日前，由中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院（以下簡稱“深圳先進院”）醫(yī)工所轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究與發(fā)展中心（以下簡稱“轉(zhuǎn)化中心”）秦嶺教授、賴毓霄副研究員、王新巒副研究員組成的團隊（以下簡稱“團隊”）研發(fā)的“含鎂可降解高分子骨修復(fù)材料”進入國家食品藥品監(jiān)督管理總局（CFDA）醫(yī)療器械技術(shù)審評中心發(fā)布的最新一期《創(chuàng)新醫(yī)療器械特別審批申請審查結(jié)果公示》（2018年第7號），這是深圳市在骨科領(lǐng)域第二個通過CFDA創(chuàng)新醫(yī)療器械特別審批的產(chǎn)品，也是深圳市第一個獲創(chuàng)新醫(yī)療器械特別審批的硬組織骨修復(fù)產(chǎn)品。該進展是轉(zhuǎn)化中心技術(shù)向臨床轉(zhuǎn)化的一個重要的里程碑，預(yù)示著深圳先進院在3D打印骨修復(fù)材料方面的最新成果將進入臨床轉(zhuǎn)化快車道。
CFDA施行的《創(chuàng)新醫(yī)療器械特別審批程序》對于企業(yè)所申請產(chǎn)品的獲批條件十分嚴格，重點強調(diào)產(chǎn)品主要工作原理和作用機理為國內(nèi)首創(chuàng)，產(chǎn)品性能或者安全性與同類產(chǎn)品比較有根本性改進，技術(shù)上處于國際領(lǐng)先水平，并且具有顯著的臨床應(yīng)用價值。含鎂可降解高分子骨修復(fù)材料產(chǎn)品是深圳先進院轉(zhuǎn)化中心團隊歷經(jīng)8年潛心鉆研，利用先進的低溫3D打印技術(shù)，創(chuàng)新地將具有促成骨和成血管活性的金屬鎂，均勻復(fù)合入PLGA/TCP（乙交酯-丙交酯共聚物/磷酸三鈣）可降解多孔支架中，通過3D打印賦予此產(chǎn)品理想的促成骨仿生結(jié)構(gòu)，孔隙之間具有很高的連通率，這種結(jié)構(gòu)特征在組織學(xué)具有理想的骨傳導(dǎo)作用，可提高骨細胞粘附、增殖和遷移，促進骨組織的生長。
深圳先進院醫(yī)工所轉(zhuǎn)化中心秦嶺教授團隊賴毓霄副研究員介紹，“常用的生物材料多會添加一些如生長因子、蛋白因子等生物活性物質(zhì)，但是存在劑量不好控制、不易保存、制備過程中容易失去活性等問題，而金屬鎂則不存在上述問題，鎂元素屬于人體必需的元素之一，幾乎參與人體內(nèi)所有的新陳代謝過程且具有誘導(dǎo)骨生長的作用；金屬鎂植入物能積極有效地刺激新骨形成，這將有利于骨折、骨缺損的愈合和骨組織再生，團隊針對相關(guān)技術(shù)已于2014年取得發(fā)明專利授權(quán)?！?
骨骼在人體組織中如“硬漢”一般的存在，撐起人體的挺拔身姿，給臟器提供保護，和骨骼肌、肌腱、韌帶、關(guān)節(jié)一起讓身體動起來，此外人體的代謝、造血也都需要骨骼出一份力。但是，人的骨頭雖然有再生能力，自體修復(fù)卻極為有限，根據(jù)具體受傷部位的不同，小面積的骨缺損一般可以自行生長恢復(fù)，但若缺損較大就需要依靠輔助手段“牽線搭橋”。
3D打印骨修復(fù)材料可以針對不同受損部位，結(jié)合醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，通過電腦軟件，逆向設(shè)計出填補缺損的形狀，使用具有生物活性的物質(zhì)或細胞相結(jié)合的材料，打印出人工骨修復(fù)填充物支架，放入缺損部位，來引導(dǎo)骨細胞的生長，實現(xiàn)個性化的修復(fù)。在體內(nèi)外研究中，含鎂可降解高分子骨修復(fù)材料顯示出良好的生物相容性和生物活性，具有與松質(zhì)骨相匹配的力學(xué)強度和可顯著提高植入部位新骨再生和血管生成的作用。通過3D打印技術(shù)，科研人員可以調(diào)控鎂的濃度和分布，設(shè)計微觀結(jié)構(gòu)，讓它最有利于骨組織再生；同時設(shè)計宏觀結(jié)構(gòu)，讓打印出的支架和受損部位的形狀、尺寸相吻合，同時，骨修復(fù)材料的降解速度也可以調(diào)控。
市面上非動物源性人工骨修復(fù)材料從組分上大致分為生物玻璃、磷酸鈣、硫酸鈣和羥基磷灰石等四大類，其成分與人體骨組織的無機成分相似，具有較好的生物安全性，但上述種類的產(chǎn)品存在降解性能及結(jié)構(gòu)難調(diào)控的因素。團隊開發(fā)的含鎂可降解高分子骨修復(fù)材料，通過可降解的高分子材料包裹磷酸三鈣和金屬鎂顆粒，實現(xiàn)對產(chǎn)品整體降解的調(diào)控。利用3D打印調(diào)控產(chǎn)品的物理結(jié)構(gòu)及磷酸三鈣和金屬鎂在產(chǎn)品內(nèi)部的有序分布。是一種可降解型多孔骨修復(fù)填充產(chǎn)品，產(chǎn)品力學(xué)強度與骨生長需要相匹配。適用于疾病、創(chuàng)傷造成的規(guī)則或不規(guī)則的骨缺損部位的填充，并促進缺損部位愈合及新骨再生?！昂?a href=http://www.nicastaneda.com target=_blank class=infotextkey>鎂可降解高分子骨修復(fù)材料”產(chǎn)品的設(shè)計和制造技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平，并且具有顯著的臨床應(yīng)用價值，這是深圳先進院在3D打印生物材料領(lǐng)域所取得的一個重要的突破性進展和技術(shù)落地應(yīng)用的新里程碑。
深圳先進院3D打印含鎂可降解高分子骨修復(fù)材料
目前，深圳先進院孵化的深圳中科精誠醫(yī)學(xué)科技有限公司已全面啟動3D打印骨修復(fù)材料的CFDA產(chǎn)品注冊流程，建立了產(chǎn)品的原材料采購及質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)質(zhì)量管理體系及風(fēng)險控制體系，即將進入臨床試驗，其對應(yīng)的千余平方米標(biāo)準(zhǔn)萬級GMP潔凈車間及生產(chǎn)線已完成建造驗收并投入使用。