“骨膠水”靈感來源竟是牡蠣。9月9日,浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬邵逸夫醫(yī)院宣布,該院范順武教授、林賢豐副主任醫(yī)師團(tuán)隊受牡蠣黏附特性啟發(fā),成功研發(fā)全球首款人體用骨膠水“骨02”。
打一針“膠水”
就能把人體粉碎的骨頭黏合起來?
9月9日
浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬邵逸夫醫(yī)院
發(fā)布全球首款“骨膠水”重大自主創(chuàng)新成果
——“骨02”碎骨黏
它可普遍用于大小骨折碎片的黏合固定
未來有望減少或替代
傳統(tǒng)金屬內(nèi)固定物的使用
可能實(shí)現(xiàn)一針就能治愈骨折
為骨科領(lǐng)域帶來顛覆性的治療模式革新
百年難題:能發(fā)明出黏合斷骨的“膠水”嗎?
骨折是運(yùn)動系統(tǒng)中最常見的損傷,也是造成中青年病殘、老年死亡的重要原因,全球范圍內(nèi),粉碎性骨折每年新增病例高達(dá)數(shù)千萬。
隨著現(xiàn)代醫(yī)療技術(shù)水平的提高,尤其是螺釘、鋼板等金屬內(nèi)固定物的應(yīng)用,骨折的整體預(yù)后已有了翻天覆地的改變,但對于伴隨眾多細(xì)小碎骨塊的粉碎性骨折,臨床治療仍面臨巨大挑戰(zhàn)。
“傳統(tǒng)金屬固定方法,在治療中,要多次使用射線調(diào)整位置,固定恢復(fù)后還要二次手術(shù)取出固定物?!? 浙大邵逸夫醫(yī)院骨科主任范順武教授解釋,如果是粉碎性骨折,會出現(xiàn)很多小骨片,固定難以做到嚴(yán)絲合縫的拼接,且易導(dǎo)致骨碎片在操作中丟失或被吸收,造成骨量不可逆損失,進(jìn)而引發(fā)骨愈合延遲或不愈合?!疤貏e是關(guān)節(jié)部位的粉碎性骨折,如果無法精準(zhǔn)復(fù)位,極易造成關(guān)節(jié)面缺損或不平整,最終發(fā)展為創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎,嚴(yán)重影響患者功能與生活質(zhì)量。”
“如果能有一種可以直接黏合骨頭的醫(yī)用材料……”深耕骨科臨床四十余年,這個看似簡單的設(shè)想,自范順武教授從醫(yī)之初便扎根在他的心中。
事實(shí)上,近百年來,全球各地的科學(xué)家和臨床醫(yī)生從未停止對于骨黏合材料的探索,卻始終未能突破生物安全性與血液環(huán)境黏合強(qiáng)度這兩項關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。
接過范順武教授的“接力棒”,“90”后林賢豐決定繼續(xù)攻克這一難題。
牡蠣帶來靈感,“膠水”3分鐘黏合斷骨
轉(zhuǎn)機(jī)出現(xiàn)在林賢豐回家鄉(xiāng)溫州探親時——從小在海邊長大的他,無意間看到跨海大橋底部密密麻麻附著著一層牡蠣。它們歷經(jīng)風(fēng)浪沖刷,仍與混凝土牢固結(jié)合、渾然一體。
這幕自然奇景瞬間給了他靈感:既然牡蠣能在海水中粘得牢固,那么能否在人體濕性環(huán)境中創(chuàng)造類似的可能性?
受到這一仿生學(xué)原理的啟發(fā),團(tuán)隊明確了方向。但將靈感轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品需要跨越重重壁壘:
首先,需要找到能在血液環(huán)境中快速形成強(qiáng)力黏合且生物相容性優(yōu)異的復(fù)合材料,并精確控制溫度,避免組織熱損傷;
其次,必須建立標(biāo)準(zhǔn)化、可復(fù)制的制備流程,確保材料易于手術(shù)操作,滿足臨床應(yīng)用的實(shí)際需求;
最后,需通過嚴(yán)格實(shí)驗證明其在體內(nèi)的長期穩(wěn)定性與安全可吸收性。
通過對牡蠣生物黏附機(jī)制的科學(xué)分析,歷經(jīng)50余種配方迭代、數(shù)百次測試優(yōu)化,結(jié)合大量的鼠、兔、犬等動物實(shí)驗,團(tuán)隊最終成功攻克多項關(guān)鍵難題,研發(fā)出了這款“骨膠水”。
“骨02”產(chǎn)品套件
9月9日,記者在現(xiàn)場見證了這個神奇“膠水”是如何在短時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)黏合的。
這款“骨膠水”由白色的粉劑和反應(yīng)液組成,使用前,將兩部分融合,幾秒時間內(nèi)就會變成乳白色的膠水狀,醫(yī)生拿出試驗用的豬骨頭,涂抹在斷面,然后嚴(yán)密黏合,等候3至5分鐘后,斷裂的骨頭已被緊實(shí)的粘住、復(fù)原,即使用錘子敲打,也紋絲不動。
這一凝聚創(chuàng)新智慧的成果被團(tuán)隊賦予了一個有趣的名字——“骨02”。命名靈感源于家喻戶曉的502膠水,寓意對其在骨科領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)同等強(qiáng)效黏合與廣泛應(yīng)用的期許。
更安全實(shí)用,未來應(yīng)用場景廣泛
“實(shí)驗證實(shí),‘骨02’最大黏合拉力可達(dá)400多斤,抗壓強(qiáng)度和人體骨質(zhì)配合,具有替代金屬內(nèi)固定物的強(qiáng)大潛力,同時可降低金屬異物反應(yīng)和感染風(fēng)險,大幅提升手術(shù)效率、減少術(shù)中創(chuàng)傷,實(shí)現(xiàn)真正的骨科手術(shù)微創(chuàng)化?!绷仲t豐解釋。
除了和金屬固定物相比有優(yōu)勢外,和傳統(tǒng)骨科手術(shù)中經(jīng)常使用的骨水泥相比,“骨02”也更具安全性和實(shí)用性。
“固化后的骨水泥抗壓強(qiáng)度過高,容易引發(fā)臨近骨組織骨折?!狈俄樜渑e例說,就像一枚雞蛋放到堅硬的石頭上,石頭稍稍動蕩,雞蛋可能就會被碰得粉碎?!肮?2”因為是生物材料,大概半年內(nèi)會在人體內(nèi)被吸收,還能促使骨組織的自然愈合?!?/p>
從今年1月起,浙大邵逸夫醫(yī)院聯(lián)合浙大二院、上海六院等國內(nèi)多家權(quán)威醫(yī)療機(jī)構(gòu),成功完成全球首個針對粉碎性骨折黏合治療的多中心隨機(jī)對照臨床研究入組。
“‘骨02’在150余例受試患者中展現(xiàn)出良好的安全性和有效性,各項指標(biāo)均達(dá)到預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn),沒有一位患者出現(xiàn)并發(fā)癥?!敝腥A醫(yī)學(xué)會骨科學(xué)分會副主任委員、浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院骨科主任葉招明在當(dāng)天的發(fā)布會表示。
在此前的臨床研究中,一位年輕工人因外傷導(dǎo)致腕部橈骨遠(yuǎn)端粉碎性骨折,傳統(tǒng)治療方案需大切口植入鋼板螺釘,不僅創(chuàng)傷大、存在肌腱粘連或神經(jīng)損傷風(fēng)險,且需術(shù)后一年行二次手術(shù)取出。應(yīng)用“骨02”黏合技術(shù),團(tuán)隊僅通過一個2-3厘米的微創(chuàng)切口,一針注入“膠水”材料,短短3分鐘內(nèi)即完成了粉碎骨塊的精準(zhǔn)黏合與固定。術(shù)后3個月隨訪顯示,患者骨折愈合良好,無并發(fā)癥,腕關(guān)節(jié)功能完全恢復(fù)。
“特別值得一提的是它的廣泛應(yīng)用前景?!绷仲t豐表示,“幾乎適用于全身所有部位、各種尺寸的骨折修復(fù),尤其是傳統(tǒng)器械難以固定的微小碎骨。由于其快速黏合和使用便捷的特點(diǎn),將來有望用于國防戰(zhàn)事、災(zāi)害救援等特殊場景下的骨折緊急救治?!?/p>