随着人工关节置换术的普及,翻修手术已成为关节外科的重要挑战,尤其面临骨缺损形态复杂、骨质疏松、固定稳定性难以维持等难题。传统翻修手术依赖术者经验,在处理不规则骨缺损时往往存在植入物匹配不佳、稳定性不足等问题,影响患者远期疗效。其中,固定螺钉的松动问题尤为突出:宿主骨床质量差,螺钉把持力不足,初始稳定性缺失,继而诱发微动、骨长入不良,最终导致无菌性松动甚至假体失败。
针对这一临床痛点,河北省生物医学材料与智能诊疗重点实验室主任、我院院长杨磊教授带领的创新医用材料与器械团队与中国人民解放军总医院第四医学中心关节外科柴伟主任团队紧密合作,融合智能导航、3D打印与新型生物材料等前沿技术,构建了一套系统化的髋关节翻修创新解决方案。针对异型骨缺损及骨质疏松患者,团队采用杨磊教授团队自主研发并转化的可注射、高强度、自固化、可降解型的磷酸钙复合材料“仿生骨”,联合爱康医疗研制的中空侧孔螺钉,在导航引导下将螺钉精准植入骨缺损区,并通过螺钉内部孔道注入仿生骨材料,形成可用于承重部位支撑的“钢筋-水泥”式的复合固定结构。其仿生骨兼具优异的可注射性、力学支撑与骨整合性能,而独特的流变学特性使其能够弥散至松质骨微观孔隙内,与中空螺钉协同形成复合固定,既解决了假体植入后即刻力学稳定性不足的难题,又凭借材料的骨诱导能力保障了远期固定效果。

“智能导航为我们提供了‘精准的眼’,3D打印打造了‘匹配的骨’,而仿生骨材料与中空螺钉的结合,则实现了‘牢固的锚’,术后片子上可以看出3D打印垫块填充了巨大的骨缺损,而仿生骨材料完全填充了小型、异型骨缺损,实现了垫块及假体的牢固固定。”柴伟主任表示,“这套体系尤其适用于骨条件差、缺损复杂的翻修患者,实现了从形态重建到功能重建的跨越。” 目前临床应用反馈良好,患者术后平均下地时间较传统手术显著提前,早期随访显示植入物稳定性良好,患者满意度高。
此次合作的成功标志着可降解可注射结构性骨修复材料“仿生骨”从实验室概念迈向临床应用达到了阶段性的里程碑,其有望在骨承重部位替代PMMA骨水泥。仿生骨作为在国家自然科学基金和国家重点研发计划项目连续资助下的原创性生物材料与器械,突破了人工骨材料国际公认的“承重不降解,降解不承重”的悖论,实现了理论机制—核心技术—转化应用的创新闭环。主要成果先后荣获河北省自然科学一等奖、江苏省科学技术一等奖、国际矫形与创伤外科协会(SICOT)基础研究奖(全球每年1人)、英国皇家工程院/牛顿基金会创新领军人才LIF Rising Star Award、中华医学会骨科学分会骨科创新与转化比赛第一名等国内外奖项。


未来,双方团队将持续深化“智能导航+3D打印+生物材料”三位一体的精准翻修体系的合作,推进多中心临床研究,积累长期随访数据,着力打造髋关节翻修手术的“中国范本”,为复杂关节病患者提供更安全、更持久、更智能的医疗解决方案,以实际行动践行初心使命,为“健康中国”建设贡献力量。