3月1日上午，2018年度北京市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)在北京會(huì)議中心舉行，共有212項(xiàng)成果獲獎(jiǎng)，其中一等獎(jiǎng)24項(xiàng)、二等獎(jiǎng)58項(xiàng)、三等獎(jiǎng)130項(xiàng)。北京大學(xué)共有18個(gè)項(xiàng)目獲獎(jiǎng)，其中作為第一完成單位獲獎(jiǎng)12項(xiàng)。

頒獎(jiǎng)現(xiàn)場(chǎng)

　　各類獎(jiǎng)項(xiàng)統(tǒng)計(jì)如下：

　　北京大學(xué)作為第一完成單位的獲獎(jiǎng)項(xiàng)目清單如下：

　　項(xiàng)目簡(jiǎn)介：

　　飲用水源總氮污染防控與修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用

　　北京大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院籍國東教授團(tuán)隊(duì)牽頭研發(fā)的“飲用水源總氮污染防控與修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”項(xiàng)目（完成單位：北京大學(xué)、中國灌溉排水發(fā)展中心、浙江愛迪曼環(huán)保科技股份有限公司、河海大學(xué)等）獲得“2018年度北京市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)”。

籍國東在頒獎(jiǎng)現(xiàn)場(chǎng)

　　飲用水源安全對(duì)人的生命和健康至關(guān)重要，是人民群眾最關(guān)心、最直接、最現(xiàn)實(shí)的水問題。當(dāng)前，我國飲用水源的共同特點(diǎn)是受水源地分散點(diǎn)源直接影響大，受水陸交錯(cuò)帶種植區(qū)化肥農(nóng)藥和石油化學(xué)品面源污染機(jī)會(huì)多，水源水體總氮含量高。為破解飲用水源總氮污染防控與修復(fù)共性技術(shù)難題，籍國東團(tuán)隊(duì)將水源地、水陸交錯(cuò)帶和水源水體視為一體整體，通過創(chuàng)立功能微生物耦合脫氮調(diào)控機(jī)制、富集培殖土著高效脫氮菌群、革新脫總氮共性技術(shù)裝備，形成了飲用水源總氮污染防控與修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)體系。該項(xiàng)目取得的主要?jiǎng)?chuàng)新性成果包括：原創(chuàng)建立了氮轉(zhuǎn)化功能微生物群組耦合脫氮機(jī)制，研發(fā)了水源地低碳氮比分散污水SAOD脫氮及功能微生物群組調(diào)控技術(shù)，形成生物生態(tài)耦合云平臺(tái)遠(yuǎn)程運(yùn)維調(diào)控整裝工藝，解決了水源地低碳氮比分散污水高效脫總氮及長(zhǎng)效運(yùn)維難題；針對(duì)水陸交錯(cuò)帶徑流總氮攔截率低和土著降解菌活性差問題，創(chuàng)建了北京市水源地含氮有機(jī)物降解調(diào)控模型，研發(fā)了水陸交錯(cuò)帶完整生態(tài)鏈控氮及含氮有機(jī)物生物激活治理技術(shù)；針對(duì)外源菌強(qiáng)化修復(fù)水源水體存在健康風(fēng)險(xiǎn)問題，研發(fā)了水源水體土著脫氮菌群富集培殖及固定生物床脫氮技術(shù)，解決了水源水體脫總氮修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)難題。

　　該成果在北京市和長(zhǎng)三角地區(qū)的10多個(gè)省市2175項(xiàng)水源水質(zhì)安全保障工程中應(yīng)用，為國家南水北調(diào)和村鎮(zhèn)飲用水源水質(zhì)安全保障提供了技術(shù)支撐。它還獲得授權(quán)發(fā)明專利22項(xiàng)、實(shí)用新型專利26項(xiàng)、軟件著作權(quán)12項(xiàng)，形成國家標(biāo)準(zhǔn)2部，直接經(jīng)濟(jì)效益8.14億元，直接受益人口超過1200萬人。

　　3D打印鈦合金骨科植入物的臨床應(yīng)用與關(guān)鍵技術(shù)研究

劉忠軍在頒獎(jiǎng)現(xiàn)場(chǎng)

　　北京大學(xué)第三醫(yī)院劉忠軍教授團(tuán)隊(duì)牽頭研發(fā)的“3D打印鈦合金骨科植入物的臨床應(yīng)用與關(guān)鍵技術(shù)研究”項(xiàng)目（完成單位：北京大學(xué)第三醫(yī)院、北京愛康宜誠醫(yī)療器材有限公司、北京大學(xué)工學(xué)院，完成人：劉忠軍、蔡宏、王彩梅、鄭玉峰、張克、劉曉光、張衛(wèi)平、田華、韋峰、姜亮、孫垂國、孫宇、成艷、李健、劉愛國）獲得“2018年度北京市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)”。

劉忠軍團(tuán)隊(duì)

　　脊柱和髖關(guān)節(jié)等疾病給患者造成嚴(yán)重的病痛及功能障礙，甚至威脅生命。全球骨科植入物市場(chǎng)值2017年超過450億美元，發(fā)展中國家年增長(zhǎng)率超過20%。強(qiáng)生、捷麥邦美、史塞克等醫(yī)療器械生產(chǎn)企業(yè)幾乎壟斷了全球中高端市場(chǎng)。在我國，這些國際公司一方面通過不斷收購國內(nèi)企業(yè)以實(shí)現(xiàn)壟斷經(jīng)營；另一方面通過其技術(shù)優(yōu)勢(shì)獲得產(chǎn)品定價(jià)權(quán)，不斷抬高產(chǎn)品價(jià)格，獲取高額利潤(rùn)，這也直接增加了人民群眾不斷增長(zhǎng)的醫(yī)療支出。例如，進(jìn)口人工椎體在中國市場(chǎng)的銷售價(jià)格平均約為2.5萬元/個(gè)，人工關(guān)節(jié)3萬元/套。進(jìn)口產(chǎn)品占據(jù)了85%的市場(chǎng)份額，而為數(shù)不多的國產(chǎn)企業(yè)以仿制為主，缺少創(chuàng)新，工藝質(zhì)量落后，生存艱難。從技術(shù)角度而言，既往的植入物無論是傳統(tǒng)涂層的關(guān)節(jié)假體還是依賴植骨的鈦網(wǎng)，都難以實(shí)現(xiàn)與宿主骨有效整合和良好支撐，更無法獲得人體解剖形態(tài)的精確匹配。特別是對(duì)長(zhǎng)節(jié)段、大跨度脊柱腫瘤和髖關(guān)節(jié)嚴(yán)重骨缺損疑難病癥，尚未有滿意的骨科植入物和臨床治療方案，與此相關(guān)的植入材料與骨組織的整合機(jī)理尚不明確，高端產(chǎn)品研發(fā)陷入瓶頸。

　　北醫(yī)三院、北京愛康宜誠醫(yī)療器材有限公司、北京大學(xué)從2010年起展開深入合作，共同開發(fā)了基于金屬3D打印（EBM）技術(shù)、具有完全獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、革新性理念與國際先進(jìn)水平的鈦合金金屬骨小梁（TTM）系列骨科植入式醫(yī)療器械（圖1）；并在多孔金屬材料/骨組織界面整合方面進(jìn)行深入研究（圖2）；同時(shí)著力推進(jìn)我國3D打印醫(yī)療應(yīng)用的全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。

圖1 3D打印鈦合金髖關(guān)節(jié)和脊柱植入物

圖2 表面改性前后3D打印鈦合金成骨形貌圖

　　項(xiàng)目立足于3D打印鈦合金骨科植入物的臨床應(yīng)用與關(guān)鍵技術(shù)研究，從臨床實(shí)際問題出發(fā)，對(duì)其存在的科學(xué)難題進(jìn)行系統(tǒng)分析，結(jié)合3D打印技術(shù)，最終實(shí)現(xiàn)骨科植入物創(chuàng)新產(chǎn)品的研發(fā)和臨床應(yīng)用。具體思路：采集病患CT等影像信息，建立“患者-醫(yī)生-工程師”深度交互平臺(tái)，借助醫(yī)工交互軟件，實(shí)現(xiàn)醫(yī)生和工程師在線三維設(shè)計(jì)，隨后應(yīng)用3D打印技術(shù)，通過數(shù)字化控制，直接將鈦合金粉末短時(shí)間打印出所需結(jié)構(gòu)和孔徑的鈦合金骨科植入物，并最終完成臨床應(yīng)用。

　　此過程可實(shí)現(xiàn)疾病治療的精準(zhǔn)化、個(gè)體化，創(chuàng)新的植入假體結(jié)合創(chuàng)新的手術(shù)方案，一方面使以往難以治療的疑難疾病獲得有效治療，另一方面使很多常見疾病的療效顯著提高。同時(shí)開展3D打印多孔鈦合金/骨組織界面整合機(jī)理研究，對(duì)材料進(jìn)行表面處理，提升產(chǎn)品性能，最終推出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的骨科3D打印植入產(chǎn)品，進(jìn)行規(guī)模化生產(chǎn)和應(yīng)用，開辟了中國骨科3D打印植入假體臨床應(yīng)用的新紀(jì)元。本項(xiàng)目研發(fā)的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了高端髖關(guān)節(jié)植入物的國產(chǎn)化，達(dá)到國際先進(jìn)水平；3D打印脊柱植入物達(dá)到國際領(lǐng)先水平。