上海交大研发创新修复补片，生物相容性与力学性能同步优化，价格降低2/3|上海交大|修复补片|力学|材料|涂层|相容性

盆腔器官脱垂（Pelvic Organ Prolapse, POP）是女性盆底肌肉松弛时，膀胱、子宫或直肠等器官向下移位的一种疾病，虽不危及生命，却对全球女性的健康和生活质量造成了严重影响，因此也被称为“社会癌”。

其核心发病群体为中老年女性，发病与人口老龄化进程加快、盆底肌肉松弛、分娩损伤高度相关，已成为影响中老年女性健康的重要公共卫生问题之一。并且，随着我国人口老龄化程度持续加深，盆腔器官脱垂的潜在患病群体将不断扩大，发病总人数呈上升态势。

然而，当前基层医疗机构在应对盆腔器官脱垂时，面临“患者基数大”与“诊疗资源不足”的核心矛盾。且治疗方案存在术后并发症多、复发率高的问题，导致大量患者因病情反复或疗效不佳需向上级医院转诊，不仅增加患者就医成本，也造成基层医疗服务资源的重复消耗，形成“患者就医难、基层服务效率低”的恶性循环。

在此背景下，上海交通大学生物新材料医工交叉研究及转化中心开发出创新型国产镀钛修复补片（以下简称“创新修复补片”），致力于为千万盆底疾病患者提供性能优越、疗效稳定、价格亲民的创新解决方案。目前，该项目为SPARK China签约项目，由SPARK China为其提供行业顾问、项目管理、系统课程、资金支持等资源赋能。

攻克盆底修复技术高地，打造生物相容性与生物力学性能协同优化的创新解决方案

目前针对盆腔器官脱垂的现有治疗方案主要包括三类，但均存在显著局限性：

一是传统手术治疗，其核心缺陷在于创伤面积较大，术后恢复周期长，且术后感染风险较高，同时患者面临较明显的病情复发隐患，整体治疗安全性与远期效果均有待提升；

二是生物补片治疗，该方案虽能在一定程度上改善症状，但产品价格偏高，加重患者经济负担；补片降解速率难以精准调控，无法根据个体差异适配临床需求；且部分患者可能出现免疫排斥反应，对治疗安全性构成影响；

三是合成补片治疗。从技术特性来看，与生物补片相比，合成补片的力学性能更为稳定，抗张力与抗折叠能力表现突出，且不存在降解风险；性价比层面，合成补片的成本约为生物补片的 1/3，且可实现规模化量产，更适配基层医疗机构的普及推广需求；此外，其适用范围更为广泛，可同时适配腹壁、腹股沟修复以及盆腔器官脱垂修复等多种术式，且术式操作的可操控性较强。

凭借上述优势，合成补片已成为盆底修复手术中医生与患者的主流选择。但当前，市面上的合成补片产品仍存在诸多未解决的痛点：一是生物相容性和力学性能相互掣肘，很难同时优化。生物相容性不佳，易引发术后并发症；力学性能不足，导致补片出现移位、破裂等故障；二是涂层的均匀性与稳定性不足，传统气相沉积工艺制备的涂层易出现厚薄不均的情况，涂层过薄易诱发炎症反应，涂层过厚则会影响患者的使用舒适性。

在此背景下，临床亟需能够实现“生物相容性与生物力学性能协同优化”的创新修复补片解决方案。同时，对术者而言，需提升产品的术中可操纵性，保障操作精准度；对患者而言，需强化术后治疗稳定性，降低并发症发生风险。这一优化方向，便是上海交通大学生物新材料医工交叉研究及转化中心解决盆底修复临床痛点的切入点。

作为盆底修复领域公认的技术高地，合成补片研发涉及材料科学、生物医学工程、力学等多学科交叉融合，需要实现材料结构与性能的平衡、表面改性技术的精准控制、力学性能的人体适配性设计，难度极高。得益于以下核心优势，上海交通大学生物新材料医工交叉研究及转化中心在攻克上述技术壁垒方面拥有先天优势：

首先，上海交通大学生物新材料医工交叉研究及转化中心以上海交大博士团队为核心，配备多名行业顶尖技术指导与资深市场顾问。作为一支由材料、力学、医学、工科等多领域专业人才构成的多学科交叉团队，其在低温等离子体沉积、生物力学建模等领域拥有深厚技术积累，能解决“钛涂层与聚丙烯补片的牢固结合”“力学性能二次调控”等关键技术问题；

其次，医工交叉基础深厚。团队与瑞金医院、上海市第六人民医院、仁济医院等多家知名医疗机构共建转化中心，能实时挖掘临床实际痛点，让技术研发始终围绕临床需求展开；并依托上海交通大学生物新材料医工交叉研究及转化中心平台，高效推进科研成果的落地转化。

第三，知识产权储备完善。目前团队已拥有近 65 项发明专利，同时还持有多项软件著作权、发表300余篇高水平学术文章，构建了体系化的技术保护网络，为成果转化提供了坚实的知识产权保障；

第四，专业的商业化支撑能力。团队配备了成熟的市场顾问团队，具备医疗器械孵化及资本路径规划的丰富经验，能够从商业化角度为产品落地提供专业指导，有效加速技术成果的产业化进程；

第五，SPARK China赋能。在产品研发过程中，SPARK China为项目提供了资金支持、开放转化平台资源，为团队搭建与临床机构、产业链合作伙伴的沟通桥梁，并将在后续协助解决产品注册审批、市场准入等关键环节的问题，大幅缩短了成果转化的整体周期。

凭借扎实的技术积淀与完善的团队配置，该团队已成功攻克合成补片研发的核心技术难点，不仅为盆底修复的临床痛点提供了创新解决方案，更将有效减轻基层医疗的服务负担。

三大核心技术赋能，打造创新修复补片“研发-临床-生产全链路”优势

为了解决补片领域现存的生物相容性欠佳、涂层质量不稳定及力学性能不匹配等痛点，上海交通大学生物新材料医工交叉研究及转化中心以金属掺杂复合涂层技术、分时调控磁控溅射技术、生物力学模型耦合优化为基础，系统性解决行业难题。

具体而言，团队开发的创新修复补片在技术层面形成显著竞争力，主要体现在以下几点：

第一，低温等离子体磁控溅射工艺，保障涂层优质稳定。团队采用低温等离子体辅助的磁控溅射技术，全程低温操作，可有效避免高温对聚丙烯基底的损伤，同时实现涂层厚度均匀、无缺陷的完整覆盖。

具体而言，该技术拥有两大创新优势：其一，借助等离子体调控方式，基于纳米级薄膜生长机制，能够精准将金属层厚度控制在10-100纳米区间；其二，针对抗菌钛 / 银（7-9%）涂层，通过成核晶格调控技术，实现薄膜结合力的可控调节，为补片性能的优化奠定关键技术基础。

第二，多金属比例调控，兼顾生物相容性与抗菌性。针对涂层均匀性控制难题，团队通过分子动力学模拟，揭示等离子体与聚合物分子链的相互作用机理，为金属原子均匀涂覆提供理论依据；针对聚丙烯表面金属沉积时存在的成核机理不明难题，上海交通大学生物新材料医工交叉研究及转化中心开展细胞毒性实验、动物植入实验，明确了成核过程的微观机制。

同时，团队采用钛金属与其他功能性金属按特定比例复合掺杂的方式制备涂层。这种复合结构不仅能大幅提升补片与人体组织的生物相容性，减少排异反应，还能通过金属离子的缓释效应赋予补片长效抗菌能力，降低术后感染风险。

第三，定制化本构模型，实现力学性能精准匹配。团队自主研发适配人体组织的动态力学本构模型，该模型可以匹配人体组织的动态力学特性，通过工艺与模型的耦合优化，有效降低补片植入后的应力集中问题，避免因力学性能不匹配导致的移位、破裂等故障，提升修复稳定性。

第四，各向异性编织结构，提升人体使用时的舒适度。创新修复补片采用单丝聚丙烯材质，符合人体工程学需求；力学性能优异，经 200 次拉伸与收缩测试，形变率低于 5%；采用轻质大网孔设计，术中视野清晰，适配人体组织攀附与生长；最终可减轻术后疼痛，显著提升人体舒适度，为临床应用提供了兼具力学稳定性与人体适配性的优质解决方案。

据宣卫城博士披露，创新修复补片价格预计可控制在竞品的1/3 左右。这主要得益于以下几点：

●自主研发生产设备，规避了进口设备的高额溢价，大幅降低固定资产投入成本；

●原材料采用国产聚丙烯，避免进口原料成本叠加、供应链不稳定、交付周期长等问题；

●采用卷绕式连续化生产工艺，提升生产效率的同时，降低了单位产品的人工与能耗成本；

●借助高校科研平台的支撑，以及多学科交叉项目的资助，有效减少了研发阶段的资金投入；

●精简供应链体系，可直接对接医院终端，进一步压缩了产品全流程的成本支出。

性能追齐国外竞品，推动合成补片国产替代

从市场格局来看，合成补片的关键生产技术如等离子体沉积、界面成核调控等，长期被国外企业垄断，国内企业面临较高的技术突破门槛。据宣卫城博士介绍，目前，合成补片市场中约 90% 的份额仍被国际品牌占据，本土产品的市场占比相对偏低。

“目前临床最常用的聚丙烯补片，虽支撑效果明确，但补片侵蚀、暴露、疼痛等并发症发生率高达 10%-30%，严重影响患者生活质量；而进口镀钛补片虽通过优化涂层改善了生物相容性，却存在两大硬伤：一是价格昂贵，加重患者家庭经济压力；二是尺寸为欧美人群设计，部分国内患者植入后无法展平，影响手术效果。”项目合作专家、上海交通大学医学院附属同仁医院盆底疾病诊治中心副主任医师陈敖峥介绍道。

作为长期从事盆底重建手术的医生，陈敖峥主任每年要完成百余台盆底重建术，在临床实践中，他深刻体会到，盆底修复领域的临床困境，仅靠外科技术改良难以彻底解决材料本身的问题，更无法解决患者“有效解决盆腔脏器脱垂、减少术后并发症、降低医疗负担”的核心诉求。

因此，陈敖峥主任团队与上海交通大学生物新材料医工交叉研究及转化中心进行医工协同合作，希望把临床的实际需求转化为技术研发的靶点，联合打造一款真正适配国人、安全高效且价格亲民的国产镀钛补片，让更多盆底疾病患者能享受到优质医疗资源。

陈敖峥主任介绍，双方合作前就已完成产品构想论证、原材料筛选和预实验，明确了补片的生物相容性、力学稳定性等核心指标，形成了“临床提需求、工科做研发、临床做验证”的闭环，让项目从一开始就不走弯路。“目前，创新修复补片已经完成了动物实验和细胞实验验证，得到的结果为：产品在性能及生物相容性上已经等同于甚至超越了进口补片。”陈敖峥主任说道。

未来三到五年，项目负责人宣卫城博士认为，修复补片行业将呈现出五大发展趋势：

●国产替代加速，国内修复补片产品将逐步替代进口产品，持续提升市场占有率并逐步占据市场主导地位；

●技术精准化，进一步提升产品的个性化适配性，在性能上更契合国人的生理特点与修复需求；

●产品功能趋向复合化，将同时集成抗菌、防粘连、促进组织修复等多种功能，推动产品性能的全面完善；

●成本更趋亲民化，更好地惠及基层医疗市场与广大患者群体；

●应用场景进一步拓展，将突破传统的盆底修复、疝修补范畴，向整形美容、肿瘤术后修复等领域延伸；未来甚至有望实现多场景适配的通用型补片研发。

接下来，团队将聚焦钛金属与其他金属复合涂层的优化，探索性能最优的涂层配方。同时，针对传统合成补片易暴露于伤口、炎症表面的问题，团队将开展可吸收合成补片的研发工作，进一步提升补片的生物相容性与临床应用效果。

此外，团队目前正推进修复补片产品系列的拓展工作，开发能够适配不同人体部位、不同术式需求的补片产品；长期来看，团队将探索研发可适配多种术式、不同部位的通用型涂层与材料，力求打造能满足多场景临床需求的补片产品，让适配国人的优质医疗产品走出实验室、走进临床，真正实现医疗资源的普惠化。

关键科学问题的相关复杂性体现

生物相容性动物实验结果及分子模型方面研究基础

关于SPARK China

SPARK医疗创新转化平台于 2006 年起源于斯坦福大学，采用基于设计思维的方法，强调从用户需求出发，早期融入临床需求、监管要求和财务评估等因素，确保学术研究与产业现实紧密对接，提高转化成功率。该计划专注于药物、器械和诊断项目的概念验证，为项目提供资金支持与专家指导。目前，SPARK平台已覆盖全球30多个国家，建立了五十余个分支机构，截至2025年，累计全球各分支的总转化成功率达57%。

2024 年 11 月，SPARK China 正式落地上海，由上海交通大学生物医学工程学院先进医疗芯片研究所与斯坦福大学合作成立。作为 SPARK GLOBAL（2015年基于斯坦福大学 SPARK 平台成立的非营利组织，覆盖全球超50家学术机构）的成员，SPARK China 汇聚国内顶尖科研力量，沿用 SPARK 经典模式，挖掘高校与医院创新项目，提供资金、顾问服务等支持，整合斯坦福大学 SPARK 方法论，借助 SPARK GLOBAL 全球网络，致力于加速中国本土医疗创新，推动学术成果转化为临床解决方案。

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