世界首例組織工程再生骨修復大段骨缺損技術臨床應用成功

科技日報記者 史俊斌 通訊員畢龍 任偉鋒

「人造活骨」不是傳說而是人間奇蹟，它就發生在今天的西安。

2015年8月3日，第四軍醫大學西京醫院骨科裴國獻教授團隊採用該「人造活骨」技術，為來自甘肅患者孔某（化名）實施右脛骨骨缺損組織工程再生骨移植修復術，成功修復長達12厘米的大段骨缺損。今天，術後22個月的患者來到四醫大西京醫院，骨缺損已完全修復，關節活動及行動如同常人，可以進行快步行走、上下樓梯和搬移重物等日常和重體力活動。經科技查新：該病例為世界首例通過組織工程方法修復的長度超過10厘米的負重骨骨缺損病例，實現了組織工程再生骨修復大段骨缺損這一國際性難題的重大突破。

20載集智攻關，瞄準大段骨缺損修復國際難題

裴國獻教授對科技日報記者說：「近些年，交通事故、高處墜落等高能損傷發生率日益增多，肢體大段骨缺損（通常指大於6厘米）的發生率達四肢骨創傷的15.0%。大量患者嚴重傷殘乃至截肢。國內此類損傷功能喪失率可達19.8%，截肢率更是高達10.4%，每年醫療花費120億元以上。其修復屬國際性醫學難題，傳統修復方法為自體骨移植、人工骨移植及同種異體骨移植，均有其各自局限性，無法完全滿足臨床需要。」

20年前，作為國內最早從事組織工程再生骨研究的團隊之一，裴國獻研究團隊圍繞組織工程再生骨種子細胞源、血管和神經在組織工程骨構建中的作用及機理，血管神經化與組織工程骨的同步構建，臨床轉化前關鍵技術等開展研究，先後完成從小動物（小鼠、大鼠、兔子）、大動物（山羊）、高級動物（恆河猴）到人體骨髓來源的系列MSC培養與表型鑒定，制定出標準製備流程，初步掌握了該國際性醫學難題的應對方案。在國際上率先提出血管、神經與組織工程骨同步構建新理念，並在大動物及高等動物體內構建成功。獲國家973、863、國家自然科學基金重點等課題20項，發表SCI論文50篇，主要論著被國際材料學、細胞學和骨科學權威雜誌他引325次，被骨科學權威雜誌《J Bone and Joint Surgery（美國版）》評選為年度骨科研究最新進展，研究內容被寫入美國教科書，獲國內發明專利10項、國際專利1項，這些突破為組織工程骨再生醫學技術從實驗室研究走向臨床應用打下紮實基礎。

體內採集自身細胞，體外培養形成再生骨

2014年9月，35歲甘肅患者孔軍（化名）新疆一礦山打工不慎被石塊砸傷，導致雙下肢脛腓骨開放性骨折，其中右腿脛骨有一處較大的骨折塊丟失。在當地醫院外固定手術，術後1年複查顯示右腿脛骨骨缺損長達12厘米，無法負重下地、只能靠扶拐輪椅行走。其來到西京醫院骨科就診後，裴國獻研究團隊經過仔細會診後決定採用組織工程再生骨技術為孔軍解除病痛。

組織工程再生骨，即採集患者自身細胞、通過培養獲得足夠細胞數量後，複合到能與人體相容的多孔生物材料上形成組織工程骨複合物，再植入到患者體內骨缺損處進行修復，也就是在體外根據患者骨缺損形狀與尺寸，定製構建一個個性化的、帶有細胞活性的再生骨。

經過前期周密準備，研究團隊詳細制定組織工程再生骨臨床轉化應用方案，在患者知情同意、西京醫院倫理委員會批准後，正式實施該國際前沿技術。術前，研究團隊抽取患者自體骨髓，進行實驗室體外分離和培養擴增，獲得足夠的種子細胞——自體骨髓基質細胞後，根據患者骨缺損CT數據，應用批准臨床應用的磷酸三鈣材料製備與患者右脛骨缺損形狀與大小尺寸相匹配的生物材料支架。隨後將獲得的自體細胞接種到組織工程骨生物材料支架上，放入團隊自主研發的生物反應器內培養兩周，讓自體細胞和多孔骨支架充分複合和生長，在體外培養形成患者所需的個體化定製的組織工程再生骨複合物。

植入組織工程再生骨成功修復大段骨缺損

2015年8月3日，手術團隊為孔軍實施右脛骨骨缺損組織工程再生骨移植修復術，即通過開放手術將前期個體化定製的組織工程再生骨原位植入到患者的右脛骨骨缺損處，成功修復大段骨缺損。

術後3個月孔軍即可扶拐下地行走，術後6個月棄拐逐步下地負重行走，術後12個月拆除已使用了2年的外固定支架，行走及下肢關節活動不受影響，恢復正常生活與勞動能力。目前，術後22個月的孔軍可以進行快步行走、上下樓梯和搬移重物等日常與重體力活動。在記者面前「活蹦亂跳」，與常人不無兩樣。

裴國獻對科技日報記者說，此項手術的成功，標誌組織工程再生骨技術由實驗室走向了臨床應用，是我國轉化醫學方面取得的一項重大突破。他打趣說，人體是一個天然培養箱，抽取患者自身細胞，讓其與可吸收生物材料溶和，植入患者體內，兩者如同兩個人談戀愛，不打架，相互吸收融合，長好了，也就實現一體化。這樣造出的不是冰冷的材料而是一個有生命的活性骨！

裴國獻透露，下一步，西京醫院骨科正組織國內多家醫院組建多中心臨床轉化團隊,完善組織工程再生骨臨床轉化應用方案，制定組織工程再生骨臨床應用專家共識，在全國推廣轉化應用該最新國際前沿技術，以期應用於更多病例，挽救更多傷殘患者。（科技日報西安6月13日電）

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