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腰骶椎退变性疾病发病率和致残率高,已成为威胁人类健康的公共卫生问题。目前治疗过程中存在以下问题:退变机制复杂,缺乏有效早期干预措施;外科治疗复杂,效果不确定,并发症多;缺乏高质量的生物材料重建腰椎结构和功能。为此,本项目在十余项国家级和省部级项目资助下,针对上述难题开展了系列工作: 一、揭示腰骶椎退变疾病新机制,建立生物学修复新策略: 1、阐明髓核细胞(NPC)过早老化机制及其修复新靶点:发现炎症因子、激素、力学或代谢改变,激发氧化应激和炎症反应,诱导NPC过早老化,并揭示多种分子或药物干预机制。瑞典卡罗林斯卡医学院SvenPettersson教授在Cell杂志肯定有关论点。2、建立生物学修复新策略:发现间充质干细胞(MSCs)旁分泌和类髓核分化效应,并通过个性化支架或载体,或构建高表达SOX9、BMP7等基因的种子细胞,或制备微环境调控功能的靶向缓释系统,提高修复效率。获得美国骨科研究学会(ORS)主席、Spine副主编GunnarB.J教授,MaterToday主编JoãoF教授高度评价。 二、建立腰骶椎退变疾病外科治疗体系,提高了疗效,降低了手术并发症,并推广应用 1、椎弓根螺钉设计创新:研发新型可灌注骨水泥螺钉系统,并建立了精准置钉和灌注技术,增强骨-钉界面固定。2、骶骨螺钉置入技术创新:提出经骶骨岬固定技术,显著降低松动率和内脏损伤率,被美国脊柱知识发展基金会引用推广。3、设计基于脊柱-骨盆矢状面平衡的脊柱融合术式:改善症状并预防进展,获得Spine、EurSpineJ等杂志认同。4、创建并发症防治和加速康复(ERAs)新策略:总结手术失败和并发症原因,提出个体化预防措施和翻修策略,被国际最权威脊柱研究机构—北美脊柱外科学会(NASS)纳入诊治指南。 三、研发腰椎功能重建生物材料并转化 1、制备修复椎间盘的生物水凝胶,快速封堵术后残留空腔,并生物重塑结构稳定。得到英国女王创新奖获得者,剑桥大学前副校长NigelSlater教授认可。2、构建定向微纳米纤维神经修复支架,免疫调控微环境促进神经修复;同时制备双层仿生硬膜,预防脑脊液漏和疤痕压迫。美国国立卫生研究院(NIH)组织工程研究中心主任DavidKaplan教授、ChemRev(IF60.622)、ProgMaterSci(IF31.14)、AdvMater(IF30.849)等杂志均给予高度评价。3、研发促脊柱融合新材料,并优化成分和结构,提高骨整合效果,获得美国科学院工程部主席、医学与生物工程院会士团主席CatoT教授,TissueEng主编AntoniosG教授在NatRevMater(IF66.308)肯定。 该项目建立了腰骶椎退变性疾病外科治疗体系,在AdvFunctMater、SciAdv、NatCommun、BioactMater、Spine、中华系列和北图核心期刊发表论文271篇,其中SCI论文212篇,IF>10分17篇,总IF1165.168,单篇最高18.808,被Cell、ChemRev、NatRevMater等他引4416次,单篇最高140次;授权专利10项并转化3项;应邀国内外讲座35次,举办学术会议或培训班27次;培养国家级和省部级高层次人才16人次;被NASS等学术机构纳入指南或共识6项,编入《脊柱外科学》等专著5部。该治疗体系向我国10个省市83家医院推广应用,7999余例患者获益,为我国腰骶椎退变性疾病诊疗作出了重要贡献。