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大段活性人工骨

科技部门户网站  www.most.gov.cn      2002年04月05日    

    在第四军医大学全军骨科研究所的一张特殊手术台上,医生们把一条狗的前肢骨切掉了20毫米长的一段。

大段活性人工骨

  这是清华大学与第四军医大学合作项目的一次突破性医学实验,它的主角是这根浑身孔洞的人工骨,医生们用它来修复被切掉的部分。

  X光片显示,刚修复的地方没有显影。

  到第八周时,情况发生了变化,骨的轮廓出现了。

  第二十四周,医生们对修复处进行切片检测。……结果显示,新的骨组织在悄然生长,绝大部分人工骨已自行降解,同时出现大量新鲜的骨髓,骨伤的愈合过程,就是体内新生骨逐步取代人工骨的过程。全过 程病理观察,没有发现排异反应和其它炎症。

  实验的结果让医生们感到满意并因此再次想到了大段人体骨缺损的修复问题。

  各类事故、严重骨病和高能武器伤经常造成人体大段骨缺损。目前的治疗方法,自体骨移植骨来源困难,异体骨移植又受到多种限制,而且治疗过程中,普遍存在交叉感染和排异反应等潜在危险,许多患者被迫截肢。医生们曾多次想到使用人工骨 ,却一直苦于没有适合的大段人工骨出现。

  另一方面,随着现代生物工程技术的发展,科学家们已经找到多种符合要求的生物工程材料。从理论上讲,把这些材料做成与人骨结构相似、并具有生物活性的东西,就可用于人体骨缺损的治疗了。

  但正是制作这一关,一直困绕着各国科学家。像这样一根大段人工骨,它里面的结构孔隙最小的30微米,最大的500微米,靠手工制造来把握其间合理的梯度变化,是根本办不到的事。因此,找到的材料也只好被束之高阁。

  在医生和患者迫切的等待中,清华大学开发的生物材料快速成形工艺,成功地解决了大段人工骨框架制作这一世界性难题。

  生物材料快速成形工艺由图像数据处理软件和自动控制快速喷射成形两部分组成。

  把人骨CT照片输入计算机,电脑就会组合出这段骨骼的三维重构图像,并确定其内部与真骨高度相似的微孔梯度结构。

喷射成形是在全封闭的低温箱内进行的,数字喷头喷层的厚度仅为0.1毫米,在完成结构的同时,复合进生长因子。大约7个小时,100毫米长的仿生活性人工骨框架就制成了。

  第四军医大学全军骨科研究所 胡蕴玉 所长 {我们(第四军医大学)与清华大学医工结合,所研制的大段仿生活性人工骨已在动物实验中获得成功,下一步我们将进入临床阶段的应用研究,为广大伤病员解除痛苦。}

  大段仿生活性人工骨的研制成功,展现了医工交叉学科造福人类的美好前景,也为更多的科研成果尽快转化为现实生产力打开了新思路。


 

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