血液,一刻不停地流动于人体之中。也正因为如此,围绕它展开的治疗,往往比想象中更难:体外净化时,如何让血液在装置里顺畅通过,却不把患者置于出血风险之下;体内递送时,如何让药物真正抵达病灶,而不是被血流裹挟着“擦肩而过”;当治疗进一步走向血管深处、组织深处,材料、器械与机器人的边界,也开始被重新改写。

这些看似分散的问题,背后其实指向同一个核心:如何在复杂的血液场景中,找到更安全、更精准、更有效的医学解法。青年学者宋昕的研究,正是沿着这条主线一路展开——从医用高分子材料起步,走进体外血液净化器械,再迈向微纳机器人与相关生物医学系统,以工程学的方法回应真实而迫切的临床需求。
材料起笔
青年发宏愿,必要有相应的努力为伴。宋昕与科研结缘很早。本科和硕士阶段,在四川大学(以下简称“川大”)高分子材料与工程专业求学的他,较早便在赵长生教授、赵伟锋教授的指导下进入实验室,开始接触医用高分子材料相关研究。对当时的他来说,科研首先不是宏大的概念,而是从最具体的实验训练开始:如何理解一个临床问题,如何把材料设计与功能需求对应起来,又如何在不断试错中把一个模糊的想法打磨成可行的方案。
而真正让宋昕建立起明确研究志向的,是通过与医院和企业的合作,逐步进入血液净化应用场景后,他开始清楚地意识到,血液净化并不仅是材料性能的比拼,更直接关系到患者的安全边界和生活质量。尤其是在体外循环过程中,抗凝始终是一个绕不开的问题:如果抗凝不足,血液容易在管路或透析器中形成血栓,治疗无法顺利进行;如果抗凝过强,水溶性抗凝药物又会随着血液重新回到体内,延缓止血功能恢复,带来额外的出血风险。
围绕这一矛盾,宋昕在川大阶段主导并推进了一项具有代表性的工作:设计一种用于体外循环的抗凝微球。它的思路并不复杂,却很有针对性:与其让抗凝药“跑遍全身”,不如把抗凝这件事尽量限制在体外循环的这段过程中。为此,团队希望借助微球在体外回路中暂时“吸附”一部分凝血相关因子,使血液在经过装置时不容易凝固;而当血液重新回到体内后,这种影响又能够尽快减弱,从而减少系统性抗凝带来的风险。
在宋昕看来,这项工作的意义,不只是做出了一种新材料,更在于让他第一次真正意识到:医工交叉研究不能只停留在“材料做出来了”这一步,更重要的是,它是否真正改变了治疗过程,是否改善了风险收益比,能不能回应临床中长期存在却难以绕开的痛点。也正是在这一阶段,他逐渐形成了自己的科研判断:有价值的技术,不是简单改良一种材料,而是围绕临床痛点提出一种新的器械与治疗逻辑,最终一定要落到真实场景里去检验。
跨界求索
硕士毕业时,宋昕曾与导师认真讨论过今后的路。导师很支持他出去看看更广阔的世界,但也给了他一个明确的期待:去接触国际前沿,再把有价值的理念和方法带回国。带着这样的期望,宋昕赴英国帝国理工学院深造,加入了莫莉·史蒂芬(Molly Stevens)院士的大团队。这是一个多学科高度融合、跨界协作的学术环境。“当时和我一起工作的同事,学术背景都十分出色,囊括各行各业,如化学、生物、材料、机器人、人工智能、物理、计算机等,还有扎根临床一线的医生。”在如此“谈笑有鸿儒”的生活中,宋昕直言自己对于科研的思考维度得到了很大程度的提升,得到了更广阔的发展天地。与不同学科背景的研究者共事,也让他开始更系统地思考另一个问题:如果说体外装置解决的是血液离开身体之后的问题,那么当治疗目标位于体内深部、处在复杂流场和狭窄通道之中时,能否发展出更主动、更精准的递送工具?
由此,宋昕将目光投向了微米机器人研究领域。其创造灵感,本源自自然界中的马勃菌。马勃菌有一个很有意思的特征:它不会把孢子直接暴露在外,而是把它们储存在内部,等到合适的时候再集中释放。受此启发,团队设计了一类带有内部腔体的微米机器人:一方面,内部空间可以装载更多药物;另一方面,顶部再加上一层可响应外部刺激的“封层”,就能让药物在运输过程中得到更好的保护,减少提前泄漏或失活,等到了目标位置再按需释放。
对宋昕而言,这段经历的重要价值,在于它让他把此前在医用材料与器械领域积累的问题意识,进一步推进到了微米尺度:从“如何做一个更安全的体外装置”,延伸到“如何在体内复杂环境中把治疗真正送到该去的地方”。如果说川大阶段让他建立了面向临床问题的工程意识,那么英国阶段则显著开阔了他的技术视野,他开始意识到,医学创新的未来,并不一定局限于传统意义上的材料或器械,而很可能来自材料、微纳制造、外场操控和生物医学问题的深度耦合。
香江深耕
完成博士阶段研究后,宋昕先后在香港中文大学和香港城市大学开展研究工作。其中,在香港中文大学张立教授团队的经历,对他后续研究方向的凝练与拓展起到了重要作用。
对宋昕而言,香港不仅意味着新的职业阶段,也意味着一个更适合推动交叉研究和临床转化的场域。一方面,这里汇集了医学、工程、材料等多学科合作资源;另一方面,人口老龄化、脑卒中与血栓等疾病负担,也使精准、低创伤的新型治疗技术具有更强的现实迫切性。更重要的是,他在香港进一步完成了从科研骨干到独立科研带头人的身份转变。如今,他正以课题组负责人的身份,带领团队围绕重大疾病诊疗需求持续攻坚,逐步搭建起一套以高分子与生物材料为基础、以微纳机器人为核心抓手、兼顾精准治疗与临床转化的研究平台。
在这一阶段,宋昕也把自己的学术主线进一步清晰化:以高分子与生物材料为基础,发展面向重大疾病诊疗需求的微纳机器人与相关生物医学系统。在他看来,微纳机器人最吸引人的地方,不只是“小”,而是它有机会主动运动、主动到达、主动干预。与传统材料相比,它们更强调靶向性和可控性;与传统宏观器械相比,它们又能进入血管、组织等更微小、更复杂的生理空间。因此,无论是血液相关疾病,还是中风、血栓等问题,这类技术都展现出独特潜力。与此同时,他也开始关注生物杂化机器人,希望把生物系统在变形能力、运动能力、环境适应性和生物相容性方面的天然优势,与人工系统的可设计性结合起来,让这些技术不只是“看起来先进”,而是真正朝着临床可用迈进。
不过,在宋昕看来,真正重要的都不是概念本身有多新,而是它们能否回应真实的临床问题。尤其在血液和血管相关疾病中,治疗对象往往位于狭窄、动态、复杂的生理环境中,传统方法常常面临创伤较大、定位不准、效率有限等局限。也正因如此,他更关注如何利用这些新型系统开展更精准、更低创伤的治疗探索。
目前,宋昕尤其关注利用新型微纳机器人开展面向重大疾病的精准治疗研究。他坚信,“未来医疗”的核心未必在于更大的设备、更强的药物,而应该是更聪明的材料、更灵活的系统,以及更贴近病灶需求的治疗方式。
从川大时期接受赵长生教授、赵伟锋教授指导,进入血液净化与医用材料研究,到在莫莉·史蒂芬院士团队中打开微米机器人视野,再到在香港与张立教授等合作推进微纳机器人及相关方向,宋昕的科研路径并不是不断“换题”,而是在不断把同一类问题推向更深处:如何让医学治疗从“能做”走向“做得更安全、更精准、更有效”。换言之,宋昕所关注的这些系统,已经不再只是停留在“做出一个新结构、验证一个新概念”的层面,他正更加主动地推动工程制造、动物验证、应用场景和转化资源之间的衔接,希望把技术一步步从实验室推进到更接近临床的阶段,真正打通从“工程可行”到“临床可用”的最后一公里。
今天,智能医疗器械、新材料、机器人等新技术仍在快速发展,距离大规模临床应用还有不少关键问题需要攻克。但对宋昕来说,这恰恰也是最值得投入的地方。因为科研从来不是喧哗的事业。很多时候,它发生在安静的实验室里,体现在一次次重复、修正与推进之中。但也正是这些看似无声的积累,最终构成了推动技术向前、让患者受益的力量。宋昕始终在做同一件事:把工程学的想象力,带进医学最复杂也最真实的问题之中。
