活动主持人西湖大学材料科学讲席教授、未来产业中心常务副主任黄嘉兴率先开场——这是一位非常努力用比喻把科学讲得生动有趣的科学家。他说，新兴生物材料为人类打开了充满奇幻与可能性的“魔法盒子”，比如用抗细菌材料能制成“百毒不侵”的“超级战衣”，用生物墨水能打印出细胞和组织。“今天我们聚集在这里，就是希望用数据洞悉新兴生物材料，为未来发展提供前瞻性见解。”

这场报告会的主角，是一份为呈现生物材料缤纷世界的“白皮书”——《未来健康：新兴生物材料》报告，由西湖大学校长、未来产业研究中心主任施一公与美国化学文摘社副总裁兼国际部总裁Dennis McCullough现场共同发布。这也是西湖大学未来产业中心与美国化学文摘社（CAS）的又一次深度合作，报告以35万期刊和专利数据为基础，结合领域专家研判和数据科学分析，深入分析过去5年领域内发展最快、最活跃、最有前景的八大类新兴生物材料。

施一公（左）与Dennis McCullough（右）共同发布了报告

“生物材料的创新发展已经迎来了前所未有的重大机遇。它的愿景应该是建立一个健康、智能、可持续的社会，朝着解决如何‘活得更长，活得更好，与环境更和谐’的方向前进。”施一公说。

施一公

Dennis McCullough则表示，希望这份报告能为相关科研和产业发展提供前瞻性见解，并在科学、产业和投资界引发深入讨论，促进广泛交流。

Dennis McCullough

呼应这一愿景，《未来健康：新兴生物材料》报告面向全球公开免费下载。西湖大学未来产业中心官网、公众号已上线中英文版，美国化学会官网已上线英文版本。（详见文末下载途径）

基于这份《未来健康：新兴生物材料》，当天还同步发布了《未来产业发展趋势研究：未来生命健康材料》报告。该报告由西湖大学未来产业研究中心联合浙江省发展规划研究院合作，分析了生物材料重点领域的应用场景、市场前景及全球范围内相关产品的产业化进展。

西湖大学未来产业研究中心副主任、国投科技创新有限公司总经理沈伟发布报告

良渚实验室常务副主任、浙江大学求是特聘教授欧阳宏伟和西湖大学生物材料及再生工程讲席教授杨健，也分别从再生医学和“柠檬酸”材料切入，为大家带来更加真实可感的应用。

良渚实验室常务副主任、浙江大学求是特聘教授欧阳宏伟分享《生物材料的相容性和临床转化研究》。

西湖大学生物材料及再生工程讲席教授杨健分享“柠檬酸的奇妙旅程”。

来自产、学、研多领域的专家学者开启圆桌论坛，就新兴生物材料的趋势、产业环境和应用前景进行深入讨论。

最后，回到我们的主角本身，由美国化学文摘社科学信息研发部经理周琼琼博士与西湖大学未来产业研究中心战略研究中心副主任詹御涛博士，为我们共同解读这份生物材料的最新“白皮书”，希望能为感兴趣的读者和学者，打开一扇全新的窗。

问：课题组选出这些新兴生物材料研究领域的标准是什么？

詹御涛：这份报告是去年在西湖未来论坛发布报告上的整合深化版。报告充分发挥了合作各方的优势：西湖大学汇聚了诸多领域的前沿科学家，美国化学文摘社《CAS内容合集》拥有丰富的数据资源及先进的数据分析术，西湖大学未来产业研究中心具备专业的战略研究中心团队。战略研究中心通过前期研究选定主题；文摘社利用自然语言处理技术对生物材料领域进行广泛调查，确定近年来期刊和专利出版物中增长率显著的概念；然后采用引文图内聚性指标生成候选主题列表；西湖大学的主题专家再从这些候选主题中选定生物材料领域中最活跃、最具前景的领域。选出的每个领域，增长速度多为指数型增长、发文数量超过一定程度、专家也高度认可的新兴领域。

周琼琼：我们这个主题选择在方法上的三个特色：第一个，数据量大。利用CAS的全面科学数据库，搜集到上百万篇相关文献以及他们的标引来做基础数据。第二个，科研领域专家和大数据分析相结合，让大数据分析更精确更有意义。第三个，不光重视量的分析，还有质的分析，在每一个科学术语上也注重被引用的次数，用双向的指标来帮助筛选这些主题。希望能给大家带来一些启发。

问：这些材料领域未来能给人类健康带来哪些重大影响？

周琼琼：我举几个与我们日常生活密切相关的例子。比如说生物墨水，是由活细胞、生长因子等组成的活性生物材料。它可以用来3D打印人体组织，甚至器官。尽管这项技术仍在发展中，但它的最终目标是用于打印出来器官，作器官移植。与捐赠器官相比，打印器官有来源充足、低免疫排斥的优势。虽然打印完整的生物功能器官还需要时间，但有一些相对简单应用或许在不久的将来可以实现，比如打印皮肤、组织器官模型。另外一个例子就是可穿戴或者可植入的生物传感器。其中，生物电子材料、可编程材料和自愈合材料将起到关键性作用。这些材料往往能够将身体的关键部位与电子设备连接，并且具有高度的化学特异性和机械弹性。例如，近期比较受关注的脑机接口技术，可以帮助瘫痪患者重新行走。

周琼琼

问：能否介绍国际上这些材料领域的发展情况？

詹御涛：我从专利的情况，简单分析一下国际上在这些领域内的竞争格局。在8个领域中，美国在所有商业实体和非商业实体的专利申请数量上均稳居全球前二，中国则在除生物墨水外的7个领域均跻身前二，展现了两国在这些领域的领先地位。这些材料的发展，总体来说很大程度上受到产业化和商业化的影响。从这个角度来看，中国与美国还存在很大差异：比如，在生物电子领域，美国非商业实体专利申请数量占比25%，中国非商业实体专利占比38%，但美国商业实体专利占比44%、中国商业实体专利占比16%。再从各国专利布局动态来看，以可编程材料为例，美国的专利主要通过世界知识产权组织和美国专利局申请，并布局到世界各国，而中国的专利主要通过中国专利局申请，主要布局在中国。这反映出中国在推进基础科研和技术应用方面的强劲动力，同时也凸显出，和美国相比中国在科技创新转化能力的不足。从商业化的角度来看，脂质材料在药物递送中的应用，蛋白质材料、生物电子材料，在应用上有了相对比较明确的目标，产业化的进程也比较成熟。可编程材料、自愈合材料、以及生物墨水，虽然有很大的应用前景，目前来看，在技术上还有不少需要攻克的难题，以及测试各种应用的可能，相对来说在产业化的进程中相对比较处于初期阶段。

詹御涛

问：这份报告将为科学界、产业界、投资界提供哪些帮助？

周琼琼：这份报告集聚了近期期刊专利的发表趋势、关键材料和应用的趋势分析、期刊和专利出版中创新研究的最新例子、整体领域的科研动态分析/关键技术应用瓶颈等具体论述，以及大数据和数据分析的支撑/各个领域专家的意见与指导。在科学界，我们希望它能提供有数据支撑的信息来源、全面更新生物材料领域的最新进展、同时促进合作交流，为更好的技术产业化做准。在产业界，希望它能筛选出更有前景的技术产业，洞察关键空白领域，提供现实参照与客观数据，助力于科研资金分配和科研技术布局的统筹。

问：能从产业化的角度再谈这些材料的发展情况，面临的困难和挑战吗？

詹御涛：从产业角度来看，生物材料经历了从第一代生物惰性材料、到第二代生物活性材料、再到第三代诱导再生材料的发展历程。我们认为，生命健康材料是生物材料的进一步拓展，是指以满足人民全生命周期健康需求为根本目的，依托基因工程、纳米技术、人工智能等前沿技术研发与制造，用于生命健康研究、疾病预防、诊断治疗、改善提升人体机能的新一代生物材料。生命健康材料的发展与生命健康产品需求和材料科学的进展是密切相关的，在两者的深度融合和相互促进下，正呈现出材料结构对环境响应更加智能、材料功能更加符合精准医疗需要、材料应用场景向生命健康全领域拓展、材料设计制造将更多依赖人工智能等新技术的发展趋势。

从产业角度来看，生命健康材料主要涉及两类，一是面向明确临床需求、市场高度成熟的传统生物医用材料，例如骨科材料、牙科材料、心血管材料等；二是面向更高需求和新兴需求的生命健康材料，其市场尚在培育壮大，甚至有些还处于技术萌芽阶段，例如药物递送材料、生物3D打印材料等。报告详细分析了抗细菌材料、脂质材料、生物墨水等生命健康材料的产业化进展，认为未来五年年是生命健康材料产业化的黄金机遇期，预计将有一批颠覆性产品上市，带来新的发展拐点。

我们采用波特五力模型，从五个维度对我国产业竞争力进行综合研判，可以看到我国的蛋白质材料、生物医用可持续材料等领域产业化程度高、竞争力强，未来可以加强培育具有全球竞争力的一流企业，进一步扩大我国市场份额。我国的抗细菌材料、脂质材料、自愈合材料竞争力较强，未来需聚焦靶向药物递送、人造皮肤、外泌体等前沿领域加快突破，大力拓展下游市场和应用领域。相比之下，我国的生物墨水、可编程材料、生物电子材料等领域竞争力较弱，未来需加强科技研发和技术攻关，进一步缩小国内外行业发展差距。

报告解读环节