刘昌胜，华东理工大学材料科学与工程学院教授，2003年度国家科技进步奖二等奖及2014年度国家自然科学奖二等奖获得者。

在2014年度国家科学技术奖励大会上，华东理工大学的刘昌胜教授及其团队以“钙磷基生物材料的转化机理及新生物性能研究”项目，获得国家自然奖科学奖二等奖。值得一提的是，这已是刘昌胜在国家科技奖层面的“梅开二度”。早在2003年，他的团队就曾以“自固化磷酸钙人工骨的研制与应用”项目，获得过国家科学技术进步奖二等奖。

刘昌胜两次获奖的项目，都与他一直以来的人工骨研究相关。人工骨是人体骨的替代者。在中国，每年因交通事故和生产安全事故所致创伤骨折、脊柱退行性疾病及骨肿瘤、骨结核等骨科疾病，造成骨缺损或功能障碍患者，据估计超过300万。在人工骨出现之前，对骨缺陷的治疗，最常见的办法是“剜肉补疮”：从病人自身其他部位取出不是那么重要的骨头移植到病患处；或者从他人身体（甚或遗体）截取。而人工骨的出现，则使骨移植手术的这一不得已之计有了根本的改变。

自固化人工骨应用的历史并不算长，在上世纪80年代，这种新材料随着生物材料工程的发展才刚刚出现。在90年代初还是一名研究生时，刘昌胜了解到国际上的这一动向后迅速切入，成为国内第一批研究人工骨的学者之一。在此之后二十年的上下追索中，他和他的团队从无到有研制出了可以医用的人工骨，并实现了产业化——据此获得国家科学技术进步奖；又从科学的角度，解释了产品制备中材料的物理化学反应机理，以及与人体组织接触后的生物化学反应规律，开辟了一个新的生物医学工程研究方向——据此获得国家自然科学奖。

邂逅“人工骨”

“现在这个小孩已经是20多岁的大人了，”刘昌胜指着他电脑中的一个病例X光片说道。这个X光片里是一个江西男孩，在肿瘤切除后需要移植骨头。由于小孩自己身体里没有可取的骨头，医院起初按照传统的办法，从其父亲盆骨中截取了一块骨头移植，但是强烈的排异反应导致手术失败；医生再次从其母亲盆骨的髂骨取骨进行移植，仍然以失败告终。在万般无奈之际，他们听说刘昌胜团队刚刚研制出人工骨，就发出了殷切的恳求。刘昌胜紧急从外地调取了当时产量还不大的产品到了江西，经过手术之后，这个小孩康复了！

人工骨的研制基于仿生学原理。人体骨是一种疏松多孔结构，由一束束胶原蛋白和一层层羟基磷灰石晶体均匀而有序地“镶嵌”在一起，其中羟基磷灰石是主要成分，占到了活体骨的70%。由此，科学家们试图通过人工合成羟基磷灰石来制作骨替代物。

研制人工骨，除了需要了解骨的成分，还需要理解骨生长的机制。在20世纪60年代，骨科领域的重要人物，加州大学洛杉矶分校任骨科手术教授的马歇尔·尤维斯特（Marshall R.Urist），发现了骨形成的过程。他的这一发现促成了大量钙基骨修复产品的问世。

首个经美国食品药品监督管理局批准的合成骨植入物于1992年问世，名为Pro Osteon。它以珊瑚（主要成分是碳酸钙和少量有机质）为原料，经过热化学过程，制备出与羟基磷灰石结构类似的钙磷酸盐材料。

由于Pro Osteon保留了多孔结构，可作为天然骨细胞和血管的支架结构。新生骨不断形成，逐渐修复断裂处，并且能吸收掉合成骨。这种为新生骨“搭桥过河，过河拆桥”的思路，也奠定了后来各种人工骨研制的方法论基础。

1992年的刘昌胜，刚刚在华东理工大学生物工程专业硕士毕业，留校当助教的他，选择了在职攻读化学工程专业博士学位。“我们学校的化学工程是最好的，所以我想学。”也就是这时，他了解到国际上的人工骨——这一兼具生物工程和化学工程的交叉产物——研究和研制的动向，由此开始了自己的研究。

在刘昌胜的研究开始之际，国内临床医学界的需求已经提出。刘昌胜人工骨研究的重要领路人和合作者是陈中伟院士。这位在医学界大名鼎鼎的手术大师，在上世纪60年代为青年工人王存柏接活断手，由此开创了被认为是世界医学史上具有里程碑意义的断手再植术。然而作为一名骨科医生，陈中伟看到更多的是因为没有可移植骨源而带来的无法挽回的残疾。他和众多的同行，迫切希望人工骨尽早面世。由于研究工作的互补性，陈中伟和刘昌胜很快成为了工作上的合作伙伴和生活中的“忘年交”。他们一同讨论问题，一同申请项目，热情地期待着早日研制出可以医用的人工骨。