15年,讓植骨材料精準化作新生骨骼

2025年05月26日21:03:08 健康 1770

湖南日報全媒體記者 王銘俊

5月22日,一場特殊的線上學術會議在中英兩國的屏幕上展開。會議由芙蓉實驗室、中南大學湘雅口腔醫學院口腔材料學教研室主任陳曉婧教授牽頭,兩國學者圍繞一項開創性的科研項目——骨缺損修復材料展開探討。該項目今年獲我省自然科學基金重點項目立項資助。

目前,隨着人口老齡化,骨質疏鬆骨折等臨床問題凸顯,相應骨修復材料需求大幅增長。該研究針對骨質疏鬆患者骨再生需求,定製了一種特殊的植骨材料——可降解非晶硅,也稱生物活性玻璃。「將其植入人體後,它邊降解,邊誘導新骨生長,有着讓骨骼、牙齒『再生』的神奇功效。更重要的是,它會與自體骨結合,實現缺損骨1:1再生,發揮支架與承重作用。」陳曉婧介紹。

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△陳曉婧(右)與學生。

首個生物活性玻璃45S5由美國教授Hench設計合成,至今已有50餘年。「但在實際運用中,該材料因鈉元素含量過高,存在降解速度過快的問題,常常造成缺損骨『修復不全』,效果欠佳。」陳曉婧以種植牙舉例。

種牙如種樹,樹紮根於土壤,種植牙則需種植在牙槽骨內。很多患者在缺牙後,因牙槽骨吸收導致種牙所需「土壤」不夠,因此需要首先進行植骨,以修復牙槽骨的骨量不足問題。成功的植骨需依靠植骨材料降解與新骨生長的雙重作用來實現。植骨材料降解過快,新骨尚未生成則會出現「骨修復不全」、植入部位塌陷。

為使植骨材料降解速率與人體成骨速度達到更為精準的匹配,降解空腔及時被新生骨填充,陳曉婧發明了摻鎂含氯生物活性玻璃,並在患有骨質疏鬆的小鼠上開展試驗。

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△小鼠試驗部位組織在英國接受檢測。

2024年10月,植骨8周的小鼠試驗部位組織被送到英國鑽石光源進行檢測。在亮度為醫用X光機1000億倍的光源下,驚人的一幕出現了:植入小鼠體內的生物活性玻璃正在降解,小鼠新生的骨頭也在悄然生長。兩者的速率達到了理想的結果。

成果取得的背後,是15年的艱難探索。2011年,陳曉婧進入倫敦瑪麗女王大學讀博時,便開始從事生物活性玻璃的自主研發。2013年,她創製出全球首系列含氯生物活性玻璃,獲得國際發明專利授權,並成功開發出抗敏牙膏牙貼等多項口腔護理產品與醫療器械。

近年來,她將研究應用拓展到骨缺損修復材料。「一般情況下,在製備玻璃時加金屬氯化物,可利用其分解產生氣體、揮發,從而除泡、純化玻璃。」陳曉婧告訴記者,她的研究恰恰需要將氯與功能型金屬鎂留下。為此,她與團隊成員又對揮發機理、合適的氯源等展開了系列研究。

獲得省自然科學基金重點項目資助後,陳曉婧將目光瞄向了大型哺乳動物試驗,依託芙蓉實驗室開展技術攻關,推進項目成果走向臨床。

這註定是一場耗時而充滿艱辛的跋涉。陳曉婧沒有退縮,她的目標樸實而堅定:將材料植入到需要的患者體內,讓它們如同被春雨浸潤的種子,以精準的節奏化作患者新生的骨骼。

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