世界首例组织工程再生骨修复大段骨缺损成功

6月13日，西京医院对外发布，该院利用组织工程再生骨技术修复大段骨缺损获成功，实现了这一国际性难题的重大突破。据教育部科技查新工作站查新显示，该病例为世界首例通过组织工程方法修复的长度超过10厘米的负重骨骨缺损病例。

采集患者自身细胞，通过培养获得足够细胞数量后，复合到能与人体相容的多孔生物材料上形成组织工程骨复合物，再植入患者体内骨缺损处进行修复，即在体外根据骨缺损形状尺寸，定制构建“长出”个性化、带有细胞活性的组织工程再生骨。2015年8月3日，第四军医大学西京医院骨科裴国献教授团队采用该技术，为一名患者实施右胫骨骨缺损组织工程再生骨移植修复术，成功修复长达12CM的大段骨缺损。今年6月13日上午，术后22个月的患者孔军（化名）来到西京医院复查，骨缺损已完全修复，关节活动及行动如同常人，可以快步行走、蹦跳、上下楼梯和搬移重物等日常和重体力活动。

20年集智攻关 瞄准大段骨缺损修复国际难题

随着交通事故、高处坠落等高能损伤发生率日益增多，肢体大段骨缺损（通常指大于6CM）的发生率可达四肢骨创伤的15.0%。其修复一直是国际性医学难题，传统修复方法为自体骨移植、人工骨移植及同种异体骨移植，均有其各自局限性，无法完全满足临床需要，大量患者严重伤残乃至截肢。据统计此类损伤功能丧失率可达19.8%，截肢率更是高达10.4%。

针对该国际性医学难题，西京医院骨科裴国献教授研究团队作为国内最早从事组织工程再生骨研究的团队之一，历时20年，围绕组织工程再生骨种子细胞源、血管和神经在组织工程骨构建中的作用及机理，血管神经化与组织工程骨的同步构建，临床转化前关键技术等开展研究，取得系列重大突破：完成从小动物（小鼠、大鼠、兔子）、大动物（山羊）、高级动物（恒河猴）到人体骨髓来源的系列MSC培养与表型鉴定，制定出标准制备流程。

与此同时，研究团队在国际上率先提出血管、神经与组织工程骨同步构建新理念，并在大动物及高等动物体内构建成功。研究项目获国家973、863、国家自然科学基金重点等课题20项，发表SCI论文50篇，主要论著被国际材料学、细胞学和骨科学权威杂志他引325次，被骨科学权威杂志《J Bone and Joint Surgery（美国版）》评选为年度骨科研究最新进展，研究内容被写入美国教科书，获国内发明专利10项、国际专利1项，系列突破为组织工程骨再生医学技术从实验室研究走向临床应用打下扎实基础。

体内采集自身细胞 体外培养形成再生骨

2014年9月，35岁甘肃患者孔军（化名）不慎被石块砸伤，导致双下肢胫腓骨开放性骨折，其中右腿胫骨有一处较大的骨折块丢失。在当地医院外固定手术后，术后1年复查显示右腿胫骨骨缺损长达12CM，无法负重下地、只能靠扶拐行走，严重影响日常生活，丧失劳动能力。来到西京医院骨科就诊后，裴国献教授研究团队决定采用研究团队历经20年的研究成果——组织工程再生骨技术为孔军解除病痛。

组织工程再生骨，即采集患者自身细胞、通过培养获得足够细胞数量后，复合到能与人体相容的多孔生物材料上形成组织工程骨复合物，再植入到患者体内骨缺损处进行修复，也就是在体外根据患者骨缺损形状与尺寸，定制构建一个个性化的、带有细胞活性的再生骨。

经过前期周密准备，研究团队详细制定组织工程再生骨临床转化应用方案，在患者知情同意、西京医院伦理委员会批准后，正式实施该国际前沿技术。

术前，研究团队抽取患者自体骨髓，进行实验室体外分离和培养扩增，获得足够的种子细胞——自体骨髓基质细胞后，根据患者骨缺损CT数据，应用批准临床应用的磷酸三钙材料制备与患者右胫骨缺损形状与大小尺寸相匹配的生物材料支架。随后将获得的自体细胞接种到组织工程骨生物材料支架上，放入团队自主研发的生物反应器内培养两周，让自体细胞和多孔骨支架充分复合和生长，在体外培养形成患者所需的个体化定制的组织工程再生骨复合物。

植入组织工程再生骨 成功修复大段骨缺损

2015年8月3日，手术团队为孔军实施右胫骨骨缺损组织工程再生骨移植修复术，即通过开放手术将前期个体化定制的组织工程再生骨原位植入到患者的右胫骨骨缺损处，成功修复长达12CM的大段骨缺损。

术后3个月孔军即可扶拐下地行走，术后6个月弃拐逐步下地负重行走，术后12个月拆除已使用了2年的外固定支架，行走及下肢关节活动不受影响，恢复正常生活与劳动能力。目前，术后22个月的孔军可以进行快步行走、上下楼梯和搬移重物等日常与重体力活动。

据西京医院骨科裴国献教授介绍，通过抽取自体骨髓细胞、体外细胞纯化扩增、细胞和骨支架共培养等环节，在体外定制构建出的组织工程再生骨具有细胞活性，因而植入体内后相当于自体骨移植，无排斥反应，无需使用抗排异药物，具有活性、血循环丰富等优点，可以更快修复骨缺损，促进骨愈合。

世界首例组织工程再生骨修复大段骨缺损技术的成功，标志着应用组织工程技术修复大段骨缺损成为可能，是组织工程骨这项再生医学技术从实验室研究走向临床应用的重要开端，实现了组织工程再生骨修复大段骨缺损这一全球性难题的重大突破。

在世界首例组织工程再生骨成功修复大段骨缺损的基础上，西京医院骨科裴国献教授研究团队正组织国内多家医院组建多中心临床转化团队,完善组织工程再生骨临床转化应用方案，制定组织工程再生骨临床应用专家共识，在全国推广转化应用该最新国际前沿技术，以期应用于更多病例，挽救更多伤残患者。

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