交大要闻
[交叉融合 医工同行]张浩:手术革新,只为“心”生
【编者按】欧宝app官方网站下载与上海第二医科大学强强合并20年来,学校专门设立“医工交叉”研究基金,通过持续搭建平台、探索机制,实现了医学与理工科的深度交叉,培育出多项国家级科研成果,为学校整体实力和学科建设水平实现跨越式提升提供了有力支撑。为反映全校在医工交叉领域的探索经验和取得的不凡成就,新闻网将陆续刊发其中的优秀案例,以期梳理发展历程、总结实践真知,进一步激励广大教职医务工作者深耕交叉融合领域,为推动科技创新、医学发展,早日实现健康中国战略作出新的更大贡献。

张浩,于中国协和医科大学阜外心血管病医院获得博士学位,现任欧宝app官方网站下载医学院附属上海儿童医学中心院长、博士生导师、心血管外科主任医师。主要从事复杂先天性心脏病的外科手术、特发性肺动脉高压外科分流等外科治疗。长期工作在儿童心血管病外科临床一线,同时聚焦儿童心血管病外科术式创新、疗效评价和心肺保护等研究。在European HeartJ、Circulation、Science Translational Medicine等国际权威学术刊物上发表成果。获国家有突出贡献中青年专家、树兰医学青年奖、中国青年科技奖等荣誉。
中国是出生缺陷的高发国家之一,每年出生缺陷儿童数量约占全世界的20%,其中,先天性心脏病的发病率最高,每1000个新生儿中就有7~8个患有先天性心脏畸形或缺损,我国每年新增先天性心脏病患儿达15万例,其中不到10万例在儿童期得到矫治,还有约10%的复杂先天性心脏病患儿由于种种原因,需要到成年期即18周岁以上再次接受治疗。上海儿童医学中心作为国家儿童医学中心, 是我国儿童先天性心脏病、血液病、肿瘤和发育行为儿科领域水平最高的中心之一,也是国内首个儿童与成人无缝衔接的先天性心脏病诊治中心。在张浩等一批优秀医务工作者的带领下,先天性心脏病治疗的临床难题不断被破解,医院心胸外科每年手术量达3500~3800例,手术成功率达99%,无数患者在此重获“心”生。
医生不能只会开刀做手术,要将实践和研究相结合,推动医学发展
张浩认为,医学离不开科学研究,这种研究不能简单理解为在实验室工作,其实更多的研究是在临床进行的。他考入协和医科大学后师从胡盛寿教授,在胡教授的指导和影响下,他对医生的职业责任感有了更深的领悟:“尽管当时胡老师还不是院士,只是心脏外科的副主任,但跟随他学习的五年深深启发了我,让我反思自己该如何真正成为一个医生科学家。”张浩表示:“我明白不仅要在临床治病救人,还要善于总结规律,真正推动整个学科的发展,这是老师给我最深的教诲”。

张浩(左)领导的心脏中心团队获2023年度欧宝app官方网站下载校长奖
抱着推动学科发展、一心从医救人的理想,张浩赴加拿大多伦多大学深造。多伦多大学心脏外科实验室第一个实现了把肝素引入体外循环,在国际上具有重要的影响。在这里,张浩学习了心脏外科领域的尖端技术,也对如何真正立足于临床最迫切的需求进行研究有了更深的领悟:“在临床发现问题,到实验室进行研究分析后再回临床进行验证,这一循环机制非常重要。”
张浩始终坚持临床任务和科学研究不能分离:“除了行政管理工作之外,现在我80%的时间用在临床和手术台上,但我尽量抽出20%的时间去分析、研究,从临床中寻找未解决的科学问题,然后在实验室解答问题,再回到临床验证。我觉得这是一个国家级心脏中心的外科医生应该有的意识。”他认为,医生不能只会开刀做手术,应将实践和研究相结合,这是真正推动医学发展的必经之路。
心脏手术中有效保护心肌,破解长期困扰医学界的难题
在医学的前沿领域,心血管外科与医工交叉的紧密结合,正不断推动着心脏手术技术的革新。张浩表示:“心血管外科的每一次进步,都离不开医工交叉领域的深入合作与创新。”
外科的起源与工学有着密不可分的关系,而在外科历史中,心血管外科手术曾是一片未被征服的领域。文艺复兴时期,达·芬奇对心脏的解剖结构已有深刻认识,但直到20世纪,心脏外科手术仍面临着巨大的挑战。心脏的跳动是生命的象征,任何手术操作都可能引起致命的出血。因为没有先进的辅助设备,当时提出“开心”手术的医生尽管借助低温的保存效果,但仍然必须在短短30秒之内完成所有的手术操作,否则患者便会有生命危险,那30秒的倒计时便如同魔鬼一般,让那个年代每一位外科医生心有余悸。为了在手术中控制出血,必须暂时停止心脏的跳动,而这又带来了如何维持患者生命体征和血氧平衡的难题。对此,人们不断提出假设并进行实验,终于,心脏起搏器应运而生。心脏起搏器的发明成为心血管外科发展史上的一座里程碑,标志着医工交叉合作的巨大成功。不仅是心脏起搏器的发明,手术机器人、模拟手术投影等也都是医工交叉的成果。
“2019年,我有幸加入上海儿童医学中心,并承担了欧宝app官方网站下载的医工交叉项目。”张浩提到,当时他的首个项目便是心脏手术中的心肌保护问题,这也是一个长期困扰医学界的难题。在心脏停搏期间,如何保护心肌免受缺血的损害,成了张浩及其团队亟须攻克的科学难题。

张浩在福建省儿童医院2024年第四届沪闽儿科学术交流会上发言
面对这一挑战,张浩及其团队提出了一个创新的思路:在心肌保护液中添加有效成分,以减轻停搏期间的不良影响。在动物实验阶段,辅酶Q10对心脏保护具有显著效果,然而,辅酶Q10的难溶性成了一个技术障碍。为了克服这一难题,张浩团队与药学院的袁运生团队展开了紧密合作,将辅酶Q10通过各种佐剂作用转化为可溶性液体。这一创新成果不仅解决了技术难题,更充分体现了医工交叉合作的力量。经过三年的不懈努力,项目研发取得了成功,在浦东新区的支持下,专利快速通过审批。
张浩强调:“我们的专利如果只是躺在保险柜里,那就毫无价值。只有将其转化为实际的临床产品,才能真正地服务于患者,将科研成果转化为社会价值。”他坚信,与医工交叉的相遇不仅是他的幸运,更为心血管外科领域带来了新的希望。
跨越知识背景和思维差异,未来科研的医工交叉潜力无穷

张浩(左)在上海药监局接受全国第一张医院自研试剂许可证
医工交叉正为心脏手术带来前所未有的变革,而志同道合是医工交叉合作的基础。在医学与工学的交汇处,两门学科壁垒之高、专业性之强,使得双方的合作显得尤为珍贵且充满挑战。在这一领域,耐心的沟通与相互的理解是推动合作顺利进行的关键。“在医学与工学的合作中,我们面临的最大挑战是如何跨越知识背景和逻辑思维的差异。”张浩指出:“医生和工学教授的专业训练和思考方式迥异,在一个医工交叉的团队中,还可能包括专利转化团队、后续营销团队,每个人思考问题的角度和兴趣点都不尽相同。”
在这样的多元背景下,团队的凝聚力和共同目标是推动合作成功的核心。“一个团队想要稳步前进,会受到许多外部因素的影响,但最根本的,是我们的工作必须能够惠及大众,造福众多患者,产生真正的社会效益和价值。”

张浩在2023年度欧宝app官方网站下载医学院毕业典礼上作为教师代表发言
张浩认为,医工交叉是欧宝app官方网站下载这样一所综合性大学的亮眼存在, 形成了良性循环,为科研发展提供了强劲动力。“这种交叉很可能会开创未来科研的新模式,通过提供合作基金,搭建平台,让背景迥然不同的人能够走在一起,这对未来的研发是非常有好处的。”“医工交叉”研究基金使工科应用于医学的种子项目能够落地发芽,在鼓励创新的大环境中,这些项目有机会获得更多的投资,从小小的种子成长为参天大树。
“医工交叉在心血管外科的发展史就是医工交叉的缩影。”张浩表示。从过去的体外循环到机器人手术、从模拟手术操作到人工瓣膜等,“医工交叉使 得心血管外科越来越强大”。张浩认为,医工交叉能够产生新的心血管外科技 术,解决临床问题,造福患者,发展前景不可估量。
(摘编自《交叉融合 医工同行 欧宝app官方网站下载医工交叉二十年》 欧宝app官方网站下载出版社 2025年11月第一版 主编 曾小勤 郑俊克 李冬凉)