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研究院成立于2019年5月，前身为中国科学院温州生物材料与工程研究所（筹）（2011年由中国科学院、浙江省人民政府和温州市人民政府三方共建）。
研究院以基础科研创新推动科技成果孵化转化，重点开展医用生物材料、智能医疗装备、生物医学物理、转化医学与精准医学等具有重大临床应用前景的研究，着力建设具有国际先进水平的“材、药、械、医”一体化的创新中心和科技成果转移转化中心。
研究院全力推进高端人才队伍建设，2019年5月至今，与多名院士达成合作意向，并从哈佛大学、剑桥大学等引进众多优秀科研人员，现有科研团队50余支，科研人员300余人。研究院全力攻坚生命健康领域关键技术研发，构建融孵化、加速、中试和产业化于一体的全链条式成果转化模式，已有多项代表性成果进入临床试验或融资阶段，并与温州市相关企业达成多项合作协议。
研究院公共技术服务中心拥有生物医用材料、纳米技术、组织工程与再生医学、医疗器械等研究领域的先进科研仪器设备。中心现有设备总值超亿元，其中包括国内先进的透射电镜、扫描电镜，Micro-CT、激光共聚焦显微镜、拉曼光谱仪等大型精密设备。研究院于2017年获批浙江省临床功能材料与诊疗器件工程技术研究中心，2020年获批组织修复材料浙江省工程研究中心，2021年获批浙江省新型研发机构。研究院新园区大楼用地31亩，总建筑面积5.8万平方米，已于2020年10月投入使用。
研究院计划五年内，培育、引进一支以高层次人才为骨干力量的、人员规模不少于500人的研究队伍；五年内建成集基础研究、应用研究、研发服务、成果转化、产业培育、教育培训、学术交流为一体的国际顶尖新型科研机构。
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