近日，2023年度上海市科学技术奖正式揭晓，上海交通大学医学院共有14项（人次）获奖，其中，自然科学奖一等奖1项、技术发明奖一等奖1项、科技进步奖一等奖4项、科学技术普及奖一等奖1项。以“强国复兴有我”为主题，上海市科学技术委员会特推出本年度科学技术奖一等奖优秀创新成果展示，就让我们一起领略交大医学院领衔完成的获奖项目风采——
项目名称：生物适配防粘连材料的关键技术及临床应用
奖励等级：技术发明奖一等奖
完成单位：上海交通大学医学院附属第六人民医院、复旦大学附属华山医院、上海昊海生物科技股份有限公司、成都迪康中科生物医学材料有限公司、复旦大学
完成人：刘珅、陈世益、马昕、范存义、施忠民、陈晨、吴剑英、蒋佳、王硕、魏长征、蒋丽霞、黄超、张凯、章歆书、向冲
组织粘连是组织之间形成的病理性黏合，通常由于手术、外伤等原因造成。每年约五千万名患者受此病症困扰，导致的医疗支出达数千亿元。特别是在肌腱、腹腔等部位，粘连不仅影响患者的肢体和脏器功能受限，严重者还可能导致肢体残疾甚至危及生命。骨科经典教科书《坎贝尔骨科手术学》曾指出：肌腱粘连治疗是“无人区”。
当前的粘连防治方法通常是在松解切除粘连组织后，植入防粘连材料，通过阻隔粘连组织张入重要器官或者组织防止新的粘连形成。但是，现有的防粘连材料存在多个生物适配难题：如材料力学强度差和降解过快，导致防粘连材料疗效不佳，易引发炎症反应，难以满足临床需求。这些问题极大地限制了防粘连材料的疗效和广泛应用。针对这些难题，上海市第六人民医院刘珅教授团队以临床需求为导向，从材料科学和医学的交叉领域入手，研发了一系列创新技术，提升了防粘连材料的生物适配性，提高了防治效果。
△项目团队与患者亲切交谈
在肌腱周围植入防粘连材料，防粘连材料会不可避免受到肌腱活动的挤压，由于材料力学强度不佳，往往导致腱周防粘连材料的完整性被破坏，从而引发物理阻隔作用失效，降低防粘连疗效。
为此，基于仿生原理，即：正常肌腱腱鞘能够承受肌腱挤压，而且正常腱鞘是由外层的纤维层和内层的滑液层构成的膜样结构；纤维层是防止外源性愈合的有效生物学屏障，而滑液层（含内、外层）分泌的富含透明质酸（HA）的滑液具有营养肌腱并促进其滑动的作用，项目团队发明了仿生腱鞘膜，其内层和中层模拟正常腱鞘的滑液层，内层相比外层更加疏松，从而更多向内侧释放HA，模拟滑液层分泌滑液，外层模拟正常腱鞘的纤维层，阻隔粘连。由于负载HA会降低材料强度，该多层结构降低了HA负载对材料强度的影响，增强了防粘连材料的力学强度。进一步，项目团队通过院企联合攻关，研发了高力学强度的防粘连膜，形成上市产品用于粘连防治，术后主动活动度优良率高于同类产品，获省级名牌、名优产品称号。
△仿生腱鞘膜构建原理
防粘连材料暴露于人体微环境中，可产生生物降解，由此引发局部炎性反应，会加剧疼痛，导致患者康复期延长，甚至存在复发风险。项目团队基于研究发现，肌腱损伤后粘连形成过程中，术后早期为炎症期，肌腱周围无粘连组织，在5到7天后的增生期早期，粘连才开始形成。然而，文献报道HA水凝胶的体内降解时间过快，术中植入无法匹配最佳阻隔时机，且材料降解所引发炎症与伤后或者术后的炎症时间重叠，往往加重局部炎症反应和疼痛。
为避免材料降解引发的无菌性炎症，团队研发了超声引导下水凝胶择期注射治疗新技术。利用超声动态探测并定位了粘连组织，在粘连增生早期行超声引导下HA水凝胶注射，结果发现：择期注射患者的疼痛评分较术中植入患者显著降低、防粘连疗效得到提高，从而规避了材料降解所引发炎症与伤后炎症的时间重叠，显示出良好的镇痛和防粘连效果。并且，通过系列灭菌、涂层及工艺研发，显著提高了材料的组织相容性和降解适配性。相关技术和产品得到临床推广应用。
△超声引导择期防粘连材料植入技术声像图
项目医疗团队与龙头企业深度合作，成功破解了防粘连材料的多个技术难题，提升了材料的防粘连效果，获得发明专利授权27项，牵头制定了多项行业标准和专家共识，提供就业岗位两千余个。
而且，基于上述系列专利技术，团队已成功开发出多种防粘连产品，完成三类医疗器械注册4项；入选省级重点新产品和名牌产品，直接经济效益3.6亿元；相关产品推广至全国30个省市自治区的两千余家医院用于组织粘连防治，取得了良好的临床疗效和社会价值。
