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中篇
2.3国内相关重大计划和研究项目
2.3.1国内研究项目
复旦大学附属中山医院的骨科团队在脊柱转移性肿瘤研究方面取得了新进展，提出了一种创新策略，以增强非小细胞肺癌（NSCLC）脊柱转移的免疫原性1。该研究开发了一种靶向高尔基体的光动力疗法（PDT）策略，通过精确靶向细胞器诱导NOD样受体簇钉蛋白域含3（NLRP3）的激活，促进细胞内促炎物质的释放，从而产生炎症风暴以增强先天免疫。此外，这种急性NLRP3的上调还会激活下游依赖半胱氨酸蛋白酶-1（caspase-1）的焦亡症，增强肿瘤的免疫原性，引发适应性免疫，有效激活抗肿瘤免疫和长期免疫记忆。
西南医科大学附属医院核医学科团队开发了一种新型放射性药物（68Ga/177Lu-DOTA-IBA），旨在针对骨转移进行靶向诊断和治疗2。他们对该药物进行了生物学特性研究，优化了标记条件，并评估了其体外和体内效果。结果显示，该药物易于制备，具有良好的药代动力学特性，且在低剂量下疗效良好且耐受性强，无明显不良反应。这种放射性药物有望成为控制骨转移进展、改善患者生存和生活质量的有前景治疗方法。
南方科技大学的研究人员，卢奕和张健团队发现了前列腺癌骨转移中的一种独特的肿瘤细胞簇3。这些细胞表达与骨髓细胞相关的标志物，并在与免疫调节和肿瘤进展相关的途径中表现出显著的变化。研究发现，这些类骨髓肿瘤细胞的起源可能归因于转移性肿瘤细胞与骨髓细胞之间的细胞融合。多组学分析显示，与细胞黏附和增殖相关的途径，如焦点黏附、紧密连接、DNA复制和细胞周期，在这些杂交细胞中发生了最显著的变化。体内实验表明，杂交细胞的增殖率和转移潜能显著增加。单细胞RNA测序和CyTOF分析显示，在杂交细胞诱导的肿瘤微环境中，肿瘤相关的中性粒细胞/单核细胞/巨噬细胞高度富集，表现出高度免疫抑制能力。研究表明，骨髓中的自发细胞融合可以产生类骨髓肿瘤杂交细胞，促进骨转移的进展。这些分散性肿瘤细胞的独特簇可能作为前列腺癌骨转移的潜在治疗靶点。
邱琳领导的团队设计并合成了一种新型治疗性双膦酸放射性药物（68Ga或177Lu标记的DOTA-ibandronic acid [68Ga/177Lu-DOTA-IBA]）用于骨转移4。该研究评估了68Ga/177Lu-DOTA-IBA作为骨转移治疗放射性药物的剂量学、安全性和疗效，纳入了18例接受常规治疗但骨转移进展的患者。结果显示，该药物在骨转移治疗中具有良好的前景，对骨转移病变有高吸收并能有效缓解骨痛，且安全性较高，对主要器官功能无明显影响。这表明68Ga/177Lu-DOTA-IBA可能成为骨转移管理中的一种潜在治疗选择。
黄又举领导的团队研究了导致严重骨转移（BM）并显著增加患男性死亡率的去势抵抗性前列腺癌（PCa）。目前，现有的成像技术和放射扫描需要较长时间、费用高，且需要专业人员操作，这导致了诊断的延迟。为了解决这一问题，需要新的可视化技术。然而，现有的方法缺乏足够准确诊断所需的精度，因为它们可能无法检测到微小的视觉变化。该团队开发了一种有效的方法，利用染色差异叠加增强的比色生物传感器来诊断前列腺癌骨转移（PCa-BM）。该方法利用肉眼精确定量检测碱性磷酸酶（ALP）。通过检测沉积在金纳米双棱锥（Au NBPs）上的罗丹明衍生物（Rd）来检测ALP特异性水解产物抗坏血酸，色彩重组增强效应显著提高了检测准确性。根据颜色变化，可以肉眼识别正常和异常水平之间的150 U L−1阈值。借助颜色增强效应和双信号响应，可以肉眼测量ALP指数，从而诊断PCa-BM并提供便捷的治疗建议。此外，这种比色传感策略还具有诊断其他疾病的潜力5。
由张超和王军领导的两个团队合作评估了患有近端肢体转移的癌症患者的生存结果和肢体功能6。他们确定了影响生存结果和肢体功能的相关因素，并对接受近端肢体转移癌症患者的髓内钉和假体手术进行了比较分析。在这项跨五个中心进行的回顾性研究中，共纳入了316名肢体转移患者。最常见的原发肿瘤为乳腺癌、肾癌和肺癌。研究发现了一些影响生存结果和肢体功能的相关因素，其中包括原发肿瘤类型、脏器转移和化疗情况。在手术后，研究团队利用肌肉骨骼肿瘤学会（MSTS）评分系统评估了肢体功能，并观察到了不同亚组之间的显著差异，包括骨转移数量、是否有病理性骨折以及接受的手术类型。
罗东华团队研究比较了鼻咽癌（NPC）同步骨转移（SBM）和间歇性骨转移（MBM）的情况7。研究涵盖了2005年至2016年在一家中国医院接受治疗的鼻咽癌患者数据。他们发现，与MBM患者相比，SBM患者更可能出现颈椎骨转移，并且SBM患者的总体生存率更高。这表明放疗并未改变NPC骨转移的模式，而在NPC诊断后的前两年内更密切关注骨转移至关重要。
张筠等评估了肿瘤相关物质(TAM)对非小细胞肺癌发生骨转移的评估意义8。他们选取了110例非小细胞肺癌患者作为研究对象。结果显示，骨转移组与非骨转移组在病理类型、血清神经元特异性烯醇化酶(NSE)、血清TAM、血清钙(Ca)、血清碱性磷酸酶(ALP)、白细胞(WBC)、中性粒细胞(NE)等方面存在统计学意义的差异。血清TAM与血清ALP、WBC、NE呈正相关。血清TAM和ALP被确认为非小细胞肺癌患者发生骨转移的独立危险因素。
马海洋、吴琼和张勇等人的研究探究了肺癌患者临床特征和血清标志物对骨转移的预警价值9。研究采集了206例肺癌骨转移患者的临床资料，并分析了血清标志物水平。结果显示，与无骨转移组相比，骨转移组的骨显像阳性检出率升高，血清标志物水平也显著升高。通过构建预警模型，他们发现CTC、CEA、CA125、PINP、bALP等因素与肺癌骨转移相关。该研究认为，临床特征和血清标志物的联合分析对于肺癌骨转移的辅助诊断具有一定的价值。
2.3.2国内研究计划
▶一、已结题的重大研究计划
项目名称：新一代脊柱生物材料与植入器械的临床及临床转化研究
项目负责人：郭征
项目负责人单位：空军军医大学西京医院
项目介绍：
脊柱退变、创伤、肿瘤和骨质疏松等是影响人类健康的重大疾病。椎间融合、椎体置换及椎体成形是临床主要治疗手段。目前已有的人工修复替代材料与器械虽然已得到广泛应用，但因结构设计、生物惰性等缺陷，严重影响修复替代效果，成为亟待解决的重大临床问题。针对上述难题，项目团队创新研发出多孔钛合金个性化人工椎体、PCL-TCP生物可降解椎间融合器、新型含锶骨水泥和新型钛合金脊柱动态稳定系统四种新产品，并通过临床试验，取得满意的临床疗效。项目实施过程中形成了相关产品的专利、论文和产品标准，并按规定的病例例数完成临床试验，完成临床试验报告。项目任务分解为三个课题，其中课题一“具有骨诱导活性的仿生多孔钛合金个性化人工椎体临床转化研究”课题，由中国人民解放军空军军医大学承担，课题顺利完成任务指标，多孔钛合金个性化人工椎体临床应用40例，影像学评估3D打印多孔钛合金个性化人工椎体在术后6个月时明确融合率为90%，松动移位发生率为2.5%，使用安全性和有效性良好。课题二“含BMSCs的3D打印生物降解椎间融合器的临床转化研究”课题，由中国医学科学院北京协和医院承担，完成3D打印生物降解颈椎椎间融合器入组病例18例，腰椎入组病例46例，共64例，短期临床结果显示应用含BMSCs的3D打印生物降解椎间融合器治疗脊柱退变疾病安全、有效。课题三“新型椎体成形介入治疗器械及脊柱动态稳定产品的临床转化研究”课题，由中国医科大学附属第一医院承担，顺利完成新型含锶骨水泥和新型钛合金动态稳定系统的临床试验，临床结果显示新型含锶骨水泥和新型钛合金棒具备治疗骨质疏松骨折和脊柱退变疾病的安全性和有效性。本项目的成功实施将对后续同类产品的研发起到良好的示范和推动作用，未来相关产品顺利推广上市也会造福更多的患者，产生巨大的经济和社会效益。
项目名称：肌肉—骨骼系统修复材料和植入器械及其表面改性的工程化技术
项目负责人：叶招明
项目负责人单位：浙江大学医学院附属第二医院
项目介绍：
课题一“骨植入器械表面微纳结构和高结合强度骨诱导涂层的可控构筑”基于考核指标成功开展并完成以下研究内容（1）完成植入器械表面纳微结构的构筑；（2）植入器械表面类骨磷酸钙骨诱导生物陶瓷涂层的构建；（3）完成植入器械表面聚合物骨诱导涂层的构建。
课题二“骨植入器械智能抗菌涂层的可控构筑及其构效关系研究”利用化学与生物抗菌分子，通过表面接枝、点击化学、动态可逆化学及分子自组装等技术，开发可对感染微环境智能响应的抗菌涂层。针对植入不同阶段面临的感染威胁，构建能够对微环境或光/热/声刺激智能响应的长效复合抗菌涂层。利用生物学高通量评价手段，揭示抗菌涂层与细菌相互作用的构效关系。制备微图案化抗菌与骨诱导活性组分材料，实现细胞、细菌与涂层的可控并行接触，获得兼具骨再生和感染防控功能的复合涂层。
课题三“植入器械工程化技术的规范化体系构建”针对临床上现有骨科植入器械植入体存在的问题和临床需求，通过对钛合金基底植入材料的表面涂层改性，打破目前植入器械骨诱导活性不显著与抑菌效果差的尴尬局面，研发骨科新型钛基植入体产品。
课题四团队紧紧围绕“新型骨植入器械的临床应用与疗效验证”这一核心主题，对项目前期开发的碘涂层系列抑菌植入物产品进行分类，推进不同分类的工程化产品进行科研性质的临床试验。
项目组取得了如下成果：（1）完成植入器械表面纳微结构的构筑：开发了植入器械表面微纳结构的新构筑方法、植入器械表面微纳结构和粗糙度可控构筑方法，并研究了工艺参数对微结构的影响规律以及表面具有有序显微结构或可控粗糙度的植入材料的制备；（2）植入器械表面类骨磷酸钙骨诱导生物陶瓷涂层的构建；（3）完成植入器械表面聚合物骨诱导涂层的构建。（4）响应性抗菌分子的设计及触杀型响应表面构建：获得多种具有响应性的抗菌分子，结合点击反应、可控自组装等技术，建立具有感染微环境响应特性的“触杀型”抗菌涂层。（5）响应性按需释放抗菌涂层的设计与构建：构建了酶响应性抗菌水凝胶，并利用其作为“开关”，在革兰氏阳性菌（金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌等）感染条件下响应性释放抗菌肽，达到按需释放效果。（6）智能型长效抗菌涂层构建。（7）申报微纳孔骨牵引针、脊柱钴铬钼钉棒内固定系统、金属锁定接骨板、椎间融合器5件产品医疗器械注册；已获得椎体融合器医疗器械注册证1件，预计 2022 年 10 月底取得微纳孔骨牵引针医疗器械注册证。（8）开展“一种新型抗菌骨牵引针有效性和安全性”的探索性临床研究1项。研究目前已完成既定10例受试者的入组。（9）已建立感染相关的生物样本库及人工智能分析平台各1个，已收集常规以及难治性骨科感染标本181例。
项目申请2项软件著作权以及46项发明专利，其中 26项专利已获得授权；培养32位硕士研究生及16位博士研究生，培养高级职称人才2人。
▶二、正在进行研究的重大研究计划
项目名称：碳纤维/聚醚醚酮复合骨科植入材料及器械研发与产业化
项目负责人：邵增务
项目负责人单位：华中科技大学同济医学院附属协和医院
研究背景 ：目前骨科植入器械通常使用金属材料制造，常存在假体骨整合效果不佳、质量过重、影像学检查产生干扰伪影等难题，且导致放疗射线衰减和散射，难以精确放疗剂量及靶区。碳纤维/聚醚醚酮（CF/PEEK）复合材料克服了金属材料的诸多缺点，展现出优异的临床使用效果。然而现有CF/PEEK植入器械相关原材料和成型技术被国外垄断，且仍存在生物活性差等问题。因此，亟待开发具有优异力学性能及高生物活性的 CF/PEEK复合骨科植入材料及器械，并实现相关医疗器械国产化和产业化。
研究目标、预期成果及效益：本项目旨在攻关短切、连续CF/PEEK复合材料及骨科植入器械制备的产业化放大技术与稳定化工艺，完成骨科植入级 CF/PEEK 及其各阶段原材料的研发及产线建设，符合GB/T 16886系列标准，其中 PEEK 超细粉粒径≤10μm，拉伸强度≥90MPa，拉伸模量≥4GPa，注塑料熔融指数（380℃，5kg）≥10g/10min，产能≥10 吨/年；上浆连续 CF 拉伸强度≥5800MPa，拉伸模量≥294GPa，产能≥15 吨/年；预浸带拉伸强度≥2000MPa，产能≥20吨/年；短切CF/PEEK拉伸强度≥250MPa，产能≥20吨/年；连续 CF/PEEK件拉伸强度≥800MPa，产能≥两万件/年；短切CF/PEEK对UHMWPE 关节面部件磨损速率≤20mg/Mc，产能≥两万件/年；植入产品相对金属假体减重60%以上，无检测干扰伪影，建成年万件生产线。获得第三方检测报告5件、相关骨科植入产品注册证1件，申请/授权18项发明专利，制定2项团体标准，发表高水平论文18篇以上。
项目名称：骨不连、骨感染等骨科难治性疾病诊疗体系建立与关键技术研究
项目负责人：黎志宏
项目负责人单位：中南大学湘雅二医院
研究背景 ：骨不连、骨与软组织感染、骨缺损等骨科难治性疾病的高致畸率、高 致残率、高治疗费用和易复发的特点，是骨科领域面临的巨大挑战。然而， 目前诊疗发展存在流行病学数据缺乏、发病机制不清、传统治疗方法周期 长、易复发及副作用大导致“超级细菌”的出现、基层诊疗不规范等瓶颈。
研究目标、预期成果及效益：本项目旨在科学方面，明确骨科难治性疾病的时空流行病学规律及躯体和心理多层面危害因素，阐明发病分子机制及分子分型，筛选早期诊断生物标志物及潜在治疗靶点，探索早期诊断新技术和治疗新装备，确立和推广“防诊治康管”医疗新模式； 技术方面，发展临床信息与生物样本专病数据库，构建预警模型与知识图谱，开发早期诊断和治疗的柔性传感器、智能外固定器、骨替代物、中药单体纳米靶向制剂及新型生物裂解酶型纳米制剂，发展骨科难治性疾病智慧医疗平台。预期取得以下成果，建立全国多中心骨不连、骨与软组织感染、骨缺损等骨科难治性疾病临床数据库与生物样本库，确定流行病学特征；探索骨科难治性疾病发病机制，确定骨科难治性疾病诊断生物标记物或干预靶点，建立分子分型系统；开发监测骨骼微环境温度、压力变化的集成化柔性传感器，并进行批量生产；开发骨科难治性疾病治疗新药物，研发智能骨外固定器，开发基于镁铜合金的 3D 打印多孔钛合金材料；建立骨科难治性疾病智慧诊疗平台，编写专家共识及指南，诊疗新模式在全国范围内不少于 100 家具代表性的省、地市、县级医院推广应用。
项目名称：智能骨肿瘤切除手术机器人系统研发与示范应用
项目负责人：刘巍峰
项目负责人单位：北京积水潭医院
研究背景：骨肿瘤是发生在骨及其附属结构中的一类肿瘤，常造成骨及其周围组织破坏，是导致青少年死亡的第三大肿瘤。手术切除是其主要治疗方案，切除范围不足极易导致肿瘤复发甚至生命危险，切除范围过大则会造成肢体功能不全甚至残疾。如何通过最小创伤实现对骨肿瘤最彻底的切除是手术成功的关键，单纯依赖医生徒手操作难以实现这一目标。
计算机辅助导航技术已被广泛运用于骨肿瘤手术，在一定程度上从视觉角度为医生的术中即时决策提供支持，但无法解决骨肿瘤复杂手术环境中的操作难题。应用于骨肿瘤手术的机器人产品国内外尚未见报道，瓶颈在于骨肿瘤精准切除边界难辨识、手术决策中生存与功能难兼顾、异形曲面切除难操作、毗邻神经血管易损伤。
研究目标：项目拟围绕骨肿瘤精准切除的关键目标，结合骨肿瘤的异质异变组织特点，突破基于长期随访的肿瘤精准R0（切缘病理阴性）边界识别、生存与功能平衡的智能手术规划、复合异质组织在异变环境下的分割配准、软-硬复合组织兼容的安全交互控制等关键技术，研制智能骨肿瘤切除手术机器人产品，实现复杂异形组织精准辨识、手术智能规划、肿瘤安全切除；完成临床试验，形成基于精准切除的骨肿瘤智能手术新术式，建立骨肿瘤智能手术数据库，取得 NMPA 产品注册证并开展示范应用。本项目拟解决两大科学问题：①跨解剖间室的骨肿瘤软硬复合异质组织在异变环境下的多源多模信息表征和融合机制；②机器人骨肿瘤切除操作中动觉信息共享与人机交互安全控制的协作机理。实现五大关键技术突破：①骨肿瘤解剖间室异质异变组织多模影像自动分割；②基于精准R0边界的骨肿瘤手术智能规划；③单体刚性约束下骨肿瘤复合组织术前-术中弹性图像配准；④多约束条件与操作意图识别的人机交互安全控制；⑤骨肿瘤切除手术机器人末端动力工具集成和控制。
预期成果与效益：本项目预期按照指南技术指标要求完成骨肿瘤切除机器人整机开发与临床验证，完成临床试验病例不少于100例，取得医疗器械注册证，形成机器人系统操作与临床诊疗规范，发表高水平学术论文不少于10篇，申请/获得发明专利不少于10项，申请/获得软件著作权不少于6项。
项目的顺利实施，将突破骨肿瘤手术临床痛点，完成骨肿瘤手术机器人产品研发与临床验证，填补产品国际空白，提升骨肿瘤诊疗水平；整合科技创新资源，引领我国高端医疗装备高质量发展，加快形成新质生产力。
项目名称：可抑制骨与皮肤肿瘤术后复发的生物材料研制
项目负责人：蔡郑东
项目负责人单位：上海交通大学附属第一人民医院
研究背景：骨肉瘤与黑色素瘤患者复发率高，生存期短，临床却缺乏有效的治疗手段。已有研究表明，术后免疫微环境失衡是导致肿瘤复发的重要原因，但具体机制尚不清晰，且目前临床常用的免疫微环境调控手段如CTLA-4、 PD-1的单克隆抗体/抑制剂等存在响应率低、副作用大等难题。因此，亟待发展针对骨与皮肤肿瘤免疫微环境调控的新策略。
目前多种生物材料包括纳米或微粒子、支架、植入物等，已被开发用于改善抗肿瘤免疫反应，具有明显的优势：生物材料如纳米粒子尺寸可调，合适的粒径可促进其在引流淋巴结中的选择性聚集；还可以通过诱导免疫原性细胞死亡释放肿瘤相关抗原，或通过表面修饰等精确靶向特定免疫细胞类型；生物可降解水凝胶等材料作为局部肿瘤微环境治疗的载体，由于其强粘附、可塑型性、可控释放等优势，可根据骨与皮肤手术的不同需求，对组织空腔缺损进行有效填充及促进再生修复。因此，为推动基于抑制骨与皮肤肿瘤术后复发的生物材料的基础研究和临床转化，本项目将针对骨与皮肤肿瘤术后免疫微环境特点，开发可响应及调控微环境的功能生物材料，优化产品制备工艺、建立临床手术规范，推动具有重大疾病治疗功能的生物材料研究和临床应用。
研究目标：本项目针对骨与皮肤肿瘤术后复发的免疫微环境特征，拟通过深入研究获得至少2种调控肿瘤微环境抑制骨与皮肤肿瘤复发的生物材料，提出规模化制备关键技术，完成安全性和有效性评价，建立产品手术规范。具体目标包括：通过单细胞测序和质谱流式技术发现影响黑色素瘤和骨肿瘤术后复发的关键免疫细胞亚群和关键分子，明确术后免疫微环境影响肿瘤复发的关键机制；研发能够靶向淋巴及血液循环、诱导肿瘤细胞免疫原性死亡同时激活抗原提呈细胞效应功能的锰基复合材料，并阐明其抑制肿瘤复发的机制；通过开发可特异性调节不同类型免疫细胞的氧化铁纳米粒子并结合具有抑制炎症反应及促骨再生功能的水凝胶，构建系列可动态调节免疫细胞活性的仿生铁基复合材料并阐明机制；指导设计并优化上述复合材料的最佳生产工艺条件，筛选出综合性能最优的功能性生物材料，完成工艺放大、推进产业转化的同时制定至少2项产品技术要求，并建立企业或行业标准；完成可抑制骨与皮肤肿瘤复发的工程化生物材料的安全性及有效性评价，建立临床手术规范。通过本项目研究，对解决国家重大需求做出重要贡献，提升我国在生物材料研发及肿瘤治疗方面的创新力和国际竞争力，凝聚一批高层次的交叉科研人才，培养一批具有国际影响力的学术带头人。
预期成果与效益：阐明术后肿瘤免疫微环境影响复发的关键细胞及分子机制，研发至少2种通过调控免疫微环境抑制骨与皮肤肿瘤术后复发的生物材料，实现术后12个月局部骨肿瘤复发率低于10%，材料内部新骨生成率大于60%，黑色素瘤术后复发抑制率低于20%；在生物材料关键制备技术方面取得突破性进展；制定2项产品技术要求，建立临床手术规范，推进产品的临床转化。取得重要原创性成果，发表30篇以上高水平SCI论文，核心技术申请/获得8~10项发明专利，建立高水平研发团队，力争省部级以上奖励。
项目名称：结构功能一体化金属植入体用高品质原材料研发
项目负责人：郭征
项目负责人单位：空军军医大学唐都医院
项目背景：医用金属是构建骨科、心脑血管和口腔植介入器械的核心原材料，具有非金属材料难以替代的力学支撑功效。但现有医用金属材料主要发挥承载作用，缺乏生物学功能，难以满足日益增长的医疗市场需求。因此，对传统医用金属植入体的原材料进行优化加工，研发出兼具承载结构与生物学功能的结构功能一体化金属植入体是目前材料与医疗领域的重要发展方向。
研究目标：本项目以骨科、口腔和心血管植（介）入类植入体研发为重点，围绕“结构功能一体化医用合金制备及力学与生物学效应调控机制”关键科学问题，通过突破结构金属一体化金属植入体用原材料规模化制备面临的组织性能调控技术瓶颈，实现“合金原材料高性能化、高品质化和国产化”的研究目标。
预期成果与效益：拟攻克高柔韧钛合金、镍钛合金和可降解锌合金三种原材料在板、棒、箔材规模化制备中面临的组织性能调控技术瓶颈，掌握一批高品质医用金属原材料生产及性能调控的核心技术，为我国在高附加值金属植入体领域的跨越式发展提供技术基础与材料保障。研发成果有望推动我国植（介）入类医疗器械整体进入国际先进行列。
2.4国内重要研究平台与研究团队
目前，我国参与骨肿瘤和骨转移瘤的平台和团队主要有北京大学人民医院骨肿瘤团队、北京积水潭医院骨肿瘤团队、浙江大学医学院附属第二医院骨肿瘤团队、上海长征医院骨肿瘤团队、空军军医大学唐都医院骨肿瘤团队、天津医科大学肿瘤医院骨与软组织肿瘤团队、华中科技大学附属协和医院骨与软组织肿瘤团队、上海市第六人民医院骨与软组织肿瘤外科团队、上海市第一人民医院骨肿瘤科团队、中山大学肿瘤医院骨肿瘤团队、复旦大学肿瘤医院骨与软组织肿瘤团队、山东大学齐鲁医院骨肿瘤团队、南方医科大学第三附属医院（广东省骨科医院）骨肿瘤团队、北京大学肿瘤医院骨与软组织肿瘤团队、空军军医大学西京医院骨肿瘤团队等。
▶北京大学人民医院骨肿瘤团队
原发恶性骨肿瘤是导致青壮年人群死亡和致残的重要原因。肢体及骨盆恶性骨肿瘤的传统治疗方法是高位截肢,手术给患者造成巨大身心创伤,给家庭和社会带来沉重负担。原发脊柱肿瘤因解剖复杂、手术风险大，始终缺乏一套完善的切除与重建的方法。对恶性肢体、骨盆骨肿瘤患者实施保肢手术，对脊柱原发肿瘤患者实施整块切除与重建，一直是医生及患者追求的目标。在临床上，北京大学人民医院骨肿瘤科经过多年努力,建立起一整套四肢、骨盆肿瘤整块切除后大段骨关节缺损修复重建，脊柱骶骨肿瘤全椎体、全骶骨切除重建的理论及方法,彻底改变了恶性骨肿瘤患者的术后功能,创造了巨大的社会及经济效益。在基础研究方面，北京大学人民医院骨肿瘤科在国内较早开展了骨肿瘤的研究与诊治工作，1984年冯传汉教授建立了国内首个骨肿瘤骨病研究室。北京大学人民医院骨肿瘤科成立于1997年，自此引领中国骨肿瘤诊疗事业不断发展，在恶性骨与软组织肿瘤保肢治疗，骨肿瘤化疗综合治疗以及基础研究等方面做出了杰出贡献。
北京大学人民医院骨肿瘤科团队在临床、科研领域研究新进展、重大成果及重大应用如下：
临床方面
一、创建了骨盆肿瘤切除及功能重建体系
本团队在骨盆、骶骨恶性肿瘤的整块切除及功能重建方面取得了巨大的进步。以往对于骨盆恶性肿瘤，由于手术切除困难、没有很好的功能重建方法，国际上多采用半骨盆截肢手术。本团队历经10余年的探索，建立了骨盆环肿瘤的外科分型系统及功能重建方法，在国际上称之为“Beijing System”。在国际上创新性的解决了骨盆肿瘤规范化切除及功能重建的关键问题，极大的提高了保肢手术安全性。由本团队设计研发的组合式通用人工半骨盆假体系统（Global pelvic system, GPS），用于骨盆肿瘤切除后的功能重建，使大量骨盆肿瘤患者恢复了行走功能、避免了半骨盆截肢这一残酷的手术方式，极大地改善了临床疗效及患者术后功能。临床转化以来，已为数千例骨盆肿瘤患者实施了人工半骨盆置换术，取得了显著的社会及经济效益。在骨盆肿瘤的保肢率、功能重建效果方面均居国际领先水平。
1.通用骨盆假体系统（Global Pelvic System, GPS）的设计研发及临床应用
在国际上首次提出组合式人工骨盆假体设计理念，研发转化了通用骨盆系统（Global Pelvic System，GPS），解决了定制型骨盆假体制作时间长、术中不可调节、安装困难等问题；基于假体与骨界面的良好骨整合功能，极大的改善了人工假体的长期稳定性，术后并发症远低于国外数据；获得美国发明专利4项、欧洲发明专利2项、中国发明专利5项，获得全球第一份人工骨盆假体注册证（中国、欧盟）2017年在英国骨科杂志（BJJ）发表了国际上第一篇3D打印钛合金半骨盆假体重建骨盆功能的文章。2020年在国际顶级骨科期刊JBJS发表了长期大宗病例的随访结果。
（图1 3D打印组配式人工半骨盆假体重建骨盆肿瘤切除后髋关节功。A：3D打印组合式半骨盆假体；B:硬组织切片研究显示假体与自体骨完美融合；C：经典病例的术后X线平片。）
2.国际上首创 “经腰椎固定人工半骨盆假体”
对于整个髂骨翼连同髋臼一起切除或者半侧骨盆切除的病例，国际上一直没有有效可行的重建方法。2014年我团队发表了自主设计研发的“经腰椎固定人工半骨盆假体”的临床应用，国际上首次提出了“经腰椎固定人工骨盆假体的理念”。2015年基于3D打印技术再次改进了“经腰椎固定半骨盆假体”的设计。基于几何学三角稳定原理，将人工半骨盆横向固定于骶骨，纵向固定于腰椎椎弓根，与人体中线的腰椎形成三角形的稳定结构，极大的提高了假体安装的即刻稳定性。假体采用双轴齿轮状结构设计，术中可以任意调节髋臼的外展角及前倾角；与骶骨接触面为3D打印多孔金属骨小梁结构，使之能够与骶骨界面快速整合，提高了人工骨盆的长期使用寿命，取得了非常好的临床效果。这一设计使大量此类患者避免了残酷的半骨盆截肢手术。获得了中国及美国的发明专利。
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