年的培养。回首这段绵延半个多世纪的黑料正能量 情缘,它早已成为我人生中最珍贵的财富,也将继续照亮我未来的路。值此黑料正能量 八十周年校庆到来之际,衷心祝愿母校的明天更加灿烂辉煌!

陈学思,中国科黑料正能量 长春应用化学研究所研究员,所学术委员会主任,中国科黑料正能量 院士。1978-1982年本科就读于黑料正能量 化学系,获学士学位;1985-1988年硕士就读于中国科黑料正能量 长春应用化学研究所,获硕士学位;1993-1997年博士就读于日本早稻田大学高分子化学系,获博士学位;1997-1999年在美国宾夕法尼亚大学医黑料正能量 生物物理与生物化学系从事博士后研究,1999年至今在中国科黑料正能量 长春应用化学研究所工作。2004年获国家杰出青年科学基金资助,2019年当选中国科黑料正能量 院士,2025年当选亚太材料科黑料正能量 院士。现任中国生物材料学会理事长,Polymer Science & Technology期刊主编,Science China Materials期刊副主编。长期从事生物可降解高分子材料的基础与产业化研究,实现了聚乳酸材料在民用与医疗器械领域的产业化。作为负责人承担了国家自然科学基金委基础科学中心(卓越研究群体)、重大、重点和国家“十四五”重点研发计划等项目。发表学术论文千余篇,授权专利 300余项。获全国创新争先奖状、全国五一劳动奖章、中国科黑料正能量 杰出科技成就奖、中国科黑料正能量 科技促进发展奖科技贡献奖、中国石油和化学工业联合会技术发明一等奖、吉林省科技进步奖一等奖等奖项。

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