脊柱脊髓损伤再生修复与功能重建研究的临床推广应用
主要完成人 程黎明 孙 毅 李思光 薛志刚 曾至立 朱融融 王启刚靳令经 于 研 朱 睿
完成单位 上海市同济医院、同济大学
脊柱脊髓损伤在全球已呈现高发生、高致残、高耗费和低龄化的“三高一低”局面，损伤后脊柱结构功能重建及脊髓神经功能修复迄今仍是医学难题。脊柱损伤存在手术创伤大、手术指征与方式选择标准不一，脊髓损伤后存在神经功能恢复困难、康复治疗方案和时间窗不确定等临床问题。本项目历时10余年，聚焦于脊柱脊髓损伤修复重建关键问题，通过多学科交叉合作开展了脊柱损伤机制与结构功能重建生物力学研究，同时开展脊髓损伤再生修复相关系列生物学研究，提出并构建“外科+康复”一体化脊柱脊髓损伤临床救治模式，设计了伤椎重建的系列新术式，建立了脊柱脊髓损伤控制与全过程康复体系，并在临床应用推广。本项目相关在获得2013年上海市医学科技奖一等奖后，团队继续深入脊柱脊髓损伤的基础研究，取得突破性进展，收获新的项目资助及奖项荣誉，通过人才培养和梯队建设提升团队整体实力，并依托项目成果建成脊柱脊髓损伤再生修复教育部重点实验室。项目的创新点有以下几点。
1.率先采用有限元动态分析法结合尸体标本力学测试，阐明胸腰椎爆裂性骨折的损伤机制，证实经椎弓根伤椎重建新术式的力学合理性；采用双平面X线在体动态成像系统，构建人体动态脊柱模型以评估运动学功能，为临床伤椎重建的新术式开展和新器械研发提供了生物力学理论基础。
2.发现损伤早期微环境调控相关基因的表达，揭示人类胚胎早期决定细胞分化与发育调控的候选关键基因群，发现脱氧核糖核酸甲基化转移酶对神经干细胞分化方向及增殖速度的调节作用，以及血管内皮生长因子联合成纤维细胞生长因子对室管膜区静息态神经干细胞的激活作用。构建出可促进干细胞更新和干性维持的层状双氢氧化物纳米颗粒，及多种适用于三维打印修复脊髓损伤的功能材料，为干细胞再生修复脊髓损伤及全过程康复新策略提供了有力的理论依据。
3.提出“在保证重建稳定性的前提下，尽可能保留脊柱运动节段功能”损伤控制策略，开展了伤椎单/双侧置钉术、伤椎椎体增强术及伤椎置钉联合椎体增强术的系列伤椎重建方案，构建了“外科+康复”的一体化临床救治模式，建立脊柱脊髓损伤全过程康复体系。
项目完成单位是上海市同济医院，依托骨科实施临床研究。同济医院目前以干细胞再生科学及转化医学作为重点方向，配备了国际一流水平的干细胞实验科研平台，引进了多位干细胞及神经科学研究领军人物，进行相关的干细胞学和分子生物力学等基础实验研究；第一完成人是国家重点研发计划首席科学家、百千万人才工程国家级人选、有突出贡献中青年专家、上海市领军人才；发表论文百余篇，其中包括Nature、Cell、Nature medicine、Cell Stem Cell等杂志上发表SCI、EI论文40篇，中华核心期刊30余篇；授权发明专利8项；主编著作2部，参编著作10余部；获得上海市科技进步奖一等奖、上海医学科技奖一等奖、上海市优秀发明奖金奖等省部级奖励10余项；主办国家级学习班4次和会议交流百余次；成果在上海长征医院、复旦大学附属中山医院、河北医科大学第三医院等国内百余家骨科知名医院推广应用，受益患者逾5万。