手术机器人新“支点”，国产蛇形臂单孔手术机器人能否撬动全球市场？

《2022年中国机器人产业数据》显示，中国工业机器人市场占据了全球市场的52%，连续十年成为全球最大市场，几乎超过一半的国民经济领域里面都有自主品牌机器人的应用。然而，2023年多家手术机器人扎堆港股上市寻求输血，已经上市的企业亏损还在同比扩大、盈利难问题愈发凸显，何时实现自我造血成为各界关注热点。

迄今为止，达芬奇手术机器人全球保有量超过6000台，占据全球手术机器人超过八成的市场份额，仍是该领域绝对霸主。国产手术机器人出路在何方？什么样的手术机器人才能与之一较高下，夺下更多市场？带着对手术机器人行业的关注和好奇，医学界智库“械·逅”专栏近日专程前往术锐机器人上海研发中心，拜访了术锐机器人创始人、上海交通大学徐凯教授。

2023年6月下旬，术锐单孔手术机器人获NMPA（中国食品药品监督管理局）的上市批准，成为中国首款、全球第二款在售单孔手术机器人。据了解，直观外科最新产品达芬奇SP（Single Point）单孔手术机器人目前尚未允许进入中国市场。

术锐机器人上海研发中心，受访者供图


探寻新“支点”，

在行业垄断和专利封锁中另辟蹊径

研究生阶段，徐凯在清华园的主攻方向是人形机器人，深入研究以后发觉这一研究方向实现商业化落地还遥遥无期。也正因此，当获得哥伦比亚大学全额博士奖学金时，他重新思考了自己的跑道，并对纳米制造、热力学等多个专业进行了解后，最终选择师从“手术机器人之父”Russell Taylor教授开辟的赛道，研究下一代单孔腔镜手术机器人。

彼时，直观外科刚收购竞争对手Computer Motion公司，旗下达芬奇手术机器人刚开始垄断多孔腔镜手术机器人的技术专利，但还远没有今天如日中天的势头。而时至今日，达芬奇手术机器人拥有1484个不同系列的7015项专利，让其技术壁垒固若金汤，20年来无人能望其项背。

“（我）坚持到今年是第19年，总体来讲还算有个不错的结果。”徐凯感慨道，2004年当时在手术机器人研发圈尚未有单孔手术机器人，他将之形容为“非常吸引人的概念”。由于一直无法解决“筷子效应”（由于手术中腹腔镜镜体和操作器械都是经肚脐单一切口进入腹腔，容易造成器械之间在腹腔内外的相互干扰，无法充分展开），单孔手术的操作难以推广，单孔手术机器人可能是实现更微创单孔手术的利器。

筷子效应，受访者供图

直到2014年，徐凯回国后实现“可形变对偶连续体结构”的技术突破，搭载镍钛合金的蛇形手术臂能兼顾高负载力、动作精细，完美解决了单孔手术筷子效应等问题，才使得商业化应用成为可能。

术锐单孔腔镜手术机器人 ⸺ 搭载镍钛合金的蛇形手术臂。受访者供图

据介绍，术锐单孔腔镜手术机器人独创的蛇形手术臂中，有十余根超弹性镍钛合金细杆从头至尾贯穿，每根细杆均可承受推力和拉力，负载能力强；在非线性大变形多弹性体算法控制下，也可实现弯转方向和角度的精准控制，即使单一细杆断裂也不影响整体运动，大幅提升了臂体的可靠性。


无人能承接，

只能“自己下场干”

在美国哥伦比亚大学，科学家转让专利授权非常常见；在美国市场，小型器械企业负责研发创新，中、大型企业负责收购商业化，这几乎成为了行业惯例。当技术瓶颈被突破后，徐凯一度曾想过转让专利。2014-2015年期间，他找了很多国内做手术机器人和医疗器械设备的企业沟通专利转化意向，最后发现国内不存在能够承接的产业基础。“所以我只好自己下场干了。”

徐凯告诉“医学界智库”，“如果我们去找外面的公司，他们不仅要理解样机原理，还要在产品样机研制过程中，做到从结构到材料选择、工艺路线，每一个部件都要结合30多项中外医疗器械标准，思考不符合标准的如何改进。然后再把它们集成起来，不仅要达到可靠的临床性能，还要能维持长时间的稳定，要通过严苛的验证和检验。”

他指出，除了机械结构和电气硬件，机器人还包括了算法、软件、视觉影像、3D重建等一系列技术基础。然而，做好这一切并不意味着大功告成，技术和产品走向临床才是考验的开始。手术机器人可能面对生长于人体各个部位的肿瘤，术中要绕过各种血管和组织，需要面对千变万化的临床场景。如果机器人不具备操作的灵活性和稳定性，是无法在临床中应用的。术锐机器人无疑是在这条长征路上极少数的完成者，一路过关斩将，完成了多个科室众多的经典术式，还创造了众多的全球首例的临床应用；还拿下全球范围内600多项专利申请，筑起了自己的专利护城河，并得到了一众投资者的追捧青睐。

创始人徐凯教授与术锐单孔腔镜手术机器人，受访者供图

事实上，近年来中国医疗器械蓬勃发展，有原创价值的产品估值在资本市场水涨船高，IPO似乎成了这类创新器械企业的唯一出路，对比美国等相对成熟的器械市场，这有利于培育中国器械的创新土壤吗？

徐凯表示：“我认为资本对创新，尤其是医疗创新过分追逐不是一件太好的事，因为很多东西还是要强调积累。”比如，术锐机器人目前在临床表现的稳定性不错，那是因为前期一些工艺研制打磨了不少时间，缩短了产业化的过程。如果等到成立公司才开始研究，肯定来不及，短期内靠钱砸不出核心工艺。一旦资本热钱过度涌入，那么新公司在拿到钱后往往会高薪挖人，久而久之行业风气变得浮躁，产生内耗。


与顶级三甲医院合作，

发出中国医生的声音

当下，手术机器人的市场格局依然还比较稳定，达芬奇手术机器人是每一个新入局玩家不可绕过的强劲对手。作为后来者，术锐机器人如何破局？

在徐凯看来，达芬奇手术机器人之所以在市场上占有优势地位，主要是由于它动作精准、使用便捷，还能很大程度上降低医生劳动强度。但在很多顶尖外科医生看来，多孔手术机器人并没有做到他们做不到的事情，对病人的创伤也没有降低，还带来了高昂的费用。相比之下，单孔手术机器人的赢面在于，对于病人来讲，单孔完成手术，减少了创伤；医生借助手术机器人，实现同样精准、便捷的操控，用近似多孔的使用感受，完成以前手动单孔很难完成的高难度手术；单孔机器人使得病人和医生双方都更加受益。

几十年的市场深耕，达芬奇机器人几乎等同于手术机器人的代名词，其品牌号召力和行业认可度不容小觑。如何挑战这么强大的对手？术锐手术机器人的市场机会在哪里？在回答前，徐凯先抛出了一个问题：中国车怎么打败BBA（宝马、奔驰、奥迪）？怎么打败日本车、韩国车、美国车，最后做到世界第一？

紧接着，他给出了自己的解题思路，燃油车已经形成固定的竞争格局，且国外的厂家都实力强劲，中国车只有破局才能弯道超车。举个例子，如果在2019年购买电车，选特斯拉还是国产新能源车？大多数人多半会选前者，因为品牌力。如果是3年后的今天再做这道选择题呢？那不少人可能会买国产新能源车，因为后者代表着汽车行业的未来。中国在新能源车兴起之初大力推动电车，迅速做到了世界第一的规模。手术机器人也是同理，要想在不侵犯专利同时不牺牲临床便利性的情况下超越达芬奇多孔手术机器人难度是非常高的，所以想在手术机器人领域破局，只有“变换赛道”才有机会。

“手术机器人虽然较为昂贵，但它不仅可以助力医生完成精准、微创的手术操作，还可以开展前沿临床研究，推动学科建设，助力医院高质量发展。比如上海瑞金医院普外科和我们合作开展了10例手术，由于在该领域应用单孔手术机器人开展手术具有极高的学术价值，该成果就发表在影响因子为15分的国际权威期刊上了。”借助术锐机器人，中国医生可以在一些疾病将来的临床治疗金标准上留下自己的验证痕迹，甚至开创以中国医生名字命名的手术术式，这种开创性的价值已经远超机器本身。这样的市场战略思路已经足以吸引到顶级三甲医院的青睐。

上海瑞金医院发表于《International journal of Surgery》的论文，影响因子15分

而对于一些普通三甲医院，国考指标中的日间手术也是一个不错的吸引点。据介绍，温州医科大学附属第二医院在引入术锐手术机器人后成功开展日间妇科手术，《人民日报》也对此进行了报道。


尚未进口，即可替代

立足中国，撬动全球市场

在单孔腔镜手术机器人的中国赛区，术锐手术机器人真正做到了尚未进口，即可替代。徐凯并未透露术锐机器人的定价，只是给了一个大致区间，会明显低于达芬奇目前最先进的单孔手术机器人（SP）。

相较于腔镜传统手术，作为奢侈品的手术机器人如何解决盈利难题，并扩大盈利面？徐凯对此有自己的清晰认知：“尽快走出去，形成规模效应。”

达芬奇机器人机器、手术耗材、服务费一鱼三吃的模式被行业借鉴，逐渐成为行业模式。但随着越来越多的国产手术机器人的上市，激烈的市场竞争下，不少厂家取消了服务费，甚至耗材半卖半送让利促销，比如某上市机器人企业机器销售数量和手术台数在不断增长，但利润却没有随之增多。

与此同时，达芬奇机器人也开始探索租赁业务，新商业模式迅速成为其重要增长引擎。2023年7月，直观外科发布最新季报显示，达芬奇手术系统收入为125亿美金，同比增长15%，装机为331台，同比增加19%。其中164台经营租赁的机器人中91台是基于使用次数付费的经营租赁，而在2022年第二季度，这两个数字分别是：113和54。

“在我们看来，海外市场替代有机会，且速度可能很快，尤其是现在海外医院逐步兴起按次收费，支付月清。只要我们效果好、收费低，患者有支付意愿，就有可能拿下这些医院，实现海外替代。”徐凯的自信来源于今年8月的一台手术——山东第一医科大学附属省立医院完成全球首例完全单孔机器人根治性全胃切除术。患者恢复顺利，清扫淋巴结的数量均超过60枚，达到D2根治标准，为单孔机器人全胃手术建立了新范式。彼时，达芬奇SP单孔手术机器人已经上市5年。

单孔机器人操作系统，图片来源山东第一医科大学附属省立医院

在徐凯的宏伟商业版图中，“尚未进口，即可替代”或许只是第一步，终局之战应该是在美国市场正面迎战达芬奇SP单孔手术机器人。无论胜负如何，毋庸置疑的是这终将会成为中国医疗器械史上最浓墨重彩的一笔。