骨修复材料

组织配型再生医学研究中「真」与「假」的区别？如何实现“真”与“假”的完美统一，从而使植入的再生医用材料真正“活”起来，实现“假”组织的“真”功能，是骨科再生医用材料科学家经常思考的问题。

骨折作为运动系统最常见的损伤之一，每年危害全球数千万人的健康和生命。

近年来，高度粉碎性骨折不仅给人们带来了不可估量的经济负担，也给仅仅使用器械的外科医生带来了严峻的挑战。

金属内固定器械作为手术治疗此类骨折的标准方法，在治疗单纯骨折时效果良好。但是面对挤压严重、体积较大、骨块较小的骨折，单纯的器械固定已经不能胜任。

因此，迫切需要一种粘合剂来辅助内固定器械拼接骨碎片。

为了解决这一问题，上海交通大学医学院附属瑞金医院/上海市骨伤科研究所的崔文国团队设计了一种可注射、高强度的粘合剂，可在窗口时间内可逆的粘合剂。这种骨胶在降解时能协同促进新骨生长，最终介导骨折愈合。

相关论文发表在AdvancedFunctional Materials上，题目为“柔性骨胶辅助骨折固定和愈合的一站式解决方案”。

上海交通大学医学院附属瑞金医院崔文国教授、苏州大学附属第一医院陈亮、顾勇等。是信件的共同作者。

团队设计的“柔性成骨胶”可以通过直接涂抹、注射等方式进行部署，提供稳定的粘合效果。同时，将改进的无机组分作为活性交联剂加入到有机组分中。

一方面可以提高原位固化后胶水的杨氏模量；另一方面，无机成分可以提高胶水的基质矿化和干细胞的成骨分化，从而促进骨折愈合。“柔性成骨胶”可以在降解过程中引导骨折愈合。

崔文国说，“高度粉碎性骨折的治疗有两个问题。”

“首先，尺寸过小的小骨块不适合用金属器械固定；其次，在有大量骨块的情况下，依靠大量金属器械，手术难度大，手术时间长。”

目前临床上主要使用氰基丙烯酸酯粘合剂，可以快速固化接触的组织或体液，实现手术中的组织粘接。

但留给操作者的拼接时间短，一旦固化形成刚性粘接，无法进一步调整，很难满足拼接时反复调整定位的要求。

因此，为了突破传统骨粘合剂在交联柔性方面的缺陷，必须寻找一种新的柔性交联体系。

该团队设计的“柔性成骨胶”，主要是通过其高度整合的有机-无机网络，在生理环境中形成相对稳定的粘性复合体。

这种骨胶最大的亮点是手术中直接涂抹和注射即可临床应用。骨片拼接操作有足够的时间窗和容错率；可降解且粘合强度高；陶瓷成分作为交联剂，可以提高基质的矿化能力，并在降解后诱导新的骨再生。

这种“柔性成骨胶”可以柔性粘附和剪切骨碎片，在降解过程中引导骨折愈合。依靠这种整合方法，在分离的猪骨样本中，无机成分的加入使内聚力提高了4倍，粘合强度提高了近5倍。如何实现“假”组织的“真”功能，让再生医用材料“活”起来

崔文国课题组一直从事骨科相关再生医用材料的研究和转化。他常常想，医学研究中的“真”和“假”有什么区别？如何实现“真”与“假”的完美统一，让植入的再生医用材料真正“活”起来，实现“假”组织的“真”功能？

其中，“真”是指人体自身的组织和器官，“假”是指进入人体的各种器械和生物物质。

崔文国说，“目前，针对局部疾病和缺乏特定功能的情况，我们所构建的再生医用胶、细胞支架、医疗设备等可以更好地缓解或解决问题。然而，对于如此复杂的人类结构，我们面临的挑战正在增加。”

比如骨科再生医用材料如何调节植入后的局部和全身免疫应激反应，再生医用材料如何诱导血管、神经、骨骼共存共育等一系列问题。

最后，预计植入材料将成为细胞发育和分化、生物信号传递、生物电刺激和神经-体液-免疫调节的适应者、参与者和调节者。

也就是说，要实现“假”到“真”，让再生医学材料“活”起来，需要与多领域交叉融合。该团队希望再生医学材料能够成为一个调控网络，优化疾病的治疗过程。

崔文国说，“这一策略为构建一种具有长期生物特性的骨胶提供了新思路，对促进骨科的发展具有重要意义。”具体体现在以下三个方面:

首先，增强骨胶对猪离体骨组织的压缩模量和粘接强度显著提高，同时保留了可调可逆的粘接效果，可用于体内复杂形状兔桡骨粉碎性骨折的粘接拼接。

其次，强化带来的高硬度可以显著促进YAP激活入核和干细胞体外成骨分化。

再次，骨胶应用于体内骨折部位后，可协调有机和无机材料的降解，同时介导匹配的骨再生，促进骨折愈合，使局部愈合明显优于商用氰基丙烯酸酯对照材料的影像学指标和生物力学强度。持之以恒，不懈努力，实现再生医用材料在人体内的“活”起来。

崔文国说，“随着科学技术的飞速发展和多学科的交叉融合，从工程材料科学，到医用材料探索，再到聚焦再生医用材料，从而融入临床医学，我的科研经历正好与这个过程相匹配，我一直希望能为医学的发展做点贡献。”

在科研方面，崔文国有以下三点体会:

第一，坚持是成就事业的必要态度。他认为“要想靠自己的努力成就一番事业，就要有坚持不懈的态度。不管遇到多少挫折或困难，既然做出了选择，就一定不要说什么。”

第二，要懂得为时间买单。没有时间，没有人会成功。“世界上没有免费的晚餐。你把时间花在哪里，你的成就就会在那里。”

第三，批判性思维是科研人员必备的素质。他认为，“在坚持不懈追求科学研究的过程中，我们不仅要有‘沉’的精神，还要学会‘抬头思考’，与周围的人多交流，多提问，这样好奇心和快乐就一直在。”

然而，骨科植入式再生医用材料的产业化是一个漫长的过程。

未来，崔文国课题组将长期专注于再生医用材料的研究，希望再生医用材料能够在人体内“存活”，他们将为此目标做出长期努力。

同时，团队也希望回收的医用材料能够得到国家多个部门的重视，加快产业化，早日应用于临床，造福人类。