上海
强国复兴有我
2023年度上海市科学技术奖
优秀创新成果展示
10月23日，上海市科学技术奖再度揭晓。胸怀“国之大者”，坚持“四个面向”，一大批标志性成果竞相涌现，为正处于关键跃升期的上海国际科技创新中心建设增添底色和亮度。
2023年度上海市科学技术一等奖获奖项目优秀创新成果来啦！本栏目以“强国复兴有我”为主题，重点围绕项目要解决的问题、取得的重要创新、实际应用效果等方面，向社会公众作科普宣传。
本期“档案”大揭秘
项目名称：生物适配防粘连材料的关键技术及临床应用
完成单位：上海市第六人民医院
完成人：刘珅等
奖励等级：技术发明奖一等奖
组织粘连是组织之间形成的病理性黏合，通常由于手术、外伤等原因造成。每年约五千万名患者受此病症困扰，导致的医疗支出达数千亿元。特别是在肌腱、腹腔等部位，粘连不仅影响患者的肢体和脏器功能受限，严重者还可能导致肢体残疾甚至危及生命。骨科经典教科书《坎贝尔骨科手术学》曾指出：肌腱粘连治疗是“无人区”。
当前的粘连防治方法通常是在松解切除粘连组织后，植入防粘连材料，通过阻隔粘连组织张入重要器官或者组织防止新的粘连形成。但是，现有的防粘连材料存在多个生物适配难题：如材料力学强度差和降解过快，导致防粘连材料疗效不佳，易引发炎症反应，难以满足临床需求。这些问题极大地限制了防粘连材料的疗效和广泛应用。针对这些难题，上海市第六人民医院的刘珅教授团队，以临床需求为导向，从材料科学和医学的交叉领域入手，研发了一系列创新技术，提升了防粘连材料的生物适配性，提高了防治效果。
刘珅教授团队开展临床诊疗及技术推广。
项目团队与患者亲切交谈。
01 仿生腱鞘膜提高力学强度
在肌腱周围植入防粘连材料，防粘连材料会不可避免受到肌腱活动的挤压，由于材料力学强度不佳，往往导致腱周防粘连材料的完整性被破坏，从而引发物理阻隔作用失效，降低防粘连疗效。
为此，基于仿生原理，即：正常肌腱腱鞘能够承受肌腱挤压，而且正常腱鞘是由外层的纤维层和内层的滑液层构成的膜样结构；纤维层是防止外源性愈合的有效生物学屏障，而滑液层（含内、外层）分泌的富含透明质酸（HA）的滑液具有营养肌腱并促进其滑动的作用，项目团队发明了仿生腱鞘膜，其内层和中层模拟正常腱鞘的滑液层，内层相比外层更加疏松，从而更多向内侧释放HA，模拟滑液层分泌滑液，外层模拟正常腱鞘的纤维层，阻隔粘连。由于负载HA会降低材料强度，该多层结构降低了HA负载对材料强度的影响，增强了防粘连材料的力学强度。进一步，项目团队通过院企联合攻关，研发了高力学强度的防粘连膜，形成上市产品用于粘连防治，术后主动活动度优良率高于同类产品，获省级名牌、名优产品称号。
仿生腱鞘膜构建原理。
02 材料择期植入，降低副反应
防粘连材料暴露于人体微环境中，可产生生物降解，由此引发局部炎性反应，会加剧疼痛，导致患者康复期延长，甚至存在复发风险。项目团队基于研究发现，肌腱损伤后粘连形成过程中，术后早期为炎症期，肌腱周围无粘连组织，在5到7天后的增生期早期，粘连才开始形成。然而，文献报道HA水凝胶的体内降解时间过快，术中植入无法匹配最佳阻隔时机，且材料降解所引发炎症与伤后或者术后的炎症时间重叠，往往加重局部炎症反应和疼痛。
为避免材料降解引发的无菌性炎症，团队研发了超声引导下水凝胶择期注射治疗新技术。利用超声动态探测并定位了粘连组织，在粘连增生早期行超声引导下HA水凝胶注射，结果发现：择期注射患者的疼痛评分较术中植入患者显著降低、防粘连疗效得到提高，从而规避了材料降解所引发炎症与伤后炎症的时间重叠，显示出良好的镇痛和防粘连效果。并且，通过系列灭菌、涂层及工艺研发，显著提高了材料的组织相容性和降解适配性。相关技术和产品得到临床推广应用。
超声引导择期防粘连材料植入技术声像图。
03 广泛应用及社会价值
项目医疗团队与龙头企业深度合作，成功破解了防粘连材料的多个技术难题，提升了材料的防粘连效果，获得发明专利授权二十余项，牵头制定了多项行业标准和专家共识，提供就业岗位两千余个。
而且，基于上述系列专利技术，团队已成功开发出多种防粘连产品，并获得多项三类医疗器械注册证；相关产品推广至全国30个省市自治区的两千余家医院用于组织粘连防治，取得了良好的临床疗效和社会价值。
供稿来源：上海市科学技术奖励中心
供稿：王硕
编辑：拾
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