中京食安网讯(覃 俊):日前,一名股骨远端骨折的患者在解放军军
医大学骨科成功接受了内固定手术。但让人惊奇的是,术后 X 线上只能看
到骨折块已成功复位,却看不到任何一枚金属螺钉的影子。
原来,该名患者于 2021 年 12 月 22 日就接受了蚕丝螺钉内固定手术。
使用的是由首席骨科专家王伟国教授、封成光教授团队和中科院微系统所
唐群研究员团队共同开发的可降解蚕丝螺钉。这是世界上首款实现人体内
应用的可降解医用蚕丝骨钉,标志着人体内固定领域开启了蚕丝应用的新
时代。这是经动物医学上千次试验后由人体成功临床试验成功并合理降解
恢复,终身一次使用不排异的临床应用成功!
军医大学一级王教授(左)和二级封教授(右)展示蚕丝可降解螺钉
● 团队精诚合作 完成世界首例临床应用
今年 1 月份,患者张强(化名),不慎扭伤,造成左股骨远端骨折。
由于骨折部位靠近关节面,使用金属螺钉固定时应力过大,会影响骨折愈
合;一年后还需要手术再次取出,造成二次创伤。患者入院之后,团队经
过详细探讨病情、细致阅片后决定,该患者符合蚕丝螺钉固定的适应证。
术中使用蚕丝螺钉对骨折块进行牢靠固定,术后的 CT 片中没有任何伪影,
可以清晰地看到骨折块已经完全复位,解除了患者二次手术取出的负担和
困扰。
术前(左)及术后(右)三维 CT 图像
据悉,这已经是第二十例在解放军骨科医院接受蚕丝接骨螺钉的患者
了。早在去年五月份,一名髋臼及股骨头骨折的患者在西京医院骨科接受
了蚕丝螺钉固定手术,成功实现了世界首例可降解蚕丝骨钉的人体内应用。
患者术后三个月复查时,已可以下地行走,无需借助护具保护。术后复查
显示骨折已完全愈合,螺钉植入部位未发现明显的免疫排斥反应,体现出
良好的生物相容性。
● 立足临床实践 瞄准内固定材料换代
王伟国教授介绍,一直以来,坚硬的金属材料,始终是骨折后内固定
手术的金标准。然而在长期的临床应用过程中,金属材料逐渐显现出内固
定应力遮挡、二次手术、伪影干扰等局限。而且,市面钢钉价格昂贵,尤
其是德国、日本、瑞士等国家垄断新材料新技术,即使是国内产的钢钉也
是价格不菲。相比较而言,我军医大学研发及临床应用的蚕丝钢钉材料及
技术处于国际顶尖引导水平。其成本价格不到进口市场上的二十分之一,
不到国内市场价格的十分之一,无使用年龄段要求,更为重要的放置患者
手术后 2-4 个月就能迅速在人体自然降解,内固效果更强,不再进行二次
手术,解除患者痛苦。
金属螺钉(左)及蚕丝螺钉(右)
当初解放军军医专家团队在 2002 年就开始考虑:如何消除应力遮挡,
研发与骨骼力学匹配性更适宜的材料?如何实现材料体内的安全降解,远
离二次手术带来的伤害?又如何避免金属材料伪影,让患者不再为术后影
像检查担忧不已?让人类摆脱金属内固定的束缚,这是摆在医学家和科学
家面前的重大课题。
●专注技术攻关 实现蚕丝化茧成“钢”
中国是最早养蚕缫丝的国家,孕育了辉煌的蚕丝文明。现如今,蚕丝
在医疗领域同样展现出巨大潜能。美国食品药品监督管理局(FDA)、德
国药监、瑞士药监、欧盟(EDA)药监和我国食品药品监督管理总局(CFDA)
都先后批准蚕丝及其提取的蛋白可用于生产创伤辅料;美国环保组织环境
工作组(EWG)将蚕丝评为最优级绿色原料和产品。蚕丝更被证明是生物
毒性极低、免疫原性极小的优良医用材料。
蚕 茧
那具有良好生物特性的柔软蚕丝,能否用作坚强的骨科内固定呢?受
此启发,王伟国团队联合最顶尖的中科院院士团队,历经 20 多年的技术
攻关,成功突破了蚕丝临床应用的技术壁垒,研发出新型可降解蚕丝接骨
螺钉。
如何让蚕丝由“柔软”变“坚硬”是首先要解决的难题。封成光研究
员介绍,从溶解后的蚕丝中提取蚕丝蛋白作为原始材料,通过一系列生物
制造技术制成,这是一种区别于蚕丝纺织品的新科技材料、新技术路线。
其中,蚕丝蛋白的分子量和结晶水平是影响骨钉力学性能和降解特性的核
心因素。经过无数次试验的失败和坚持不懈的调试,终于实现了硬度与降
解性的平衡,达到了体内螺钉固定的要求。
蚕丝螺钉外观
而当蚕丝螺钉植入体内以后,人体又需要它适时由“有形”变“无
踪”。王教授介绍,螺钉植入体内初期降解速度极为缓慢,以保证骨折坚
强固定的需求;植入 1 年后螺钉逐渐酶解,降解产物为氨基酸和多肽,可
完全被人体吸收,没有任何毒副作用。临床前研究证实,蚕丝螺钉在体内
3 年的降解率超过 80%。
技术查新显示,国际尚无蚕丝蛋白材料在人体内骨科应用的临床实例。
该项目已正式通过解放军总医院、同济医学院、北大附院、中山大学附院
等 7 家国内最先进的学术委员会和科研伦理委员会审批,进入临床试验阶
段。2021 年受邀参加在上海召开的全球技术转移大会,是全球唯一参展的
最先进医疗产品。
“可降解蚕丝材料的研发和临床应用,解决了金属内固定应力遮挡、
二次手术、伪影干扰的三大缺陷。”在王伟国教授团队看来,蚕丝材料所
展现出的优良力学性能、生物学性能和降解性能,必将为骨科植入物市场
带来新的解决方案和发展动力。接下来,蚕丝还将拓展应用于脊柱外科、
神经外科、口腔医学等诸多领域,惠及更多患者,关键是中国蚕丝材料有
支撑。诸多省区布局有桑种及蚕丝基地,幅原辽阔,材料丰富,未来必将
是“一带一路”骨科内固医学的引领。
“春蚕到死丝方尽”,拥有着悠久历史的古老生物见证了中华文明的
辉煌历史。时至今日,化身人类健康的守护者!