单浩杰 | 从“手术刀”到“显微镜”

单浩杰的一天通常在两个世界里切换：上午，他是上海市第六人民医院骨科医师，忙于病房中的临床救治；下午，他是国家骨科医学中心实验室里的研究者，专心探究骨病损疾病中潜在的靶点机制。

▲单浩杰

“我们站在临床最前线，亲手触摸病痛的真实温度；同时，我们又依托顶尖科研平台，试图将这份‘痛点’点燃，化作技术变革的火种。”单浩杰说。对他而言，手术刀与显微镜是同一种使命的延伸。他希望能够将人工智能等新兴技术与医学紧密结合，寻求新的突破口，不断将科研成果转化为手术台上的鲜活生命力。在他质朴的科研信仰中，“病房里的病痛是实验室的灯塔，而实验室的星光终将照亮病床”。

打破骨病损治疗的隐藏“魔咒”

在我国，骨病损是一种高发疾病——平均每200人有1人患股骨头坏死，每500人有1人患骨髓炎，每1000人有1人患骨肿瘤，每20位骨折患者中就有1人出现骨不连。尤其股骨头坏死，更是被称为“不死的癌症”。

“药物治疗对股骨头坏死等没有明显效果，早期可通过病灶清除植骨术对骨病灶进行彻底清除。”单浩杰说。被上海市第六人民医院（以下简称“上海六院”）录取为硕士研究生后，他跟随导师于晓巍主任参与临床工作。其间，他对病灶清除植骨术有了直观的认识。该手术大致可分为病灶清除、冲洗、取自体骨、植骨四大环节，每个环节都面临着一定的困境，其核心问题包括病灶清除不彻底、冲洗效率低、取骨和植骨并发症等。于晓巍主任曾接诊过一位年轻的骨髓炎患者，他接受过多次病灶清除手术仍然复发，无奈之下前来上海六院求医。“导师提到，即使使用显微外科技术，仍有约15%的病灶因位置隐蔽等而未能彻底清除，这是复发的主要原因。”那一刻，单浩杰清醒地意识到，“清除不彻底—复发—再手术”是一个恶性循环，单靠医生经验和现有器械很难将其打破。

“我们迫切需要一套能‘看清病灶边界、精准清除、同步净化、微创植骨’的智能化系统。”单浩杰表示，这一临床痛点成为他想要研发骨病灶清除植骨手术机器人最原始的驱动力。

对于这样的跨界，单浩杰并没有过多担心。依托国家骨科医学中心，于晓巍主任构建了一支覆盖医学、机械、电信等多学科的研究团队。正因如此，从硕士阶段起，单浩杰就有机会进行医工交叉相关研究。“不过，博士毕业之前，我更偏重基础研究，到博士后阶段，才将重心转向临床转化。”

经过扎实的前期积累，在于晓巍主任指导下，单浩杰团队将病灶清除植骨术的四大手术环节集成到单一智能平台上，颠覆了传统多器械切换模式，真正实现“一台设备完成一台手术”，大大提高了手术效率。为了解决手术视野受限问题，他们基于红外光学追踪和混合现实，在术中实时生成病灶三维全息影像，打造出“透视之眼”，为医生提供精准手术导航和沉浸式操作环境。智能预警控制系统则为手术刀装上了“刹车”，当磨钻到达病灶边界时会自动锁止，从根源避免过度清除或穿破骨腔，保证手术的微创性和安全性。不仅如此，他们还基于骨病灶数据库训练出深度学习模型，能够根据病灶类型和形态，在术前自动生成病灶清除路径规划，为个性化治疗方案提供支撑，以提高精准治疗效果。这一项目也在“创青春”全国卫生健康行业青年创新大赛中获得全国银奖和上海赛区金奖等荣誉。

“对医生而言，可以实现更精准的操作，提高手术效率，减少医疗误差。对患者而言，可以减少并发症，缩短恢复周期，减轻痛苦和负担。”在单浩杰看来，这是一个双赢的局面。而智能化、精准化、微创化，不仅代表了他们在骨科医学领域的重大创新，也预示着未来骨科手术的发展方向，有望推动高端医疗设备产业的发展，推动骨病灶手术从工匠手艺进阶为可复制、可推广的智能标准化流程，树立行业新标杆。

构筑智能骨科闭环生态

在单浩杰的科研版图上，手术机器人研发并非一个孤立的终点，而是一个枢纽。它将手术室与实验室紧密连接起来，并指向一个更为宏大的愿景：构建一个“机制探索—精准诊断—创新治疗”三位一体的转化闭环研究体系。

“手术机器人是治疗层面的成果。”单浩杰表示，在诊断层面，他们创新性地应用双平面成像系统进行骨关节三维动态检测与分析，赋能骨病灶精准诊断定位，为制订个体化治疗方案提供了关键依据。“但我们不仅要保障‘看得见’‘清得净’，还要探讨骨病发生机制、术后如何确保骨缺损愈合，这就需要从更底层的生物学密码中寻找答案。”

为促进骨病灶清除后的骨愈合，单浩杰团队深入进行分子机制研究，系统揭示了一系列治疗靶点，并有针对性地筛选出黄芪甲苷IV等系列靶向药物，同时研发了一系列有助于促进组织再生的生物材料。而在国家自然科学基金项目的支持下，他们还在激素性股骨头坏死患者群体中发现了一关键分子的表达出现下调现象。经过研究，他们大胆提出假说：激素靶向该分子减少钙离子从内质网向线粒体转运，引发线粒体能量代谢障碍，导致股骨头坏死。他们还创新性构建三重（组织/细胞/分子）靶向聚合物囊泡缓释靶向药物，使其能靶向股骨头局部的骨髓间充质干细胞并靶向该分子。激素性股骨头坏死因启动机制未明，是长期以来无法对其进行早期靶向干预的关键，他们的研究有望为其防治提供新靶点和新策略。

但无论如何，单浩杰都坚定地认为，研究成果终将回归临床验证与应用。他清醒地认识到，单一的技术突破若不能融入一个开放、协同、可负担的生态系统，其光芒终将受限。以骨病灶手术机器人为例，他表示现有机器人更多在扮演辅助操作作用，在预期手术效果上还没有实现很好的突破。在单浩杰设想的图景中，未来系统应该从精准执行向智能决策跃升，让机器人能基于海量临床数据，在术中实时辅助医生优化手术方案，其中就包括预测手术效果。而在人机协同上，则需要发展出更自然、更强大的交互范式，未来系统应该深度融合增强现实技术，提供真实的力反馈和自适应控制，让医生能更专注于决策，机器人则成为突破人类生理极限的可靠伙伴，共同完成高难度手术。

“不过，现在市面上的手术机器人成本动辄上千万元，这为其推广和使用造就了巨大门槛。我们热切地期望通过核心技术创新、国产化和流程优化，将价格‘打’下来，使新技术能够下沉并惠及更广大的基层患者。”单浩杰说。

然而，实验室的星光要照亮患者的病床，中间还横亘着成果转化的“达尔文海”。近年来，单浩杰团队的成果收获了业界的一众肯定，产业界也向他们抛来橄榄枝，以人才政策予以落地转化支持，但他明确自己不会踏入创业领域，而是坚定选择专注于医生本职。他坦言，“临床和科研已经非常充实，创业带来的精力分散与不确定性会稀释我对医疗事业的专注和投入。”这份决绝，恰恰源于他对医学纯粹性的坚守，但他也在思考一种新的协同模式，能够更好地联结起医学的深度与产业的广度，并希望在2026年迈出成果转化的重要一步。

一台手术的成败关乎一个人能否重新拥抱生活，一项新技术的革新可能改变千万人的命运。作为一名骨科医者，单浩杰始终将这份职业视为生命与科技的桥梁，以技术之“刚”守护生命的“韧性”，无论这条路通往多远的未来，患者需求都是他的“坐标原点”。

专家简介

单浩杰，上海市第六人民医院（国家骨科医学中心）骨科住院医师、博士后。入选上海东方英才人才计划青年项目。任全国卫生产业企业管理协会骨科分会委员、中国中医药信息学会中西医外科智能诊疗分会理事，及《生物材料转化（英文）》（Biomaterials Translational）、《仿生工程学报（英文）》（Journal of Bionic Engineering）、《纳米转化医学（英文）》（Nano TransMed）青年编委等。主持国家自然科学基金青年项目等课题4项。以第一/通讯作者（含共同）在《今日材料》（Materials Today）等发表《科学引文索引》（SCI）论文15篇。获专利35项、软著1项、专著1部、团体标准2项。获“创青春”全国卫生健康行业青年创新大赛上海金奖及全国银奖、上海市优秀住院医师等。