3D打印＋“种”骨再生 实现截肢变保肢
裴国献
人物
裴国献：
断肢再植创下世界记录
裴国献2019年南下深圳，成为南方科技大学医院院长，是我国著名创伤骨科专家，从事骨科临床、科研和教学工作50余年，在严重肢体创伤救治领域取得了多项原创性理论和技术成果，具有很深的临床造诣与重要学术影响力，是我国数字骨科学学科的倡导者、推动者和领军人。
裴国献在继法国、美国之后，分别于2000年和2001在亚洲率先成功开展2例异体单手移植(国际第3、4例)及1例异体双前臂移植，开创亚洲异体肢体移植的先河，被誉为亚洲异体移植第一人，研究成果被评为2000年度“中国医药科技十大新闻”。
裴国献还领衔团队成功开展了全球首例四个肢体同时离断再植成功先例，首创下肢毁损性创伤避免截肢的“双桥式移植”新术式，突破了国际上此类创伤濒临截肢、大段骨缺损难以修复的禁区。
11月3日上午，国家科学技术奖励大会在北京人民大会堂召开，由原空军军医大学西京骨科医院院长、现南方科技大学医院院长裴国献教授领衔完成的“严重战创伤骨缺损修复救治体系与关键技术”研究成果荣获2020年度国家科技进步奖一等奖。
攻关
系统解决严重战创伤骨缺损修复难题
裴国献此次获奖的课题是“严重战创伤骨缺损修复救治体系与关键技术”。现代战争高能高爆武器广泛使用导致严重肢体战伤性减员发生率极高，同时我国每年由于交通事故、自然灾害等造成的肢体创伤患者超过300万人。严重肢体战创伤具有骨缺损范围广、软组织创伤重、感染率高和致残率高等特点，传统修复方法截肢率高达77%。
有没有更好的办法在保肢的同时破解严重骨损伤治疗难题？大段骨缺损修复是骨科领域的一项世界性难题，自体骨、人工骨、同种异体骨移植及骨搬运等方法均无法解决临床根本需要。1996年起，裴国献带领团队围绕大段骨缺损的创新性修复率先进行系列研究，利用组织工程技术围绕骨种子细胞筛选和扩增、神经血管与骨的同步构建技术及分子机制、临床转化关键技术等开展研究。
2002年4月，裴国献和攻关团队采用组织工程的方法，结合显微外科技术，在国际上首次于大型动物体内成功构建出带血管的组织工程再生骨，并以此修复缺损的羊胫骨获得成功。这一前沿技术从根本上改变了临床因组织、器官缺损而造成的“拆东墙补西墙”的传统治疗模式，是国内最早开展组织工程再生骨的研究者。
18年集智攻关，裴国献研究团队实现了严重战创伤骨缺损修复救治体系的重大突破：针对长段骨缺损首创组织工程骨再生修复技术，实现由移植变再生；针对超长骨缺损首创3D打印假体仿生修复技术，实现由机械变仿真；针对感染骨缺损首创抗感染活性骨同期修复技术，实现由延期变同期；针对复合骨缺损首创“桥式移植”同步修复新术式，实现由截肢变保肢，系统解决了严重战创伤骨缺损修复难题。
成果
在386所医院推广应用，10万余患者受益
35岁的甘肃小伙孔军（化名）遭遇意外被拖拉机碾伤，腿部开放性骨折，小腿最重要的支撑骨——胫骨缺损达12厘米，他是否还有站立行走的机会？多方求医，医生给出了几种选择方案：要么截肢，然后安装假肢；要么在腿部植入传统机械假体等骨替代物。这意味着，接受上述治疗后，孔军不能像以前那样行走、跳跃，负重背物，或者干重体力活。
“肯定是原装的好！”裴国献团队提出了一套不一样的治疗方案：采集患者自身细胞、通过培养获得足够细胞数量后，复合到能与人体相容的多孔生物材料上，形成组织工程骨复合物，再种植到患者体内骨缺损处实现修复——即在体外根据患者骨缺损形状与尺寸，个性化定制出带有活细胞的组织工程再生骨。
2015年8月3日，裴国献带领团队用“种”骨头的方法，为孔军“再生”了缺损的胫骨，这也是世界首例通过组织工程方法修复的长度超12厘米的负重骨骨缺损病例，实现了国际性难题的重大突破。术后3个月，孔军可以扶着拐杖下地行走，6个月后扔掉了拐杖，可以负重；12个月后腿部的外固定支架也被拆除，行走和跳跃如常；22个月后可以快步行走、上下楼梯和搬移重物。
世界首例组织工程再生骨修复大段骨缺损技术的成功，是组织工程骨这项再生医学技术从实验室走向临床应用的重要开端，实现了组织工程再生骨修复大段骨缺损这一全球性难题的重大突破，课题组受邀牵头制定我国首部组织工程骨通用技术标准。
早在2014年5月28日，裴国献所在的第四军医大学西京医院骨科团队成功地将3个采用3D打印技术制备的钛合金假体，分别植入3名骨肿瘤患者体内，修复了他们不同部位的骨骼缺损。其中的3D打印肩胛骨钛合金假体和锁骨钛合金假体临床应用为全球首例，骨盆钛合金假体的临床应用为亚洲首例。
从2014年3D打印钛合金假体成功应用临床开始，研究团队先后实施世界首例骨缺损3D打印假体复合腓骨移植、世界首例3D打印肱骨近端假体治疗肱骨近端粉碎骨折术、世界首例仿人体骨骼结构支撑棒临床治疗股骨头坏死等系列创新技术，为严重战创伤骨缺损修复奠定了基础。个性化、精准化治疗使保肢率由23.0%上升至91.1%。上述系列研究成果在386所医院推广应用、10万余名患者受益。
2019年，裴国献担任南方科技大学讲席教授和南方科技大学医院院长，迅速建成南方科技大学粤港澳智能与数字外科创新中心，致力于在3D打印外科、智能外科技术、手术机器人等领域基于临床转化应用、打通临床“最后一公里”的研究定位开展系列创新性研究。
裴国献率领骨科医学部团队，成功开展全球首例混合现实（MR）导航脊柱外科手术、全国首例O形臂辅助天玑机器人脊柱手术等前沿技术。医院成为华南首家O形臂辅助天玑机器人手术突破百台的医院，使智能化、微创化、精准化的手术理念造福更多病患。
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