上海交大醫(yī)學(xué)院團(tuán)隊(duì)生物3D打印活性骨修復(fù)骨缺損

一位16歲的女孩因?yàn)樽笮⊥忍弁淳歪t(yī)，后被診斷為“左脛骨近端腫瘤”，但是青春并沒有在這一刻折戟，因?yàn)椤?D打印個(gè)性化生物活性骨”前沿技術(shù)的應(yīng)用，在切除腫瘤的一個(gè)月后，她就能自如地行走。

因腫瘤、創(chuàng)傷及感染等引致的骨缺損，常規(guī)的治療方法包括自體骨、同種異體骨或人工骨填充植入等，上述方法僅僅為新細(xì)胞向內(nèi)生長提供了支架，還需要通過巨噬細(xì)胞、破骨細(xì)胞與成骨細(xì)胞及血管等的長入，后被新生骨完全替代，即爬行替代；其后，再改建塑形，完成骨缺損的修復(fù)；存在自體骨移植的二處手術(shù)創(chuàng)傷、異體骨移植傳播疾病和免疫排異等風(fēng)險(xiǎn)及骨來源受限。3D打印個(gè)性化生物活性骨的臨床應(yīng)用完全顛覆了傳統(tǒng)的修復(fù)方式。

上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院骨科郝永強(qiáng)教授是病人的主診醫(yī)師，他介紹，此次3D打印個(gè)性化生物活性骨不僅與骨缺損形態(tài)完全匹配，而且其顯微結(jié)構(gòu)與患者高度仿生。我們借助數(shù)字醫(yī)學(xué)、自體血液富集及生物3D打印技術(shù)，將患者自體血小板源性生長因子（PDGF）、轉(zhuǎn)化生長因子（TGF）、血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）、胰島素樣生長因子（IGF）等多種生物活性因子與生物骨修復(fù)材料進(jìn)行逐層打印，將活性細(xì)胞因子精確地打印制備在骨顯微結(jié)構(gòu)表面，因此，形態(tài)個(gè)性化與高度仿真的骨顯微結(jié)構(gòu)、骨誘導(dǎo)性及生物活性等優(yōu)勢，有利于誘導(dǎo)細(xì)胞和血管的長入及營養(yǎng)的循環(huán)代謝、加速了修復(fù)過程。

花季少女來到上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院就診，確定病情后，郝永強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)與患者家屬充分溝通及知情同意，決定采用生物3D打印個(gè)性化活性骨對其腫瘤切除后的骨缺損進(jìn)行修復(fù)重建。郝永強(qiáng)和醫(yī)療工程技術(shù)人員醫(yī)工討論后，產(chǎn)學(xué)研協(xié)同，通過生物3D打印制備了與骨缺損形態(tài)匹配、自體活性細(xì)胞因子逐層定植的個(gè)性化活性骨。2021年12月28日郝永強(qiáng)教授為患者成功完成了切除腫瘤與生物3D打印個(gè)性化活性骨修復(fù)骨缺損手術(shù)。搭載患者自體促成骨與成血管等活性生長因子的活性骨被植入缺損部位，慢慢降解并釋放出活性生長因子，與缺損區(qū)域周圍骨組織內(nèi)的細(xì)胞相互作用，促進(jìn)新生血管、骨長入，從而加速修復(fù)。

郝永強(qiáng)表示，生物3D打印技術(shù)滿足個(gè)性化臨床需求，將骨科植入醫(yī)療器械從形態(tài)個(gè)性化推向生物功能個(gè)性化，實(shí)現(xiàn)真正意義上的“神形兼?zhèn)洹薄?/span>

上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院骨科長期秉承以臨床需求為導(dǎo)向，醫(yī)工合作，產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新模式，自主研發(fā)個(gè)性化創(chuàng)新醫(yī)療器械，破解臨床醫(yī)療難題。此前，郝永強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)已在生物活性金屬與可降解金屬骨科植入物研究與臨床轉(zhuǎn)化領(lǐng)域取得重大突破，將自主研發(fā)的促成骨活性鉭金屬3D打印個(gè)性化內(nèi)固定器、鉭涂層3D打印個(gè)性化骨盆重建假體與生物可降解鎂合金骨內(nèi)固定螺釘在國際上率先應(yīng)用于臨床。