宋紅欣：3D打印眼鏡將突破百年制鏡技術(shù)

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宋紅欣希望醫(yī)院或政府也能成立相關(guān)的成果轉(zhuǎn)化機構(gòu)，讓金融、法律等專業(yè)人士加入進(jìn)來，提高醫(yī)療成果轉(zhuǎn)化效率，降低產(chǎn)業(yè)化風(fēng)險。

2017年9月20日下午，一場項目路演正在北京上演，但臺上的參賽選手并不是創(chuàng)業(yè)者，而是來自北京市各大醫(yī)院的醫(yī)生。這些醫(yī)生并不是“不務(wù)正業(yè)”，而是來參加首屆“首都轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)創(chuàng)新大賽”總決賽。

轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)是指將臨床診療與醫(yī)學(xué)研究聯(lián)結(jié)起來，針對臨床治療中面臨的“痛點”開展研究，并將研究成果予以產(chǎn)業(yè)化，實現(xiàn)提升臨床治療水平的目的。因此，這一學(xué)科被形象地稱為“從實驗臺到病床”的科學(xué)。而最了解這些“痛點”的，無疑就是醫(yī)院中的臨床醫(yī)生。

“首都轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)創(chuàng)新大賽”就為這些臨床醫(yī)生提供了展示其創(chuàng)新成果的平臺。大賽一開始，就受到廣泛關(guān)注。北京地區(qū)各級醫(yī)療機構(gòu)共申報了400多個項目。

而在經(jīng)過初賽、復(fù)賽層層選拔進(jìn)入總決賽的27個項目中，一項名為“個性化定制3D打印眼鏡鏡片的應(yīng)用”受到了評委的關(guān)注，一舉摘得“最具投資價值獎”、“最佳創(chuàng)意獎”、“總決賽二等獎”三項大獎，成為唯一榮獲3項嘉獎的項目。

這個項目的獲獎?wù)呓兴渭t欣，來自首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京同仁醫(yī)院（以下簡稱“同仁醫(yī)院”）。他是一名海歸，并入選了“北京海外人才聚集工程”（以下簡稱“海聚工程”）。而從他歸國加入同仁醫(yī)院北京市眼科研究所，到此時獲得這一獎項，還不足一年。是什么讓他在如此短的時間就在轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)上取得了成果？帶著這個疑問，記者近日走進(jìn)北京市眼科研究所，采訪了宋紅欣博士。

出國求學(xué)奠定厚實基礎(chǔ)

雖然宋紅欣博士是同仁醫(yī)院通過“海聚工程”引進(jìn)的海外人才，但他實際上是同仁醫(yī)院的“老人”了。1998年，他從首都醫(yī)科大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)畢業(yè)前就到同仁醫(yī)院各科室進(jìn)行了實習(xí)，并最終留在了眼科。這里還有個小插曲，實習(xí)時他各個科室基本都待了，由于工作認(rèn)真，科室主任也都希望他能留下。但他最終卻選擇了沒去實習(xí)過的眼科。談及原因，他說是因為覺得眼科是同仁醫(yī)院的優(yōu)勢學(xué)科，更有挑戰(zhàn)性。

確實，同仁醫(yī)院始建于1886年，最初就是一家眼科診所，經(jīng)過百余年的發(fā)展，已成為以眼科學(xué)、耳鼻咽喉科學(xué)為國家重點學(xué)科的大型綜合三甲醫(yī)院。老百姓都知道看眼病、配眼鏡去同仁醫(yī)院最好。

進(jìn)入同仁醫(yī)院眼科后，宋紅欣工作努力，不斷向前輩學(xué)習(xí)，提高診療技術(shù)。幾年下來，他已成長為一名合格的主治醫(yī)生，每天在臨床一線，接觸各種眼科病人。但是，接觸的疑難雜癥病人越多，他越感到僅憑豐富的臨床經(jīng)驗難以進(jìn)一步提升技術(shù)水平。這也激發(fā)了他對新技術(shù)新療法的強烈渴望。

“我想去發(fā)達(dá)國家看看他們的醫(yī)療水平到底有多先進(jìn)?！庇辛诉@樣的想法，宋紅欣就開始考GRE，申請美國醫(yī)學(xué)院攻讀博士學(xué)位。最終，他如愿拿到了美國印第安納大學(xué)眼科視覺科學(xué)及視光學(xué)專業(yè)的全額獎學(xué)金。

當(dāng)時，他在同仁醫(yī)院的工作、生活都很穩(wěn)定，很多人也不理解他為何要選擇出國，甚至自己也打過退堂鼓。在海外求學(xué)的第一年里，語言交流障礙、學(xué)業(yè)節(jié)奏又快，宋紅欣承受了很大的壓力，一年下來掉了15斤肉。“要不我不讀了？回去工作會輕松很多?！?這樣的念頭一起，宋紅欣馬上又說服自己，“全額獎學(xué)金都拿到了，不讀太可惜，咬咬牙堅持住”。他的老領(lǐng)導(dǎo)，王寧利教授、魏文斌教授也時常打電話鼓勵他把學(xué)業(yè)讀完。

在美國期間，他真正領(lǐng)略到了發(fā)達(dá)國家先進(jìn)的醫(yī)療水平，對他們將最先進(jìn)的技術(shù)運用到醫(yī)學(xué)研究和臨床診療的能力尤其印象深刻。

“當(dāng)時我剛?cè)?，看到他們將NASA原本用于天文望遠(yuǎn)鏡的一個自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)運用到眼科中，那個感覺還是很震撼的?！?/p>

宋紅欣還注意到，美國許多新的醫(yī)療技術(shù)和醫(yī)療器械都是臨床醫(yī)生開發(fā)出來的，這一方面得益于許多美國臨床醫(yī)生都具備工科知識基礎(chǔ)，另一方面更得益于美國有一整套鼓勵臨床醫(yī)生創(chuàng)新的體系。

因此，宋紅欣在美國留學(xué)、工作期間，一邊惡補工科知識，一邊也在觀察思考著美國臨床醫(yī)生的創(chuàng)新過程。這為他回國后在轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)上很快做出成果奠定了基礎(chǔ)。

2010年，宋紅欣以優(yōu)異的成績獲得美國印第安納大學(xué)眼科學(xué)博士學(xué)位。之后在美國羅杰斯特大學(xué)Strong Hospital眼科以及視覺科學(xué)中心工作，期間考取了美國執(zhí)業(yè)醫(yī)師資格并從事眼科臨床及科研工作。如果他待在美國，可以享受到很好的物質(zhì)生活。

但梁園雖好，終非故鄉(xiāng)。雖然在美國待了十多年，但在文化上他總沒有融入感。在職業(yè)發(fā)展上，也可以很清晰的看到“天花板”。而每次休假回國，他都要回同仁醫(yī)院看看，與以前的領(lǐng)導(dǎo)、同事聊聊，感覺無比親切，也發(fā)現(xiàn)國內(nèi)的發(fā)展機會更多。

因此，2016年他很快就與同仁醫(yī)院談好了“回歸”事宜，并于12月入選了“海聚工程”。2017年3月，他就從美國辭職，全職回到了同仁醫(yī)院，一邊做臨床醫(yī)生，一邊在北京市眼科研究所從事科學(xué)研究。

3D打印突破成果轉(zhuǎn)化難題

要想了解宋紅欣研究的3D打印眼鏡是怎么一回事，就要從一切的起點——人的眼睛說起。

眼睛成像的所有瑕疵都可以用像差來描述。物體通過光學(xué)系統(tǒng)后，其成像不能準(zhǔn)確無誤地再現(xiàn)物體原形的現(xiàn)象就叫像差。像差又分為低階象差和高階像差，前者是我們通常所說的近視、遠(yuǎn)視、老視以及散光。后者則表現(xiàn)得更為復(fù)雜，包括球差、彗差、三葉草、四葉草、色差以及不規(guī)則散光等。

形象一點來說，低階像差的產(chǎn)生是我們常說的近視，遠(yuǎn)視或散光，一般是由于眼球較正常時長了、扁了或者寬了，而高階像差的產(chǎn)生則是因為我們的眼球表面變得坑坑洼洼了。矯正低階像差，因為像差是規(guī)則的，可以通過我們佩戴的規(guī)則球面眼鏡予以矯正。而對于高階像差這樣不規(guī)則的像差，普通眼鏡就無能為力了。

宋紅欣在臨床上見過許多病人，在做過角膜移植術(shù)后為了矯正不規(guī)則像差，提高視力，需要將一副硬性角膜接觸鏡戴到眼睛里，然后靠淚液填充之間的空隙，從而“抹平”那些坑坑洼洼。但由于其直接接觸眼球，會有異物感，許多患者都難以適應(yīng)。而且眼鏡成本高，一副動輒要5000元，佩戴兩年還要再換新的眼鏡。

為此，同仁醫(yī)院的王寧利教授團(tuán)隊早在2006年就在國家863課題的資助下，研發(fā)可以檢測高階像差的光學(xué)系統(tǒng)。經(jīng)過多年的努力，成功研制了檢測及矯正眼睛高階像差的系統(tǒng)，完成了原理驗證和樣機搭建。但遺憾的是，受檢測核心部件成本高昂的限制，相關(guān)技術(shù)成果難于實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化推廣。

“如果對于具有不規(guī)則角膜表面的患者，戴一副自由曲面的框架眼鏡，把角膜凹凸不平引起的不規(guī)則像差給矯正了，這類患者依然能維持很好的視力?！倍@個自由曲面就是基于對患者角膜的分析而“量身定制”的。這樣的眼鏡表面不再是光滑的，而是凹凸不平的。但由于要求的精度高，工藝復(fù)雜，如果用傳統(tǒng)的制鏡技術(shù)制作，成本將非常高昂。

如何才能將成本降下來，宋紅欣做了很多研究。在一次學(xué)術(shù)會議上，他遇到了一位從事醫(yī)學(xué)材料3D打印的創(chuàng)業(yè)者。兩人萌生了合作研究用3D打印技術(shù)制作自由曲面眼鏡的想法。

如今，這一團(tuán)隊通過不斷摸索，采用3D打印技術(shù)，初步實現(xiàn)了自由曲面鏡片的高精度制造，加工成本較傳統(tǒng)方法降低10倍以上。

“我們將可以定制個性化眼鏡，矯正臨床上各種應(yīng)用普通眼鏡無法矯正的屈光問題，同時提高眼鏡的容錯能力和佩戴性，讓患者獲得良好的矯正視力?！?/p>

對于已有百年歷史的制鏡技術(shù)，這將是一項突破。

“中國有上百億元的眼鏡市場，但是我們從清朝開始就在使用規(guī)則球面的眼鏡。200多年以來，我們的制鏡技術(shù)一直沒有突破性進(jìn)展，很多鏡片需要從國外進(jìn)口，這不僅包括復(fù)雜的自由曲面眼鏡，甚至還包括一些普通鏡片材料?！?/p>

巧的是，100多年前正是在同仁醫(yī)院成立了華北地區(qū)首家“磨鏡室”，減少了對國外的依賴，引領(lǐng)了中國的制鏡技術(shù)。而宋紅欣與團(tuán)隊研究的3D打印眼鏡則有望推動同仁醫(yī)院繼續(xù)保持在制鏡技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。

“不論是解決制鏡技術(shù)升級換代，還是實現(xiàn)眼鏡制造本地化的課題，對于眼科醫(yī)療工作者來說都責(zé)無旁貸?！彼渭t欣的話發(fā)自初心，也源于使命。

轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)之路還長

自從在“首都轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)創(chuàng)新大賽”上獲獎以后，就有好幾個投資人曾找過宋紅欣，但他都沒有簽投資協(xié)議。一方面在于3D打印眼鏡的技術(shù)在精度等方面還需要進(jìn)一步完善，更重要的原因在于對如何將這項研究推向市場，同時保護(hù)好知識產(chǎn)權(quán)，他并不清楚。

“萬一簽個對賭協(xié)議，把自己擱進(jìn)去怎么辦？”他和團(tuán)隊在這方面缺乏幫助，只能自己摸索。

相比之下，美國在這方面就有一套比較成熟的體系。宋紅欣介紹，在美國的醫(yī)院或高校，都有一個部門叫成果轉(zhuǎn)化辦公室，配備了專業(yè)的律師、會計師，專門幫助科研人員進(jìn)行創(chuàng)新成果的轉(zhuǎn)化。而且，成果轉(zhuǎn)化的收益也歸科研人員所有。所以，美國的臨床醫(yī)生創(chuàng)新的熱情很高。

因此，宋紅欣希望醫(yī)院或政府也能成立相關(guān)的成果轉(zhuǎn)化機構(gòu)，讓金融、法律等專業(yè)人士加入進(jìn)來，提高醫(yī)療創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化效率，降低產(chǎn)業(yè)化風(fēng)險。

事實上，國家有關(guān)部門已經(jīng)行動起來。2016年4月，國務(wù)院發(fā)布了《關(guān)于印發(fā)促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化行動方案》；同年9月，國家衛(wèi)生計生委公布《關(guān)于加強衛(wèi)生與健康科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化工作的指導(dǎo)意見》，提出科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化是衛(wèi)生與健康科技創(chuàng)新的重要內(nèi)容，對推進(jìn)“健康中國”建設(shè)具有重要意義。

宋紅欣說，王寧利教授提出的一個關(guān)于“小醫(yī)”、“中醫(yī)”、“大醫(yī)”的理念對他影響很深。在王寧利教授看來，只懂得治病的醫(yī)生是“小醫(yī)”；能從臨床問題入手，通過創(chuàng)新攻克難關(guān)，是謂“中醫(yī)”；不但在解決方案上有技術(shù)創(chuàng)新，還能將其上升到“健康中國”戰(zhàn)略層面進(jìn)行思考，可稱為“大醫(yī)”。

“我希望至少能做一個‘中醫(yī)”。宋紅欣很堅定的說。

鏈接：宋紅欣博士，1998年畢業(yè)于首都醫(yī)科大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)，2005年赴美國留學(xué)，獲印第安納大學(xué)眼科與視覺科學(xué)博士學(xué)位。主要從事視光學(xué)、屈光不正手術(shù)矯正、眼科像差檢測與矯正、自適應(yīng)光學(xué)眼底高分辨率掃描成像系統(tǒng)等方面的臨床與研究工作。作為主要負(fù)責(zé)人參與并主持了多項美國國家眼科學(xué)會的研究項目，在國際頂尖的眼科學(xué)及光學(xué)雜志上發(fā)表多篇論文?，F(xiàn)任首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京同仁醫(yī)院北京市眼科研究所研究員，入選第十二批北京“海聚工程”，被聘為北京市特聘專家。