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提生长因子 让“石头长草” 广州医科大学张智勇团队让人类拥有“再生”功能的梦想一步步成为现实

www.guangzhou.gov.cn2019-10-10 14:18:49来源: 广州日报

张智勇

广州创新英雄点将IAB

蜥蜴断了尾巴,可以重新长出来,人类要是也能像蜥蜴一样拥有“再生”功能多好!

皮肤外伤久治难愈,但抽出病人的血“萃取”自体复合生长因子做成特殊生物敷料往伤口上一敷,伤口愈合时间就能缩短2/3;骨头缺了一块,只需要3D打印出框架,再用实验室诱导分化的干细胞“铺设”上去,干细胞就能像水泥一样爬满框架,长出新骨——这,听上去像天方夜谭,但在广州医科大学再生医学与3D打印技术转化研究中心主任张智勇团队的努力下,人类拥有“再生”功能的梦想正一步步成为现实。

梦想:让再生医学成临床治疗常规选项

张智勇说,人类外科医学的发展可以分为三个阶段。最早是“切除”,人体某一部分坏了,最早的外科处理办法就是直接切掉;后来则是“替代”,比如某个关节坏了,就替换一个人工的金属关节;现在则有了第三种办法“再生”,假如软骨坏了,用再生医学技术可让它再长出来。

“再生医学”,对普通人来说,这个词听上去有些陌生,甚至带有几分神秘。

“事实上,人类本来就有组织修复再生能力,比如身上有个小划痕,会自己长好。只是这个能力是有限的,不像蜥蜴断了尾巴还可以再长出来。”张智勇说,“因此,我们希望利用再生医学原理及技术,去加强人体组织的修复再生能力,解决临床上组织、器官的创伤和缺损问题。再生医学是一门多学科交叉的新兴学科,涉及生物学、临床医学、材料学、工程学等领域,是人类医学发展的未来。”

还在新加坡读博士及工作期间,张智勇所在的团队就曾做过一些大面积颅骨缺损的临床应用案例。一位外伤病人,颅骨缺损了1/4。他们用可降解材料3D打印出缺损颅骨的形状,搭建起一个“桥梁”,再从病人身上取出骨髓成骨干细胞,将其诱导分化,铺设在“桥梁”上,慢慢地,缺损的组织就可以在“桥梁”上重新生长出来,同时“桥梁”可以被慢慢降解吸收,最后伤口部位长出了一块完美契合的天然的骨头。

但是,这项看起来很好的技术却一直在临床应用不了。张智勇分析,一方面,用病人的自体干细胞体外培养,需要大量处理的制备等待时间,病人往往要等上两三个月,根本等不起;另一方面,这种针对每个病人单独量身定制的做法,所有设施、设备、人员成本都要病人承担,成本很高;此外,一些病人自身细胞再生活性不够好,取不出比较好的细胞。

他打了一个比方:“这就像早期的计算机一样,个头又大又昂贵。”

所以,张智勇团队一直在研发基于同种异体干细胞的再生医学技术,以及再生医学的规模化、自动化制备技术,大幅度降低成本,又可以让病人即需即取,最终让再生医学技术像现在的计算机一样,让每个病人都用得起,让再生医学真正成为临床治疗的常规选项。

张智勇相信,再生医学是人类医学的未来,在5-10年内就可在临床获得推广,成为临床的常规选择,就跟现在人们去医院开药、换关节一样。

实践:提取生长因子帮助伤口加速愈合

但是,同种异体干细胞技术要走的法规申报及准备需要很长时间。为解决临床实际问题、且让医生和病人尽快建立对再生医学的信心,张智勇团队又研发了一种法规门槛较低、可以较快就能应用于临床的再生医学技术——自体再生因子技术(ARF)。

今年8月20日,19岁的小华从佛山转院来到广医三院。他因骑电动车受伤,右脚脚背上皮肤缺损,脚背的肌腱都露出来了,伤口有碗口那么大。肌腱暴露属于骨外伤中较难恢复的一类,肌腱就好比连接骨头和肌肉的橡皮筋,肌腱暴露时意味着周边的组织都已经损伤了,裸露的肌腱就像光秃秃的石头,没有血肉和皮肤的覆盖,还会有感染的风险。要让小华的伤口愈合,就好像要在石头上长出草一样。

这时候,自体再生因子技术(ARF)派上了用场。入院第二天,医院便为小华实施了ARF技术,抽取小华的血液,在实验室提取、浓缩出高浓度、复合型的生长因子,制成特殊的再生因子生物敷料,再敷在伤口上,加速伤口愈合。仅仅两次治疗后,暴露在外的肌腱上便覆盖了肉芽。就连医护人员都惊讶:“这么短时间内‘石头’上还真的长草了!”9月3日,医生趁热打铁为小华做了植皮手术,术后又再为小华敷上再生修复生物敷料。

9月17日,在小华住院28天后,原本需要两三个月才能愈合的创面在新的再生医学技术治疗下不到一个月就已基本愈合,小华出院了。出院前,小华的母亲紧紧拉着张智勇的手道谢,并表示希望他们的技术能及早得到推广,造福更多病人。

从2017年再生医学与3D打印技术转化研究中心成立以来,短短两年,张智勇团队已用自体再生因子治疗技术帮助了100多例病人。这些病人的慢性伤口久治难愈,借助自体再生因子治疗后,大部分病人的伤口都加速了愈合。“一位病人的妻子对我说:‘张教授,没有您的这个技术,我老公不知道还能不能撑过去。’听到她的这句话,我比发第一篇文章还高兴。”

近期,自体再生因子治疗技术获得“广州市临床重大技术立项”。张智勇说,此次全市共有12个临床重大技术获得立项。“作为唯一一个从实验室发起和主持的项目,能获得广州市卫健委和临床专家认可,我们备受鼓舞。”

此外,张智勇还受邀加入广州医科大学呼吸疾病国家重点实验室,担任呼吸疾病与组织工程学组组长。他说,除了以前专注的骨科、整形外科,他还希望再生医学技术能够在呼吸科等更多临床科室得到应用。

张智勇

教授、博导。广州医科大学再生医学与3D打印技术转化研究中心主任,广东省普通高校生物医学工程技术研究中心主任,组织工程国家工程研究中心华南分中心主任;呼吸疾病国家重点实验室呼吸疾病与组织工程学组组长。

链接

2000年,张智勇参加高考,他在所有专业志愿上都填报了生物。

2012年,刚满31岁的张智勇被上海交大破格聘为教授、博导,成为上海交大医学院系统最年轻的博导之一。

2017年,张智勇离开上海交大,来到了广州医科大学,从事再生医学转化工作。当时,许多人不解为什么他要离开上海交大,但他觉得,以前从事的工作主要在实验室,但要真正造福病人,还需要和临床更好地结合,而广州提供了这样的机会。

创新感言

创新分不同层次。中国过去很多创新更多专注于偏软的模式创新,我认为,中国产业升级等需求更需要硬核科技的创新(如生物医药、芯片等),这是未来中国创新的关键核心和趋势。

广州在医疗上有很好的沉淀,发展生物医学是很好的着力点。希望广州能在转化研究方面给予更多扶持。

文/广州日报全媒体记者林霞虹 通讯员梁凯涛、白恬、黄璀玥 图/广州日报全媒体记者庄小龙 

专题统筹:刘文亮、龙锟

(编辑: 刘卓莹)

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