醫(yī)工結合 “神索”面世

文/本刊記者 郭瀟雅 通訊員 韓冬野

神經再生植入物“神索”的轉化開發(fā)，以及將來的臨床應用，有望為神經損傷再生修復提供更好的解決辦法。

65張

目前神經外科開放床位（含NICU）共65 張

1200臺

年手術量在1200 臺左右

100張

在北京清華長庚醫(yī)院建院10周年時，科室床位有望擴展到100 張。

近日，第48屆瑞士日內瓦國際發(fā)明展落下帷幕，項目“神索：基于多功能集成式再生微環(huán)境仿生構建的神經再生修復植入物”（以下簡稱“神索”）獲“評審團特別嘉許金獎”。該項目由清華大學附屬北京清華長庚醫(yī)院神經中心主任王貴懷團隊與清華大學材料學院、烏鎮(zhèn)實驗室生物材料及再生醫(yī)學轉化團隊PI負責人王秀梅團隊，材料學院伍暉團隊共同完成。

據悉，日內瓦國際發(fā)明展創(chuàng)辦于1973年，是全球三大發(fā)明展之一，也是全球舉辦歷史最長、規(guī)模最大的發(fā)明展之一。本屆發(fā)明展上，40個國家的800多個參展單位共展出1000多個發(fā)明項目，“特別嘉許金獎”是從大賽金獎中選拔產生的，需評審團全票通過，是該發(fā)明展上最高級別的獎項。

深化醫(yī)工合作

2014年11月，王貴懷從北京天壇醫(yī)院神經外科來到了剛剛成立的北京清華長庚醫(yī)院，并一手籌建了該院的神經外科。如何能使新學科推動新醫(yī)院的發(fā)展，王貴懷認為，應當集中神經內外科綜合力量，成立“神經中心”進行融合式發(fā)展，做出有“清華長庚”特色的神經科學疾病醫(yī)療服務中心。

歷經8余年的發(fā)展，北京清華長庚醫(yī)院神經中心在脊柱脊髓、腦腫瘤、腦外傷與急重癥、腦血管病等亞專業(yè)上建立了臨床優(yōu)勢，科室及成員先后獲得“脊柱脊髓國家級培訓中心”“優(yōu)秀教學團隊”“人民名醫(yī)-卓越建樹獎”“十大醫(yī)學創(chuàng)新專家”等榮譽。

取得的一系列成績，印證了王貴懷當初學科建設的思路是正確的。想要進一步發(fā)展，王貴懷認為，在既往工作的基礎上，要充分利用清華大學醫(yī)工交叉優(yōu)勢，通過技術創(chuàng)新，為學科發(fā)展提供不竭動力。

作為脊柱脊髓疾病亞專業(yè)的負責人，王貴懷在國內建立了首個脊髓腫瘤臨床研究數據平臺，并與清華大學工科合作，開發(fā)人工智能產品，對脊髓膠質瘤影像組學資料大數據進行分析學習。經測試，該AI產品臨床診斷準確率高于醫(yī)生，相關研究成果發(fā)表在國際頂級刊物《BMC Medicine》上，這一發(fā)現或改變脊髓膠質瘤的診斷與治療方式。

在“脊髓功能調控與重建”領域，王貴懷團隊與清華大學神經調控國家工程研究中心合作，完成了全國首例脊髓硬膜外電刺激“人工脊髓系統(tǒng)”的植入，在國內居于領先水平。目前國際上僅有瑞士團隊可以完成該項療法，王貴懷團隊的相關成果已經發(fā)表在多個頂級期刊，轉化前景巨大。

在神經再生修復領域，王貴懷團隊與清華大學材料學院深度合作，致力于生物材料基礎研究及生物醫(yī)用材料產品開發(fā)，包括骨再生修復、神經組織再生修復材料的開發(fā)及臨床轉化等，在生物材料的研發(fā)制備方面取得豐碩成果。此次獲獎產品“神索”，正是醫(yī)工團隊自2015年起，基于仿生神經組織材料設計及多功能集成式產品開發(fā)的科研項目，旨在通過仿生材料和再生醫(yī)學策略，來解決臨床神經再生修復這一世界級難題。

神索：基于多功能集成式再生微環(huán)境仿生構建的神經再生修復植入物。

應用前景廣闊

從成分、分級結構、生物功能等多維度來看，“神索”是仿生天然的神經纖維，是一種構建適宜的再生微環(huán)境，從而促進神經再生和功能重建的多功能集成式神經再生修復植入物。

王貴懷告訴記者，“神索”主要由兩部分組成，仿生神經外膜部分和仿生神經纖維水凝膠部分。仿生神經外膜中的膠原納米纖維外管采用自主研發(fā)的氣紡膠原纖維技術，仿生神經纖維水凝膠中包括蛋白納米成分，采用自主開發(fā)的液體電紡纖維水凝膠技術和分子自組裝技術相結合，形成從納米尺度到宏觀尺度的蛋白纖維多級定向組裝結構，并仿生了外周神經自發(fā)修復過程中形成的“纖維軸索”。同時，該水凝膠材料具有和天然神經組織一致的彈性模量和多級定向結構，通過負載促神經和促血管多肽，構建適宜的神經血管再生微環(huán)境，再通過力學、結構、生物活性多信號協(xié)同，促進神經再生和功能重建。

從整個研發(fā)進程來看，團隊首先從仿生神經纖維的角度，設計開發(fā)了多級定向纖維水凝膠材料和液態(tài)接收定向水凝膠制備技術，對材料的性能尤其是體外細胞學、分子生物學、基因組學等材料與細胞相互作用及機制進行研究。其次是基于動物實驗的體內研究階段，從小動物大鼠到大動物比格犬，再到非人靈長類動物，開展動物神經損傷模型應用驗證及體內相互作用機制探討，“神索”展示了優(yōu)異的快速誘導神經再生和運動功能恢復能力。再次是多功能、多模態(tài)材料設計的優(yōu)化和解決方案升級，最終形成了如今的這款“神索”產品。

在前期研究中，王貴懷團隊將其應用于外周神經、脊髓神經、腦神經缺損的模型中，結果都表現出“神索”材料的優(yōu)異性能及促進神經再生的作用。值得一提的是，“神索”的多功能集成式設計，使得這款神經移植物具有可拓展的、靈活的應用形式，可延伸出神經再生修復全品類產品，具有巨大的經濟價值和社會價值。

目前“神索”項目進入了成果臨床轉化階段，將依托烏鎮(zhèn)實驗室生物材料及再生醫(yī)學轉化中心平臺開展醫(yī)療器械注冊工作。計劃首先以周圍神經修復為主要適應證，申請三類醫(yī)療器械注冊證，并逐漸拓展其脊髓神經等中樞神經系統(tǒng)的臨床注冊。

“醫(yī)工結合，跨越發(fā)展?！蓖踬F懷表示，今后將繼續(xù)堅持走醫(yī)工結合的道路，用更多創(chuàng)新成果，助力北京清華長庚醫(yī)院下一個十年高質量發(fā)展。