八月二十六日，在西安交通大学仿生工程与生物力学研究所实验室，徐峰团队成员在制备纳米颗粒。 本报记者 郭诗梦摄
本报记者 郭诗梦 通讯员 任娜
8月24日，在西安交通大学仿生工程与生物力学研究所（以下简称“研究所”）的讨论区，一名临床医生与一名工程师在讨论科研课题。
在这里，教授、医生、工程师一起办公，收集临床医学难题，在实验室集中攻关，再将解决方案应用到医疗实践中。
该研究所由西安交通大学生命科学与技术学院院长徐峰带领团队成立。“我们立足力学基础，交叉融合生物、医学、材料、化学、机械与人工智能等学科，以促进人类健康为目标，逐步搭建起从仪器到基础研究再到临床验证和产教融合的完整链条，把一门叫‘力医学’的学问一步步推向‘数智力医学’的新阶段。”徐峰说。
基础研究对接临床需求
交通事故、自然灾害引发的多组织复合创伤——肺、肠、皮肤、骨同时受损，向来是急救中的难题。
“面对不同组织的不同力学特性，传统方法适配性差，急救时间被拉长。”团队成员、西安交通大学副教授贾渊博解释。
近日，华南理工大学、西安交通大学仿生工程与生物力学研究所、中日友好医院三方合作，找到了解决这一难题的突破口。
团队以4种聚氨酯预聚体和2种交联剂为基础模块，借助机器学习模型，建立了一个“材料组成—力学性能—组织适配”的数据库，突破传统生物胶水难以兼顾“多组织适配”与“力学动态响应”这一瓶颈，设计出“力自适应生物胶水”，实现多组织创伤的一站式密封与固定。
“我们这款胶水，软的能粘肺，硬的能粘骨。”贾渊博说。
团队用微流控芯片模拟肺组织的周期性拉伸、骨组织的压缩应力，在体外搭建了“力学战场”，专门测试胶水在动态载荷下能不能粘得住、会不会脱落，打通“从实验室到病床”的临床转化关键环节。
该成果刊发于《自然·生物医学工程》。但在徐峰看来，比论文更重要的是这次协作本身：机器学习团队负责计算，研究所开展测试，临床团队推进应用，三方形成闭环，这才是成果真正的价值。
“研究所的核心能力之一，是把力学问题引入医学场景，推动不同学科交叉碰撞，让基础研究能够对接临床需求。”徐峰说。
青年科学家当“主角”
在研究所，记者注意到一个现象：该团队研究人员学科背景多元，有学生物的，有学医的，还有不少人是机械专业、材料专业出身，涉及多个研究领域。
团队成员张浩卿是典型代表。他的科研起点是机械工程，结构设计、加工制造、系统控制、仪器实现等是他的老本行。
加入研究所后，张浩卿一头扎进生物医学工程领域，探究一个问题：一项高灵敏的检测技术如何从实验室走出去，变成真正能用、可推广的仪器系统？
他盯上的是数字PCR。“这项技术是核酸检测领域的‘放大镜’和‘计数器’，也是继传统PCR和荧光定量PCR之后的第三代分子诊断技术，不仅能精准捕捉极微量的病原体DNA，还能确定其数量，让流感、乙肝等病毒检测既看得清又数得准。”张浩卿表示，与普通PCR相比，数字PCR能实现痕量目标的高灵敏检测和绝对定量，精度高出一大截。
但是市场现状是相关的高端仪器长期被国外垄断，设备价格贵、体积大。最关键的是检测时间——基本都在2小时以上。临床急诊等不了，基层也很难负担这项费用。
围绕这些痛点，张浩卿突发奇想：能否在保持数字PCR高灵敏优势的同时，让检测时间显著缩短？
他做了一个大胆判断：数字PCR之所以慢，不是因为仪器跑不快，而是因为“不会思考”。传统系统沿用的是固定热循环程序，每一轮都按预设时间执行，即使目标核酸已经完成有效扩增，仪器仍然会机械地跑完所有循环。
于是，张浩卿把人工智能技术引入检测过程——让仪器实时“读懂”扩增反应进展，根据反应状态动态调整热循环参数。“系统会自动判断当前循环是否已完成有效扩增，然后自动调整恒温时间、减少无效循环。”张浩卿介绍，“简单地说，就是把一个固定程序驱动的检测工具变成一个数据反馈驱动的数智生物传感系统。”
结果很直观：检测时长从2小时压缩到15分钟。
这项技术帮张浩卿拿下了陕西省博士后创新创业大赛生物医药与大健康赛道银奖，他个人获评西安交大医工交叉十大创新新人。
医工融合结硕果
采访中，徐峰向记者梳理了研究所的逻辑，即科学仪器研制、基础研究、临床验证、产教融合4个环节串成一条链。
“以临床需求为牵引，医生提问题、工程师做仪器、AI专家建模型，形成的成果通过产教融合落地，落地的过程中又发现新问题，再送回实验室。”徐峰说。
研究所收获的远不止科研这一面——
人才培养方面，徐峰领衔的交叉学科团队拿到中国侨界贡献奖创新团队奖，培养出3名国家级人才、10名国家级青年人才，他也获得首届“卓越青年研究生导师奖励基金”奖励。
平台建设方面，研究所依托国家医学攻关产教融合创新平台、生物医学信息工程教育部重点实验室等国家级平台，近年来新增、升级了几十台关键仪器。这些设备大多由团队自主研发。原因很简单——市面上的仪器要么“可用但不适配”，要么没有成熟方案，与其“跟着仪器走”，不如“带着问题开发仪器”。
成果转化方面，研究所产出多项硬核成果：“力学重编程”子宫损伤修复临床有效率85.7%；发现激活Piezo1通道可逆转肺癌肝转移免疫耐药，已在14家三甲医院开展合作验证；孵化企业研发的超声力学破壁仪跻身国内领先梯队；16分钟出报告的牙周炎椅旁快速诊断系统已取得医疗器械注册备案；便携式数字超快核酸检测技术与装备亮相第四届香港国际创科展。
“实践证明，产教融合绝非一纸协议、一块牌匾，而是从机制上打通创新全链条。只有科研、临床、产业人员聚在一起、齐心协力，成果转化的‘最后一公里’才能真正打通。”西安交通大学相关负责人表示。
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