本文轉自:解放日報

借用活性因子補全“人骨拼圖”

新型修復體材料創新路徑獲上海市技術發明獎特等獎

人工骨樣品。 本報記者 徐瑞哲 攝 ■本報記者 徐瑞哲

在華東理工大學實驗室,有數不清的實驗瓶,其中一些裝着一種白色物質,看上去像結塊的糖,定睛細看才發現,這些是條形的、楔形的、梭形的骨塊,還有圓錐形的骨棒,以及一顆一顆的松質骨粒……

這些帶有活性因子的“人工骨”材料,可以修復不同部位的骨缺損,按原狀完成“人骨拼圖”。這個名爲“載生長因子(rhBMP-2)高活性骨修復體的創制及臨牀應用”的項目,由名校、名醫院、創業企業等單位歷經20餘年多學科聯合攻關,創新了多項關鍵技術,解決了骨修復臨牀難題。在昨天公佈的上海市科技獎勵榜單上,華東理工大學作爲第一完成單位獲得上海市技術發明獎特等獎。

事實上,在骨修復這個複雜的過程中,骨生長因子對於骨癒合起到了重要作用。通過“材料+活性因子”的策略,構建活性骨修復材料,最有可能在臨牀上取得突破。研究證明,骨形態發生蛋白2(BMP-2)是對骨形成作用最強的生長因子之一。

有了生長因子介入,斷骨縫隙可以再生“填補空白”,骨損傷可以更快自主癒合。但提取BMP-2存在不少困難:從動物骨組織中直接提取,不僅含量低、純度低、提取工藝複雜,而且存在動物病原體感染的風險;採用國外的真核細胞表達技術不僅生產成本高,產量也低;此外,體內環境複雜,生長因子也容易失活。

爲更好發揮活性因子的效果,由中國科學院院士劉昌勝領銜的項目組研究模擬人體骨組織的結構與功能,在國際上首創出“高活性rhBMP-2/類骨磷灰石多級結構”骨修復體及其製備技術。

在研製之初,劉昌勝就立足中國本土市場特點,考慮國內患者可接受的產品成本,設計技術路線以及成果轉化甚至產業化途徑。據劉昌勝院士介紹,項目組基於大腸桿菌原核表達系統,發明了高活性重組人骨形態發生蛋白2(rhBMP-2)的規模化生物製造新方法,成功製備出高純度、高活性的rhBMP-2,並實現量產。此舉不僅大幅降低了企業生產成本以及相應的治療成本,骨誘導活性也達到國外產品最好水平,填補了規模化生物製造骨生長因子的技術空白。這項技術的生物相容性好,關鍵指標達到國際領先水平,獲批國內第一張此類產品註冊證。

值得一提的是,這一特等獎項目的成果轉化,採用了“產學研用”結合的方式。

在完成人名單上,項目由劉昌勝院士領銜,主要完成人包括華東理工大學材料學院袁媛教授、王靖教授、錢江潮教授、陳芳萍教授、何宏燕副教授,復旦大學附屬中山醫院張鍵教授、陳統一教授,四川大學華西醫院曾建成教授,以及上海瑞邦生物材料有限公司嶽述榮、曹雪華等。不難發現,科學家、企業家甚至包括醫學專家全程合作,在轉化過程中始終手持接力棒進行“折返跑”,不斷髮現問題、共同解決問題。

目前,項目組研發的相關產品已在全國800餘家醫院累計使用超過30萬例。記者獲悉,由於國內臨牀需求龐大,目前這類骨修復體仍供不應求,企業還在想方設法擴大產能,新生產線正準備動工建設。

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