“骨科转化性研究和前沿技术国际研讨会”如期于2009年5月29日-31日在上海召开。

大会主席戴尅戎院士和陈启明教授分别做了题为 “转化性医学研究” 和 “发展医疗智库”的主旨演讲。戴尅戎院士对转化性医学研究产生的背景, 概念, 特点, 目的, 现状, 意义以及应用前景进行了全面和深入的阐述, 同时介绍了近年来上海交通大学附属第九人民医院在转化性研究领域的实践经验和研究成果。香港中文大学陈启明教授认真分析了目前国内外经济发展形势以及我们面临的机遇与挑战, 高屋建瓴地指出打造一个全面的、具备国际化水平的“医疗智库”, 加强转化性医学研究, 塑造骨科及运动医学领域的“中国品牌”的重要性, 促进中国骨科及运动医学的基础与临床向更高,更快,更强的目标前进。

此次会议共邀请了30余位国内外专家做中心发言,共设”对脊柱外科新进展的认识和争议”, “人工关节的创新理念和应用”,”骨软骨的力学调节和老年骨骼健康”, “软组织急慢性损伤的机理和治疗”; “骨损伤修复: 从替代到再生”,’老年骨折诊疗中的热点问题” 和”如何发展我国的骨科内植物产业” 等7个专题,主要介绍交流了当前国际上最新的骨科转化研究成果和骨科临床前沿应用技术,为医,理,工,管各方提供了一个沟通和交流的平台。与会专家围绕加强以骨科临床需求为导向的转化性研究这一主题发表了真知灼见, 为把握当前骨科学的发展提供了很多非常有价值的启示。以下是我们对本次国际研讨会取得成果的简要总结。

一 当前对转化性医学研究的认识

21世纪生命科学蓬勃发展, 对疾病的认识迅速深化。基础和临床研究距离拉大，生命科学研究成果并未及时应用到临床。在这样的背景下, 致力于填补基础与临床研究间的鸿沟和排除屏障的转化性医学研究应运而生, 并逐渐从概念转为热门的研究模式。

转化性医学研究是把生物基础研究的最新成果快速有效地转化为临床医学技术的过程, 即从实验室到病床（bench to bedside）再从病床到实验室（bedside to bench）的连续过程简称为“B-to-B”。

双向转化模式(B-to-B)和循环转化模式(B-to-B-to-B-to-……)是转化性研究的显著特点。其核心在于紧密连接基础与临床,在从事基础科学研究的工作者和熟悉临床需求的医生之间建立起桥梁,特别关注如何将基础生物学研究最有效的向疾病诊断,治疗和预防模式转化。主要目的打破基础研究与临床医学之间固有的屏障, 缩短基础研究到临床应用的时间, 快速有效地将基础研究成果转化为临床诊疗新方法。

转化性医学研究可分为3个层次:(1) 实验室研究的新发现应用于临床预防、诊疗策略; (2) 将临床、卫生机构的研究成果应用于医疗实践和预防、保健决策; (3)将卫生法规的制定与实验室研究紧密结合。

目前, 转化性研究在发达国家已备受关注,但在国内还处于未成熟阶段。尽管我国还没有建立转化性研究中心的大型计划出台,但各地医学院和理工科院校的合并以及综合性大学的建立也增加了生物学、心理学、理学、机械学、材料学等与医学的沟通和联系, 便于形成生物医学材料等研究团队, 如政策与策略得当可能会给转化性研究中心的建立创造更为有利的环境和机遇。

转化性研究可以(1) 弥补基础研发与临床应用之间的鸿沟使医学与理工科技术紧密结合; (2)加速知识产权的商业化; (3)刺激新教育模式的产生;(4)促进建立多学科交叉研究策略和教育平台; (5)培养新一代具有转化医学理念的“两栖人才” 。

转化性研究具有广阔的应用前景。把前瞻性研究的目标锁定在病人身上, 强调疾病的早期检查和早期评估, 并据此进行科研选题和研究,在获得成果的同时开展转化研究,使成果迅速用于临床, 这将有效的促进基础研究成果迅速地为临床医学服务,为疾病防治和完善政府公共卫生政策服务。当前, 如何结合中国国情, 迅速把一些成熟的基础生物技术.变成患者和普通大众健康的福音, 是转化性研究的发展方向和重要任务。

二 “上海九院”的转化性研究具体实践与成果

戴院士指出,上海九院一直致力于骨科转化性医学研究, 努力在临床和医学教育的实践中贯穿转化性研究的理念。

近年来, 在学科交叉, 医理工结合方面取得丰硕成果,包括

与此同时, 致力于转化性研究中心的建设, 将转化医学模式引入科研和教育。

三 发展“医疗智库”, 加强转化性医学研究, 塑造骨科及运动医学领域的“中国品牌”

陈启明教授指出, 在全球金融海嘯的影响下，整個中国医疗以至各个专业如骨科及运动医学等领域都出現一個千載難逢的契機；在危机中找到機會，邁向一個嶄新的發展台階。华人精英更积极地融入祖國的发展与建设,為中國領導、創新及管理帶來了新希望，注入了新活力。

然而,我们也要清醒认识到中國製造業面临內憂外患, 如何将“世界工厂”变成“世界大脑”至关重要。内忧外患下的中国制造业确实需要加快改革的步伐, 在加快落實 “(科教)興國”措施的同时, 也應效法其他發展中國家實行 “形象工程”, 以改善中國的國際形象。

重视知識產權及研發, 要将“中国制造”变成“中国研发”。事實上,生活中我們不難察覺到整個運動界所用的運動器材、服裝、鞋等裝備，絕大多數國際品牌的產品都是在中國製造的，但其研發中心則未必在中國。宏觀我們在骨科應用的產品方面，又何嘗不是如此。如果我們能夠扭轉這個形勢，銳意科研，給“中國製造”上一個新的台階，即“中國研發”，那么中國骨科的發展将得以在臨床技術與科研應用方面同步發展，中國骨科的發展才能走向世界領先地位。

基於以上種種內外因素,中國品牌實需要轉型至 “環保、高科技發展、 高附加價值 (包括技術及設計), 以塑造中國名牌。應用骨科、運動醫學及康復的領域上, 我们需要发展医疗智库，塑造骨科及运动医学领域的“中国名牌” 。

打造一个全面的、具备国际化水平的“医疗智库”必须做到：

四 专题报告的启示

(一) 对脊柱外科新进展的认识和争议

周跃教授: 微创手术是现代手术学发展最快的领域之一，该技术将先进的技术实现小“孔”切口同时与可视化技术相结合，从而能更好的观察所需的区域。随着现代技术的不断进步与发展，微创脊柱（Minimally invasive spine）手术将发生革命性的改变,他分析了当前微创脊柱技术现状与未来发展方向包括(1) 后外侧椎间孔镜下微创椎间盘切除术; (2) 后侧经椎板间隙入路内窥镜(MED)下椎间盘切除;(3)经皮腰椎融合术;(4) 微创后路腰椎融合和器械;(5) 椎间盘内电热治疗、髓核成型术和椎体成型术,以及未来脊柱微创手术的发展是(1) 影像导航手术 (2) 机器人手术

(二) 人工关节的创新理念和应用

王成焘教授介绍了人工关节的数字设计包括：(1) 功能设计，目标在于最大限度的重建天然关节的功能；(2) 解剖匹配设计，目的在于建立与宿主骨和周边组织之间的最佳匹配关系；(3) 生物力学设计，这里不仅要满足人工关节自身的强度和刚度，而且需要考虑到宿主骨的应力分布状态和数值，更需要考虑假体和宿主骨界面之间的应力分布状态，应力遮挡和应力集中是两个重要的考量指标；(4) 生物摩擦学设计，目标在于保证人工关节具有足够的磨损寿命，按照现在的观点，不仅需要考虑磨损量的大小，而且需要考虑磨损率以及磨损颗粒的形态和尺寸，后者牵涉到细胞的磨粒吸收和骨溶解问题。假体和宿主骨界面之间的微动磨损，植入物内部构件之间的微动磨损也成为今天人工关节摩擦学设计的重要内容。

上述所有设计都可以在一个计算机的仿真环境下进行，包括(1) 人体生物力学的仿真，(2)关节功能的仿真，(3)关节润滑的仿真和(4)磨损预测。这些仿真不仅能针对人工关节的局部设计，而且可以把关节宿主骨和周边组织组成完整的生物力学系统，进行系统仿真。今天的技术虽然还不能给出跟真实情况一致的仿真结果，但可以对人工关节的设计做出判断，它将和具体的性能测试手段相结合，使人工关节的设计日臻完美。 朱振安教授报告了人工髋关节置换技术的新趋势,重点介绍了低磨损摩擦付的广泛应用、假体设计和固定技术的优化、导航技术的应用、翻修术中骨缺损处理的合理化和多样化等，以及各种新技术应用的中长期随访结果的报道。朱教授认为, 骨科临床技术的改进往往都是转化性研究的结果。

(三) 骨软骨的力学调节和老年骨骼健康

秦岭教授在运动与替代疗法防治老年骨质疏松症与脆性骨折的科学研究与推广的专题演讲中指出, 体育运动(力学刺激)对骨密度和结构产生适应性改变与调节机制,骨力学调节机制的研究具有高度的转化性科学研究特色。着重介绍了运动防治老年骨质疏松症与脆性骨折的科学研究与推广, 阐述了替代疗法可配合运动锻炼防治老年骨质疏松症与脆性骨折，效果可能更佳。具有中国特色的替代疗法包括有千百年历史的来“补肾中药”，探索相关草药复方对于预防与脆性骨折相关的骨骼外因素的作用，是中草药在预防骨折方面的新思维。

(四) 软组织急慢性损伤的机理和治疗

李刚教授做了关于”干细胞在肌腱修复和其他领域的应用”的专题演讲,他指出肌腱和韧带的愈合是一个临床挑战, 干细胞治疗应用领域广泛,包括促进骨组织的愈合, 将不同种类干细胞(BMSCs, TMSCs以及IPS)成肌腱定向分化, 应用于肌腱韧带损伤修复以及肌腱组织工程修复肌腱损伤缺损是非常有意义的研究方向。如果进一步研究干细胞的免疫原性, 将有助于深入认识干细胞特性, 促进同种异体干细胞应用的可能性, 使得干细胞治疗更方便有效地应用于临床,提高肌腱韧带修复的临床效果。

吕宝仪教授报告了ACL重建术后肌腱-骨隧道愈合的实验研究, 根据兔模型获得的实验结果, 吕教授指出 (1)在ACL重建术后最初的6周以内，应该保护重建的膝关节以避免移植物愈合失败; (2)可将磷酸盐复合到手术内植物上促进局部骨愈合; (3) 术后应该保护重建的膝关节，特别是胫骨侧，以避免移植失败。今后的研究的重点：促进胫骨侧骨隧道的愈合; (4) 利用 CaP, MSC, etc提高肌腱移植物-骨隧道内的愈合及移植物重塑。ACL重建基础研究成果的转化应用包括3个方面: (1) 康复锻炼方法的改变; (2) 设计新的移植物; (3) 能改善愈合结果的治疗方法（细胞疗法，生物材料，生物学因素）。

欧阳宏伟教授对近年来干细胞和生物材料促进肌腱再生方面的研究进展进行了全面的阐述。欧阳教授指出已用于肌腱研究的干细胞有胚胎干细胞，胎儿干细胞，骨髓干细胞和肌腱干细胞等。生物材料包括自然材料和合成材料，并有各种不同的物理结构。在既往的研究中, 有些是为寻找肌腱的再生线索，有些为研发实用的肌腱修复材料和技术。他以为：(1) 胚胎干细胞是目前促进肌腱再生修复最理想的干细胞;(2)目前对于干细胞成肌腱分化的调控因素仍不清楚, 肌腱韧带再生的最终解决需要生物学知识上的根本性突破---即发现肌腱韧带的特异生物标致物（Biomarker）和组织特异分化因子（tissue specific differentiation factor）; (3) 构建功能性的组织工程肌腱韧带是最终目标, 什么才是理想的功能化肌腱韧带组织需要合理地进行评估。(4) 他所领导的实验室研究目标就是向临床转化, 形成临床产品, 应用于肌腱韧带的再生与修复, 主要方向为: 胚胎干细胞作为种子细胞, 寻找适合肌腱韧带生物力学和结构特征的新材料以及形成促进干细胞肌腱分化的生物因子产品

(五) 骨损伤修复: 从替代到再生

李刚教授报道了干细胞,生物材料和牵张成骨技术联合治疗大段骨缺损的动物实验研究结果, 认为(1) 利用可吸收的骨替代材料修复大段骨缺损有广泛的临床应用前景。(2)可吸收的的多孔碳酸化羟基磷灰石骨水泥可能应用于骨缺损和骨质疏松骨折的治疗。(3) 骨替代材料和牵拉成组织技术联合应用治疗骨缺损促进了材料的血管化和吸收，是一种新的促进功能化成骨的方法。

卢建熙教授做了关于骨替代材料的仿生设计和应用的报告。认为仿生研究应该从三个方面着手：1）生物学外形仿生；2）生物学结构仿生；3）生物学功能仿生。尤其后两者目前发展比较迅猛，而它的应用前景将会更为广泛。生物学结构仿生是仿制人体组织和器官的内部结构，使其更符合组织和器官修复重建的需要。而功能仿生主要是仿制人体的组织和器官的功能，因此功能较外形和结构更为重要。在研发骨替代材料时，应将这种现代仿生概念引入其中，尤其是对结构和功能放在首要位置。在骨替代材料的研制过程中，除有良好的生物相容性和安全性外，更重要的是力学性能、材料内部结构和营养供给系统。例如植骨材料的内部结构既要符合细胞和组织生长的需求，并能适合血管长入达到良好的营养供给，而且又有良好的力学性能达到支撑作用，这是该领域需要解决的难题。

汤亭亭教授介绍了干细胞治疗如何走向临床？由于骨科临床上存在各种骨不连和大段骨缺损的治疗难题，发展各种基于干细胞的治疗技术是目前再生医学的研究热点。在既往的研究中，上海九院已发展了基于骨髓间充质干细胞的一系列骨修复的关键技术，主要包括：(1) BMP-2 的基因给药技术。建立了以骨髓间充质干细胞（MSCs）为靶细胞的骨形态发生蛋白-2（BMP2）基因给药的EX VIVO 技术路线，实现了BMP-2 基因转染的高效率和体内高水平稳定表达；并发展了微胶囊技术包裹BMP2 基因转染的非自体细胞，起到免疫隔离和持续分泌BMP2 的作用。(2)细胞与载体的复合技术。研制成功新型可吸收双相煅烧骨，具有良好的初始力学强度和降解性能；发展了多种载体材料与细胞的复合体系；并利用三维动态灌注培养法促进干细胞在大段载体内的存活和增殖，提高细胞与载体的复合效率。(3)干细胞富集技术。能实现在手术进行同时，一期快速完成骨髓血采集—富集—复合—回植，不经过细胞体外培养，保证了细胞治疗临床应用的安全性。

利用这些技术，我们根据临床上不同类型骨缺损修复、骨不连和骨坏死治疗的需要，发展了干细胞与载体复合、BMP-2基因给药干细胞与载体复合、富集干细胞与载体复合促进骨修复的不同治疗策略。其中的BMP-2基因给药技术，同时满足了骨再生的三大要素：细胞、载体和生长因子，通过鼠、兔、及大型负重动物羊等系列长骨干缺损（缺损长度为骨干直径的2倍以上，不能自然愈合），以及老年大鼠骨缺损、犬假体周围骨缺损、羊股骨头坏死等特殊类型骨缺损和坏死模型的动物实验研究，证实可大大提高这些疾病的治疗效果。而干细胞富集技术已在国内首先用于脊柱融合和骨不连病人的临床试验，大大促进了骨的修复和再生。

(六) 老年骨折诊疗中的热点问题

李晓林教授从股骨转子间骨折内固定方法的演变分析了转化型研究的重要性。从斯氏针、空心加压螺钉、到麦氏鹅头钉、动力髋螺钉，再到Gamma钉、PFN、PFNA，该部位的骨折内固定方法不断改进。从上述演变过程，李教授指出如果没有生物力学知识，也就没有这些内固定方法和技术的发展；不难看出基础科学的研究成果在临床医学发展中的价值。他同时认为我们有一批既有临床经验又懂实验研究的专家，也有很多研究成果，但我们会发现目前广泛使用的骨科器械和设备，绝大多数都是由外国进口或引进外国设计在本国仿造的。之所以如此，是因为我们骨科基础研究缺乏自己特色和方向；更缺乏将科研成果转化产品的意识和系统。

郝永强教授对脆性骨折早期抗骨质疏松的早期用药进行了全面考量。指出使用抗骨质疏松药物的目的是防止由于骨折和卧床制动引起的急性骨丢失，并期待使用药物能够促进骨折愈合，至少对骨折愈合无不良影响。对(1)维生素D和钙剂, ⑵ 降钙素 ⑶ PTH ⑷ 双膦酸盐类药物 ⑸ 雌激素类药物 ⑹ SEMR ⑺雷尼酸锶以及中药等研究现状进行全面分析, 认为(1),(2),(3)可以早期使用; (4),(5),(6)要谨慎使用; 雷尼酸锶和中药, 特别是多种传统中药方剂和单剂显示了各自的抗骨质疏松疗效，但对于骨折愈合影响的研究较少，特别是对骨折愈合早期过程的影响，应进一步研究。综上所述，对脆性骨折病人，在早期建议使用维生素D和钙剂作为基础用药，疼痛明显的患者可同时使用降钙素止痛。他认为, 基础研究可为临床用药提供参考, 临床的疗效及发现可为基础实验的进一步深入研究指明方向, 期待有更多的实验研究和临床研究能为临床医生提供更多的用药参考。

梁国穗教授介绍了在香港率先启动了防跌倒与骨折的社区计划对老年性骨折进行预防。基于社区防跌倒计划的实践经验，我们同时着眼开展针对脆性骨折的二级预防。基本理念是：首次脆性骨折可能是骨质疏松的最早体现， 同时，在首次骨折后的一年内，病人发生跌倒及再次骨折的危险性会最高，故此间是进行骨质疏松治疗及跌倒与骨折二级预防的最佳时期。为此，专门成立了多学科临床小组，研究探索了包括手术、药物、非药物等一系列先进治疗方式，规划并制定出一套综合性处理方案，致力为病人提供全面全程治疗及指导。随访调查结果显示，执行该方案两年来，首次骨折后病人的功能康复、生活质量均得到了显著提升，跌倒与再次骨折的概率亦明显降低，获得了病人及其家属的高度满意与一致好评。综合性处理方案，就外科手术层面上来讲，就是骨科医生尽可能通过微创手术提供最佳治疗，以期获得最少的术后并发症及最快速度、最大程度的康复。药物治疗中，骨吸收抑制剂以及促钙合成药物是维持并改善骨量的标准治疗方案。同时，我们建立了多学科多层面的广泛合作关系，实现了众多研究项目往技术应用方向的转换，并在社区活动计划中进行了实践。譬如，髋关节保护装置、防跌倒鞋、振动平台的研发以及治疗方案的制定就是很典型的例子。其中，高频低能振动(LMHFV)治疗作为近年来非药物治疗的新方式，它可以提升老年人的骨量、增强平衡与协调性、提高肌肉力量。目前许多实验室及临床研究证实：该项独特的生物物理治疗方式对骨骼肌肉具备有益作用。倘若如此，作为一项非侵入性治疗方式，它将可能成为今后广大民众维护骨骼健康及预防老年人跌倒与骨折的一项重要手段。

(七) 如何发展我国的骨科内植物产业

郑成功教授认为国内有必要针对亚洲人特别是中国人进行转化性研究，将我们的问题透过研发、制造及认证上市流程，实际转化成产品进一步带动国内骨科产业的发展。(1) 骨科植入物的研发首先须针对临床问题提出设计概念，临床问题的来源可以从适应症差异、流行病学分析、取出物破坏组件以及临床研究获得，另外也可以由临床医师提出创新构想，申请专利保护及文章发表，后续藉由工程分析、力学及安全性测试、原型制造、体外试验、动物实验、小量产及申请认证等关键流程，完成转化性研究。(2) 骨科转化性研究的产出可以是论文、专利或是产品，最理想的是三者皆有，如此的话更可以使临床问题真正获得解决。(3)骨科转化性研究也可以扩展到分析植入物破坏原因，利用金相分析技术、成分分析技术、尺寸检测技术、力学测试等技术辅助，进一步达到制造质量监管的目的，协助厂家在量产制造过程中，依照国家标准、ASTM或ISO等规范要求，做好质量控制，以符合植入物置入人体之后的安全性要求。总之，骨科植入物的研发与制造质量监管是在骨植入物转化性研究上一个重要过程，唯有真正地转化临床医师所面临的问题，透过设计分析及制造质量管控，才能成功地发展国内骨科内植物产业。

奚廷斐教授通过分析医疗器械产业现状以及骨科医疗器械的特点, 指出我国骨科器械的现状及存在问题, (1)产能大于需求。从总量来说，境内企业和跨国企业的产能已超过国内外临床使用的需求。(2) 产品结构不尽合理，细分程度低。一般、传统和初级的产品占多数，这与本土企业历史短、技术比较薄弱。(3) 缺少创新型植入物，跨国企业在境内很少生产创新型植入物，这与本跨国企业担心知识产权得不到保护有关。(4) 有些原材料和高端产品需要进口。

奚教授认为根据国际骨科植入物发展的规律，结合我国人口众多，及经济和医疗卫生的持续发展和社会安定的国情，可以预见：到2015年，我国将达到年植入人工关节36万例，脊柱装置60万例，即相当于美国目前植入物数量的一半，我国将成为世界上仅次于美国的第二大骨科植入物使用国, 因此, 要生产出符合国人特点,拥有自主研发知识产权的骨科产品,更好地服务国人,必须重视骨科转化性研究工作,构建多方合作平台。

顾汉卿教授回顾了近年来骨科植入物进展,指出了其产业化发展若干重要方向顾教授认为骨科临床的庞大需求更成为骨科植入物发展的强大动力。科学技术甚至某一个具体的产品的发展，已不再单纯依赖于一个学科的技术进步，而是技术综合的特点推动了科学技术本身和具体产品的发展。骨科植入物的进展主要表现在以下方面：(1) 新材料的不断涌现与运用: 最近报道了多孔镁基和铁基可生物降解的金属材料作为骨替代植入材料在动物实验中获得成功。从某种意义上讲，可生物降解金属材料的开发成功将开辟骨科植入物的一个新的纪元。近年来异种骨及其制品的临床应用得到推动，尽管对于它们的安全性有一些不同的意见，但是国内、外的国家医疗器械监管部门均已批准了一些产品的上市。(2) 新技术与新方法迅速用于骨科植入物: 我国利用计算机三维成像与设计加工自行研制的定制性人工关节、骨科植入物已达到当今世界的先进水平。软骨、韧带、肌腱的修复与重建目前主要还依赖于自体或同种异体的同类组织作为植入物，数量与尺寸都受限制。随着组织科学与工程的发展，利用组织工程技术构建具有软骨、韧带、肌腱相同结构组成与功能的组织工程软骨、韧带、肌腱的研究工作，不断向临床应用方向转化。因此，密切关注科学界各学科的发展，利用最新研究成果向骨科植入物进行技术转化是今后骨科植入物的重要研究方向。

为了更快更好地把生物基础研究的最新成果快速有效地转化为临床医学技术，就我国骨科植入物产业而言有若干重要方向需要加强，以加快技术转化速度。