骨折植入陶瓷?中国院士研发新材料可诱导骨骼再生

医疗器械 来源:人民日报 作者:喻思娈
2017
07/04
13:32
人民日报
作者:喻思娈
医疗器械

在人体内植入无生命的人工材料,就能诱导生命组织器官再生,调动人体自身修复功能。这种看似只能出现在科幻电影里的场景,因为有了组织诱导性生物材料,并非遥不可及。不久前,在长春举行的中国科协年会先进材料展上,中国工程院院士、四川大学教授张兴栋展示了一种骨诱导性人工骨生物材料,将它植入人体后,就能调动人体自身的康复功能,形成新的组织,既无异物反应,又可实现人体的永久性康复。

生物陶瓷可诱导骨组织生成,开拓生物材料发展新途径

据介绍,这种人工骨生物材料就是多孔磷酸钙生物陶瓷,是组织诱导性生物材料的一种。经过多年研究,张兴栋发现,多孔磷酸钙生物陶瓷不仅具有良好的生物相容性,在一定条件下还表现出骨诱导性,即不用外加生长因子或活体细胞就可以诱导骨组织生成,在治疗骨缺损方面有很好的应用前景。“植入人体内过一段时间,陶瓷中会形成新骨头,陶瓷本身会慢慢消失,最终转变为人骨。”

传统观念认为,无生命的生物材料不可能诱导组织器官再生或形成,因此治疗骨缺损时,医生通常向断骨处植入金属、高分子等材料,这些材料的腐蚀、排异特性给患者带来很大的痛苦。

张兴栋和他的团队上世纪80年代在国内率先研发出生物活性陶瓷及涂层等。上世纪90年代,他又首创迄今国际唯一的骨诱导人工骨并应用于临床。在此基础上,他提出了“组织诱导性生物材料”这一颠覆性概念。这一概念赋予材料诱导组织形成或再生的生物功能,开拓了生物材料发展的新途径。

体外培养组织技术由于缺乏人体神经和体液系统的控制,应用中可能出现风险。可诱导组织再生的材料的优势在于,调动人体自身力量,在机体环境下再生,并降解转化成为身体一部分,不会留下异物,修复效果更好。

张兴栋团队研发的骨诱导性人工骨生物材料,是目前全球首个硬组织诱导性生物材料产品,自2013年临床应用至今已逾数万例,疗效良好。此外,他的人工关节的羟基磷灰石涂层技术成果也具有世界先进水平,临床应用近10万例。目前以骨诱导人工骨为代表的一批产品已获得医疗器械注册证,第二代可承力骨诱导人工骨、胶原水凝胶软骨诱导材料等多个产品已完成实验室研发。

拥有更强拉伸力的可再生人工韧带,有很大的临床应用价值

除了治疗骨缺损,可诱导组织再生的理论还成功应用于再生韧带和中枢神经等软组织上。材料展上,上海松力生物技术公司展出了由他们研发、世界上首个有组织诱导功能的生物人工韧带,部分性能超越了国际上最先进的人工韧带。

跑步等日常活动都有可能造成韧带损伤,尤其是膝关节的前交叉韧带,一旦损伤就需要手术进行修复。“我们研发的人工韧带是用松力纤维蛋白原和可吸收材料为原料共混后,采用静电纺技术制备的具有超亲水性的、类似细胞外基质的生物复合支架材料,是一种软组织诱导性生物材料。”松力生物董事长何红兵说,该材料植入机体后,在逐层降解的同时进行组织再生,诱导机体自身组织长入韧带中,逐渐演变成自身韧带组织。

据介绍,以法国LARS韧带为代表的合成材料人工韧带,成分是聚酯材料,不可吸收、也不能再生。同时产品使用寿命有限,时间长了韧带可能松弛、断裂。“可再生生物材料制成的人工韧带,可吸收和再生,静电纺技术工艺比较简单,在疗效及安全性更好的同时,还能降低成本。”

何红兵说,通常,人体膝关节需要承受1500千克至2000千克的拉伸力,可吸收的韧带植入后要逐步降解、吸收、再生,初始的强度通常要达到承受力的2—3倍,才能保证该材料的正常使用。目前,松力生物制备的人工韧带已突破了这一技术瓶颈,达到4000千克的拉伸力。

目前,上海松力生物技术公司的人工韧带已经在大动物山羊上实验并成功。“山羊的抗张强度和人体比较接近,对未来应用到人体很有参考价值。”何红兵说,公司接下来会跟骨科专家合作,研发符合骨科实际要求的产品。

“韧带重建存在的一大问题是缺乏合适的人工韧带,因此临床上主要采用自体韧带。但取自体是拆东墙补西墙,就是抽自己的筋来补自己的韧带,这样会造成新的创伤,还会削弱自身组织,因此可再生的人工韧带在临床有很大的应用价值。”上海交通大学附属第六人民医院运动医学科主任赵金忠说。

作为一种平台型技术,该软组织诱导性生物材料除了可制成韧带外,还可以制成各种软组织替代物,以及系列组织修复材料,包括心脏补片、腹膜补片、膀胱补片、脑膜补片、骨科填充材料、人工血管等。未来,更多患者可能受惠于可诱导组织再生材料的发展。

可诱导组织再生材料研究方兴未艾,是未来生物材料发展的重要方向

“以可诱导组织再生材料为核心的新一代生物材料,已成为生物材料发展的方向和前沿,将在未来10年至20年成为生物材料产业主体,应通过产学研协同创新,抢占制高点。”张兴栋说。

在何红兵看来,目前我国在再生生物材料领域已走在世界前列。2016年5月,张兴栋当选国际生物材料科学与工程学会联合会主席一职,这是该联合会成立以来,首次由我国科学家担任。“这表明我们原创性的发现已获国内外认可,中国生物材料科学与工程不仅成功登上了世界舞台,而且进入了舞台的中央。”张兴栋说。由于未来前景大好,可诱导组织再生的新一代生物材料已被列为国家“十三五”重点专项“生物材料研发与组织器官修复替代”的重点和核心。

生物材料应用市场也很广阔,涵盖了齿科、血管支架、骨科、创伤修复等多领域,市场规模非常大。何红兵说,传统组织工程材料不可降解,基本会以异物存在于体内,且存在活性欠佳,可能与人体有排斥反应,有时甚至在治好一种疾病的同时又产生了新的疾患,“所以,可诱导组织再生材料是未来生物材料发展的重要方向。”

对于未来,何红兵有着清醒的认识和规划:“总体上我国生物医学材料,尤其是高端产品生产能力与国际先进水平还存在不小差距,希望我们能跨越式地建成新一代生物材料产业体系,摆脱落后局面。”

来源:人民日报   作者:喻思娈

为你推荐

免疫药新锐小路生物获数千万美元天使投资,刘勇军领衔开发第三代疗法资讯

免疫药新锐小路生物获数千万美元天使投资,刘勇军领衔开发第三代疗法

本轮融资由元生创投、齐济投资共同领投,元禾控股、高瓴、苏创投、博荃资本、北京生命科学园、合肥产投等多家知名机构跟投

2025-06-17 15:49

柏全生物完成超 2 亿元 A 轮融资,加速创新靶点抗肿瘤药物研发进程资讯

柏全生物完成超 2 亿元 A 轮融资,加速创新靶点抗肿瘤药物研发进程

本轮融资由龙磐投资领投,上海科创基金、浦东创投跟投,原有股东上实资本、凯风创投继续追加投资。

2025-06-17 15:34

Precisio Biotix获资助开发细菌性阴道病(BV)新型工程裂解酶疗法资讯

Precisio Biotix获资助开发细菌性阴道病(BV)新型工程裂解酶疗法

今日(6月17日),美国生物技术公司Precisio Biotix Therapeutics, Inc (简称Precisio,靶抗生物)今日宣布获得盖茨基金会的资助,用于研发针对细菌性阴道病(BV)相关致病...

2025-06-17 12:50

1.98万/针,国内首款干细胞药品商业化落地资讯

1.98万/针,国内首款干细胞药品商业化落地

在获批半年后,首款干细胞药品正式开启商业化落地。

2025-06-17 09:44

国家药监局支持创新药发展,拟30个工作日内完成临床试验申请的审评审批资讯

国家药监局支持创新药发展,拟30个工作日内完成临床试验申请的审评审批

纳入创新药临床试验审评审批30日通道的申请,应当为中药、化学药品、生物制品1类创新药。

2025-06-16 22:04

诺和诺德与阿里健康启动战略合作,助力慢病管理数字化升级资讯

诺和诺德与阿里健康启动战略合作,助力慢病管理数字化升级

2025年6月16日,诺和诺德与阿里健康宣布达成战略合作。在国家持续推进“体重管理年”行动的背景下,双方将依托诺和诺德百余年深耕慢病领域的专业经验和创新治疗方案,以及阿里健...

2025-06-16 14:58

治疗阿尔茨海默病国产新药断货与思考资讯

治疗阿尔茨海默病国产新药断货与思考

近日,许多患者家属反映买不到治疗阿尔茨海病的新药甘露特钠胶囊,经过了解,也证实该药在许多医院和药店确实“断货”,作为中国治疗阿尔茨海默病处方量最大的药物之一,也是目...

文/上海市精神卫生中心肖世富 广州医科大学附属第二医院刘军 北京和睦家医院李慧英 2025-06-16 11:35

连续第四年,2025年纠正医药购销领域和医疗服务中不正之风工作要点发布资讯

连续第四年,2025年纠正医药购销领域和医疗服务中不正之风工作要点发布

发挥穿透式审计监督优势,加强医药行业专项审计。打通从原材料采购、药品耗材生产、招标采购的监管通路,将监管重点向生产端覆盖。探索建立药品生产加工到流通使用全过程可追溯...

2025-06-13 22:55

国家卫健委:人间传染的高致病性病原微生物实验活动审批管理办法资讯

国家卫健委:人间传染的高致病性病原微生物实验活动审批管理办法

本办法适用于三级、 四级实验室从事《人间传染的病原微生物目录》 规定的应当在三级、 四级实验室开展的人间传染的高致病性病原微生物或者疑似高致病性病原微生物实验活动的审批。

2025-06-13 22:34

半年融资超2亿元,美创医疗攻克“卡脖子”技术资讯

半年融资超2亿元,美创医疗攻克“卡脖子”技术

此次融资将加速美创医疗在医用植入级ePTFE材料产线建设、创新产品研发及商业化推广上的布局,助推中国高端医疗器械真正实现进口替代。

2025-06-13 13:22

拟再易主,派林生物或变为央企控股企业资讯

拟再易主,派林生物或变为央企控股企业

日前,派林生物发布公告称,中国生物技与派林生物控股股东共青城胜帮英豪投资合伙企业(简称“胜帮英豪”)签署收购框架协议,拟受让后者持有的21 03%股份。若本次交易顺利推进...

2025-06-13 12:43

依视路®星趣控®亮相Vision China 2025,重磅发布依视路®星趣控®2.0镜片资讯

依视路®星趣控®亮相Vision China 2025,重磅发布依视路®星趣控®2.0镜片

在2025年视觉健康创新发展国际会议(Vision China)期间,儿童青少年近视管理品牌依视路®星趣控®重磅发布全“星”一代儿童青少年解决方案——依视路®星趣控®2 0镜片

2025-06-13 11:28

景嘉航完成数千万元天使轮融资,专注新型靶向放射性药物开发资讯

景嘉航完成数千万元天使轮融资,专注新型靶向放射性药物开发

近日,杭州景嘉航生物医药科技有限公司(AB-RayBio Therapeutics,简称“景嘉航”)完成数千万元人民币的天使轮融资,由杭实资管领投,正

2025-06-13 10:53

CDE:已取得药品批准文号的两种或者两种以上具有独立的适应症和用法用量的化学药品,如何申请组合包装?资讯

CDE:已取得药品批准文号的两种或者两种以上具有独立的适应症和用法用量的化学药品,如何申请组合包装?

已取得药品批准文号的两种或者两种以上具有独立的适应症和用法用量的化学药品,如申请组合包装,应通过什么途径提出申请,申报资料有什么要求?

2025-06-12 21:44

赛诺菲加速尼塞韦单抗全球发货,提前数月助力医务工作者应对今年RSV流行季资讯

赛诺菲加速尼塞韦单抗全球发货,提前数月助力医务工作者应对今年RSV流行季

赛诺菲将于2025年第三季度初启动尼塞韦单抗的全球发货工作,以确保在2025-2026年呼吸道合胞病毒流行季来临前,实现广泛供应。

2025-06-12 17:31

瑞辅达医疗完成数千万元B轮融资,加速国产辅助生殖技术创新与全球化布局资讯

瑞辅达医疗完成数千万元B轮融资,加速国产辅助生殖技术创新与全球化布局

由中金资本管理的基金领投,连云港经济技术开发区产业基金跟投

2025-06-12 16:16

因诺惟康完成数千万元A+轮融资,深耕基因递送技术临床转化与平台创新资讯

因诺惟康完成数千万元A+轮融资,深耕基因递送技术临床转化与平台创新

由天创资本领投,新投资人及老股东跟投

2025-06-12 15:51

CDE发布《先进治疗药品的范围、归类和释义(征求意见稿)》资讯

CDE发布《先进治疗药品的范围、归类和释义(征求意见稿)》

本文件所称先进治疗药品,是指符合药品相关管理规定,按照药品的路径进行研制、生产、经营、 使用和监管,且经体外操作生产并在人体内发挥预期功能的细胞治疗药品、基因治疗药...

2025-06-11 22:06

安图生物注销了一控股子公司资讯

安图生物注销了一控股子公司

近日,安图生物发布公告称,公司控股子公司安图莫比已完成注销手续,该公司是安图生物与Mobidiag Oy(以下简称Mobidiag)在6年前成立的合资企业,伴随着注销,如今正式落幕。

2025-06-11 15:25

因美纳发布2024年度企业社会责任报告,持续释放基因组学的力量资讯

因美纳发布2024年度企业社会责任报告,持续释放基因组学的力量

报告重点阐述了因美纳在推动精准医疗更加可及、赋能公众与社群、在业务中践行可持续发展、尽责运营和秉持诚信领导原则等方面的持续努力。

2025-06-11 14:21