對成千上萬因嚴重創傷、骨腫瘤等疾病導致骨缺損的患者來說,修復骨骼曾是一道難題。
2025年5月,由中國科學院深圳先進技術研究院(下稱“深圳先進院”)轉化醫學研究與發展中心研究員賴毓霄與香港中文大學教授秦嶺領銜的團隊,歷經15年研發的“含鎂可降解高分子骨修復材料”,獲得國家藥品監督管理局創新醫療器械批準上市。
這是我國唯一獲批的該類創新產品,也是全球首款獲批上市的3D打印含鎂骨修復植入器械。該材料不只是骨頭的臨時替代品,更是一座能激活人體自身修復能力的“骨頭工廠”,并且最終會在人體內代謝消失。近日,該成果獲評2025年度深圳先進院院長獎。

含鎂可降解高分子骨修復材料。受訪者供圖
給細胞建造理想的“生長之家”
修復難愈性骨缺損,關鍵在于如何讓植入的材料主動引導并加速成骨細胞、血管細胞等多種細胞協同工作,重建具有生物功能的活骨。深圳先進院團隊提出的“組織仿生”理念,正是破解這一難題的核心。
研究發現,人體必需的元素鎂,在骨頭重建的過程中扮演了“總調度師”的角色。團隊通過一系列理論,系統揭示了鎂離子能夠精密調控成骨微環境,形成一個促進再生的“正向反饋調節環”:它不僅能直接刺激成骨細胞活性,還能促進血管新生,為骨骼生長輸送營養,從而動態激活“成骨-血管”耦合的完整生理過程,最終加速新骨形成。
有了好的“化學指令”,還需要好的“物理空間”。團隊通過“結構仿生”,利用先進的智能3D打印技術,為細胞搭建一個高度模仿人體松質骨結構的“安居房”。科研人員精確控制了材料的表面形貌、孔徑、孔隙率及孔連通率等三維特征。
這種精心設計的結構,如同一個微觀的“海綿城市”,既能確保初期力學穩定,又極大便利了細胞遷移、營養輸送和血管長入,高效促進新骨與血管結構的重塑。
基于上述理論突破,團隊攻克了材料制備的工藝難關,成功開發出含鎂可降解高分子骨修復材料。其力學強度與人體松質骨相近,既能承受手術操作沖擊,避免崩解,又能在植入早期提供恰到好處的力學支撐。
更重要的是,該材料完成使命后可在6至9個月內被人體完全降解吸收,降解釋放的鎂離子直接參與新骨形成與代謝,不留任何異物。

科研團隊。受訪者供圖
15年產學研醫合作走通轉化之路
一項原創技術要真正惠及患者,需跨越從實驗室到手術臺的漫長路徑。自2010年起,深圳先進院與香港中文大學共建轉化醫學研究與發展中心,系統布局骨科材料研究。2013年,為實現技術落地,深圳先進院孵化企業深圳中科精誠醫學科技有限公司,專門負責該材料的工程化開發和市場轉化。
產學研醫多方的分工明確:研究院專注前沿機理與核心技術突破,企業負責產品定型、工藝驗證和注冊申報,臨床專家則從需求端反饋并驗證有效性。
嚴格的臨床檢驗是產品的“試金石”。研發團隊在北京積水潭醫院、上海市第六人民醫院等8家國內頂尖醫院開展了多中心臨床試驗。超過百例骨缺損患者的使用結果顯示,術后24周可實現植骨融合,所有患者均未出現排異反應,完全達到試驗預期。
與被視為“金標準”的自體骨移植相比,它避免了取骨部位的二次損傷;與傳統人工骨材料相比,它實現了力學支撐、降解吸收與活性誘導的完美統一。此外,該材料在術中可根據骨缺損形狀進行剪切塑形,適配性更強。
該成果已獲得20余項專利授權,并斬獲日內瓦國際發明展銀獎、中國專利銀獎等多個國內外獎項。它的上市,不僅填補了國內鎂基骨修復材料領域的技術空白,更標志著我國在高端骨科植入器械領域實現了從跟跑到領跑的關鍵一躍。
未來,研究團隊將繼續拓展該材料的適應癥,向更復雜的骨缺損修復難題發起挑戰,讓這一“中國智造”方案造福全球更多患者。
(記者 鐘哲)
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