大连大学骨科医学研究中心是一所集科研、教学、医疗为一体的高水平科研中心。大连大学骨科医学研究中心的一项科研项目——新一代骨植入材料关键技术与产品研发,被定为国家“十二五”科技支撑计划项目中的一部分,其成果多孔钽金属在2014年获得国家发明专利。这种自主研发的新一代骨植入材料即钽金属生物材料,使我国骨科生物材料尽快摆脱完全依赖国外进口状况,将大大降低全社会的医疗费用。
据大连大学附属中山医院骨科学科带头人赵德伟教授介绍,近年来,生物医用材料成为生物医学领域发展最快的方向之一。据统计,随着全球人口老龄化,病人低龄化,以及二次修复手术量的增大,全球的生物材料预计仍会以超过10%的速度增长。预计未来二十年相关产品全球市场将高达8000亿美元/年。我国是人口大国,骨退行性病变、骨肿瘤及骨坏死、骨损伤性疾病等骨科疾病发病率基数较大,基于目前生物材料——多孔坦金属被国外技术垄断,产品价格较高的局面,大连大学骨科医学研究所研发出属于中国自主产权的多孔坦金属。大连大学骨科医学中心的这一科研项目的完成,将填补我国骨科生物材料方面的空白。目前,我们在骨科相关手术治疗中所使用的多孔钽金属骨坏死支撑棒,都是进口的,一般费用在24000左右,我们通过对该项目的研究,其产品投入临床,将会在骨坏死、股骨颈骨折、骨缺损、脊柱融合等手术过程中应用,费用在一半左右,可以大大减轻患者的负担。
赵德伟介绍,钽是理想的生物适应性材料。多孔钽金属由于它的孔隙率较大,接近人体骨小梁的孔隙率,它的弹性接近人体骨骼的弹性,并具有良好的生物相容性,故又称金属骨小梁。它可以使人体骨组织很好地长入金属钽棒的孔隙中,使人体骨骼和金属钽棒浑然一体。它与人体的骨骼、肌肉、神经、血管以及液体直接接触时,能够与生物细胞相适应,具有极好的亲和性,不对人体产生副作用。钽可制作治疗骨折用的接骨板、螺钉、夹杆等,还可以直接用钽板、钽片与多孔钽修补骨头和用钽条来代替因外伤而折断的骨头。
多孔钽金属棒由美国某公司开发,1998年3月应用于美国市场,2001年11月应用于欧洲市场,2007年12月进入中国市场(价格约2.5万元/髋)。经国内外学者的初步临床应用,认为在治疗早中期股骨头缺血性坏死中,多孔钽金属棒效果优良。如果能够真正将国产多孔钽金属材料应用到骨组织工程,可以大大降低手术费用。另一方面,我们可以根据中国人的股骨头,髋关节等特点设计出更适合中国人的骨外源性替代材料,从而避免了完全套用国外材料,出现适应性不良,使我国患者无法得到最佳治疗的情况。
赵德伟介绍,钽金属因其本身的高稳定性和高生物相容性,是理想的生物适应性材料。钽与人体的骨骼、肌肉、神经、血管以及液体直接接触时,能够与生物细胞相适应,不对人体产生副作用。同时可降低病人对抗生素的使用量,节省医疗成本,增大植入器械产品附加值。多孔钽植入生物材料可广泛用于植入材料和医疗器械中。据了解,大连大学骨科医学研究中心进一步研究的“利用物理气相沉积,试制多孔钽的抗感染钽、银涂层”的方法也已申请国家发明专利。本项目的研究后期将开发镀钽、镀钽银等系列产品用于如颅脑科、五官科、颌面外科、齿科、骨科、妇科、生物支架、生物夹、吻合器、各种植入电极、人工起搏器外壳、人工耳、长期植入导管、心脏瓣膜、神经导管、人造血管、生物补片等。国产多孔钽金属材料成功应用于医学领域将惠及更多我国百姓,产生巨大的经济与社会效益。