科技進步獎公示內容

科技進步獎公示內容項目名稱：股骨頭壞死早期干預及保髖關鍵技術的建立與應用提名單位：上海市提名等級：國家科技進步二等獎項目簡介：股骨頭壞死（ONFH）系骨科臨床常見病，多發(fā)于中青年,治療棘手，致殘率高,未經有效治療患者80%以上5年內進展為股骨頭塌陷。如何保留髖關節(jié)是骨科當前面臨的突出問題。本項目歷經20余年的不懈努力，圍繞ONFH早期干預、亞臨床期診斷和保髖關鍵技術建立等核心問題進行了系統(tǒng)地臨床及基礎研究，并取得了如下重要進展。一、首次明確了激素性ONFH的高危因素，建立了早期篩查及藥物預防方案，實現(xiàn)了激素性ONFH的早防早治。項目組自2003年以來，針對539例應用激素的患者進行了長達14年的前瞻性研究，系統(tǒng)闡明了激素性ONFH的高危因素。研究證實，總激素量（折合成甲強龍）≥2000mg，每日劑量≥40mg，激素時間≥30天為激素性ONFH的高危因素，此高危因素暴露下ONFH發(fā)病率為32.6%；90%患者在用藥6月內，99%患者在12月內發(fā)生ONFH。據(jù)此提出激素性ONFH早期篩查指導方案。開展了激素性ONFH預防藥物臨床多中心隨機雙盲研究，證實中藥淫羊藿對激素性ONFH有顯著的保護作用。二、建立了ONFH中國分期及分型，為保髖臨床治療決策制定及療效預測提供科學參考。首次將生物力學概念-“柱”引入ONFH分型，依據(jù)壞死灶累及股骨頭力學部位不同，將ONFH分為五型。強調了ONFH對于股骨頭力學結構，尤其是外側柱破壞對于疾病進展以及預后的重要性。此分型不僅可直觀地進行病變分類，對ONFH的預后評估，壞死塌陷預測有較高的準確度。通過ONFH中國分期的實踐，明確了ONFH關鍵病理改變-股骨頭塌陷的臨床表現(xiàn)。證實圍塌陷期是ONFH保髖治療的最后良機。組織國內專家200余人討論對國際廣泛應用的ARCO分期提出改良，制訂了ONFH中國分期。該分期方法首次從主觀癥狀、影像學及病理改變方面明確定義了圍塌陷期的診斷方法。三、建立了以游離腓骨移植為核心技術的系列保髖新術式，顯著提高保髖療效。1.帶血管蒂游離腓骨移植治療ONFH新術式的建立與應用近年來提出的股骨頭壞死保髖新概念，其關鍵技術—游離腓骨移植術顯示了較好的臨床應用前景,而該技術依然存在創(chuàng)傷大、并發(fā)癥多等弊端。對此，該項目建立全新的旋轉式帶血管蒂游離腓骨移植新術式。其技術要點：①先行切斷腓骨并逐層旋轉解剖，充分顯露血管神經；②采用髖部前外側切口，經由肌間隙至關節(jié)深部，在股骨頸前方構筑骨性通道，行病灶清除及腓骨植入。2001-2014年收治股骨頭壞死2814例（全球單醫(yī)療機構最大病例數(shù)），新術式使手術時間由3-4小時縮短至1-1.5小時，切口由15-20cm縮減至8-10cm。長期隨訪結果顯示，髖關節(jié)Harris評分由術前67.5±18.6提高至86.3±13.4，保髖率達86%（文獻報道平均保髖率59%，最高保髖率美國杜克大學為82%）；術后并發(fā)癥發(fā)生率5%,(文獻報道并發(fā)癥發(fā)生率為17%-20%)。迄今為止，對青少年晚期股骨頭壞死尚無修復方法。該項目應用該術式治療上述患者268例，長期隨訪證實保髖率可達73.1%，實現(xiàn)了青少年晚期股骨頭壞死從無法修復到成功保髖的重要突破。上述研究成果已納入《我國股骨頭壞死臨床診療規(guī)范（2015年版）》及《股骨頭壞死保髖治療指南（2016年版）》2.股骨頸骨不連橋接新技術——骨質結構與血供雙重建股骨頸骨折骨不連（FNN）發(fā)生率高亦難以修復，是保髖外科面臨的難點。常規(guī)采用內固定翻修或轉子下截骨術，但失敗率極高，且嚴重破壞原有解剖結構，無法改善缺血狀態(tài)。對此，該項目提出骨質結構與血供雙重建新技術：在恢復股骨頸解剖形態(tài)的基礎上，將傳統(tǒng)內固定與帶血管蒂的游離腓骨高度協(xié)同化移植，實現(xiàn)骨不連近端血運的重建，實踐證實治愈率達92%。四、ONFH機制探索及骨再生新材料研究提出并證實骨壞死的骨質-血管界面損傷學說，為ONFH藥物預防干預及外科骨-血管重建治療奠定了理論基礎。揭示了血-骨偶聯(lián)紊亂導致激素性骨壞死的關鍵機制：=1\*GB3①發(fā)現(xiàn)脂質過氧化造可直接作用于股骨頭血管內皮，進而造成股骨頭終末微血管損傷是ONFH重要的病理特征。=2\*GB3②發(fā)現(xiàn)股骨頭終末微血管及其偶聯(lián)軟骨下骨板骨折是ONFH的重要病理機制，強調針對骨-血偶聯(lián)的修復是外科治療的關鍵，實驗研究中，由微血管保護角度入手，采用氧自由基清除、間充質干細胞調控等手段，有效阻斷了激素ONFH發(fā)生。為極早期激素型ONFH的治療及預防奠定了基礎。建立了可誘導自體原位修復功能性生物材料，推動ONFH骨缺損修復新技術和產品的發(fā)展項目組針對骨壞死引起的骨缺損及軟骨退變問題，深入機制研究并開發(fā)了一系列新型功能性生物材料。同時，針對ONFH后的骨缺損重建技術難題，項目組研發(fā)了一系列結合多種元素的新型功能性硼酸鹽生物玻璃，通過影響信號通路，誘導骨髓基質干細胞成骨分化和血管生成，參與調節(jié)骨代謝和促進骨組織礦化，從而促進骨組織再生。該項研究以封面文章的形式發(fā)表在《AdvancedScience》雜志。本項目共發(fā)表SCI論文301篇，總影響因子1123分，申請專利6項；主編《髖部外科學》《帶血管游離腓骨移植治療ONFH》等專著4部。主持或參與制定我國《青壯年股骨頸骨折的顯微外科治療專家共識2016》、《青壯年股骨頸骨折的顯微外科治療專家共識2016》。參與制定我國《ONFH臨床診療規(guī)范2015》及《中華醫(yī)學會骨科學分會關節(jié)外科學組關于ONFH診斷和治療指南2016》等專家共識與指南共8項。20年間舉辦國際會議11次，舉辦專題學習班120期，培訓全國各級技術人員2萬余人次。相關技術在全國包括北京積水潭醫(yī)院、上海交通大學附屬第九人民醫(yī)院等100余家醫(yī)院推廣。系列研究成果獲得中華醫(yī)學科技獎一等獎、教育部科技進步獎一等獎、上海市科技進步獎一等獎等各類獎項6項。客觀評價：1、國內外相關技術比較（1）項目組建立的游離腓骨新術式使手術時間較常規(guī)手術3-4小時縮短至1-1.5小時，小腿切口由15-20cm縮減至8-10cm。長期隨訪結果顯示，髖關節(jié)Harris評分由術前67.5±18.6提高至86.3±13.4，保髖率達86%（文獻報道平均保髖率59%，最高保髖率美國杜克大學為82%）；術后并發(fā)癥發(fā)生率5%,(文獻報道并發(fā)癥發(fā)生率為17%-20%)。（2）股骨頸骨折骨不連修復術后，髖關節(jié)功能明顯改善，Harris評分從59.6提升至96.2，治愈率達92%，遠高于歐美截骨術報道的80%。2、支撐科技獎勵成果名稱獲獎時間獎項及名次排名附件股骨頭壞死顯微外科修復的新技術及相關機制研究2013上海市科技進步一等獎張長青48吻合血管的游離腓骨移植治療股骨頭壞死的臨床應用與修復機制2012教育部科技進步獎一等獎張長青48保髖外科治療關鍵技術的建立與臨床應用2016中華醫(yī)學科技獎一等獎張長青483、其他評價（1）激素性股骨頭壞死高危因素相關研究結果已納入4項我國ONFH診療指南與專家共識，國際骨循環(huán)與骨壞死學會（ARCO）創(chuàng)始主席Hungerford及現(xiàn)任主席Jones教授（美國JohnHopkin大學），將相關成果寫入美國骨科學會（AAOS）骨科經典教程2009。（2）腓骨移植治療股骨頭壞死的創(chuàng)始人--美國Duke大學骨科Urbaniak,JamesR.教授連續(xù)通過文章及會議論文，對我們的手術方式及手術效果表示肯定。其一：在著名骨科雜志《OrthopClinNorthAm》上對我們改良的帶血管蒂腓骨切取技術進行了評論：改良的手術方式達到了與他們相同的手術效果，手術時間短，比傳統(tǒng)的手術方法具有顯著的優(yōu)勢。（3）針對項目組建立的“旋轉式游離腓骨移植術”和“骨質結構與血供雙重建技術”引起業(yè)內高度關注。美國杜克大學Urbaniak,JamesR.教授稱該手術“時間短，創(chuàng)傷小”；并在述評中對雙重建技術給予充分肯定：“我認為他們的手術方法卓越，對股骨頸骨折骨不連提供了行之有效的治療方法”應用情況：1.發(fā)表論文：本項目共發(fā)表SCI論文301篇，總影響因子1123分2.撰寫專著：主編《髖部外科學》《游離腓骨移植治療股骨頭壞死》《骨科手術學》等專著16部，參編28部。3.學術交流：應邀國際學術會議作專題報告31次；應邀日本、法國、美國等7國講學和手術演示19次。4.成果應用：舉辦國家級繼續(xù)教育學習班88屆，累計培養(yǎng)1.5萬余人次。全國29省、市、自治區(qū)直轄市137家醫(yī)療機構推廣應用本項研究成果，累計培養(yǎng)專業(yè)骨干5萬余人次。主要知識產權和標準規(guī)范目錄：1.指南與專家共識名稱發(fā)表雜志年份股骨頭壞死診斷與治療的專家建議中華骨科雜志2007成人股骨頭壞死診療標準專家共識（2012）中華骨科雜志2012股骨頭壞死臨床診療規(guī)范（2015版）中華關節(jié)外科雜志2015成人股骨頭壞死診療指南（2016）中華骨科雜志2016股骨頭壞死保髖治療指南（2016版）中華老年骨科與康復電子雜志2016Chineseexperts'consensusonthediagnosisandtreatmentofosteonecrosisofthefemoralheadinadults.OrthopaedicSurgery2012GuidelineforDiagnosticandTreatmentofOsteonecrosisoftheFemoralHead.OrthopaedicSurgery2015ChineseGuidelinefortheDiagnosisandTreatmentofOsteonecrosisoftheFemoralHeadinAdults.OrthopaedicSurgery20172.主要知識產權知識產權類別知識產權具體名稱國家（地區(qū)）授權號授權日期證書編號權利人發(fā)明人發(fā)明專利有效狀態(tài)發(fā)明專利一種仿生基質型生物愈創(chuàng)材料的制備方法上海CN102526803B2014.8.6ZL201010586756.0上海市第六人民醫(yī)院張長青，位曉娟，顧其勝，謝宗平有效發(fā)明專利一種骨盆內固定器及其應用上海CN102178557B2013.1.23ZL201110122458.0上海市第六人民醫(yī)院張長青，于曉巍，高悠水有效發(fā)明專利一種肢體局部給藥和透析裝置上海CN204275131U2015.4.22ZL201410621027.2上海市第六人民醫(yī)院張長青、于曉巍有效發(fā)明專利一種用于髖臼后壁骨折的內固定器上海CN103054639B2015.4.8ZL201310013348.X上海市第六人民醫(yī)院孫玉強，于曉巍，周祖彬，唐明杰有效實用新型一種可調性不規(guī)則骨組織切割保護夾具上海CN203611159U2014.05.28ZL201320765961.2上海市第六人民醫(yī)院朱振中，張長青，金東旭有效主要完成人情況：排序姓名行政職務技術職稱工作單位完成單位對本項目技術創(chuàng)造貢獻1張長青副院長教授主任醫(yī)師上海市第六人民醫(yī)院上海市第六人民醫(yī)院項目總負責人。承擔項目的設計、各部分研究工作安排、各參加者任務分工、協(xié)調及項目進展、總體實施等工作。對項目中創(chuàng)新點1、3及4有重要貢獻：建立了以帶血管蒂游離腓骨移植為核心技術的系列保髖術式及評價；參與建立ONFH中國分期及分型臨床評價，參與激素性股骨頭壞死藥物多中心臨床試驗，指導硼酸鹽生物材料的研發(fā)。作為負責人牽頭制定制定了我國《股骨頭壞死保髖治療指南》及《青壯年股骨頸骨折的顯微外科治療專家共識》。2李子榮科室主任教授主任醫(yī)師中日友好醫(yī)院中日友好醫(yī)院該項目的主要參加人員。主持創(chuàng)新點1、2，參與創(chuàng)新點4的工作：明確了激素性ONFH的高危因素，建立了早期篩查及藥物預防方案；建立了ONFH中國分期及分型；主持激素性股骨頭壞死藥物多中心臨床試驗，并制定我國《股骨頭壞死臨床診療規(guī)范2015》及其他多項專家共識。3王坤正科室主任教授主任醫(yī)師西安交通大學第二附屬醫(yī)院西安交通大學第二附屬醫(yī)院該項目的主要參加人員。主要對該項目第1、3、4點有重要貢獻：參與建立以帶血管蒂游離腓骨移植為核心技術的系列保髖術式及評價，參與建立ONFH中國分期及分型臨床評價；參與激素性股骨頭壞死藥物多中心臨床試驗，主持或參與制定我國股骨頭壞死診療多項專家共識。4朱振中/主治醫(yī)師上海市第六人民醫(yī)院上海市第六人民醫(yī)院該項目的主要參加人員。主要對該項目第3、4點有重要貢獻：參與旋轉式帶血管蒂游離腓骨移植治療股骨頭壞死的臨床實施及長期療效評價，主持生物樣本收集及病因病理學研究工作，為激素性ONFH預防藥物篩選、參與青少年晚期股骨頭壞死治療及骨質與血供雙重建技術臨床資料收集分析評價工作，參與我國《我國股骨頭壞死臨床診療規(guī)范（2015年版）》的制定。5孫偉科室主任教授主任醫(yī)師中日友好醫(yī)院中日友好醫(yī)院該項目的主要參加人員。參與創(chuàng)新點1、2，參與創(chuàng)新點4的工作：參與建立激素性ONFH早期篩查及藥物預防方案；參與建立ONFH中國分期及分型臨床評價；參與激素性股骨頭壞死藥物多中心臨床試驗，并參與制定我國《股骨頭壞死臨床診療規(guī)范2015》及其他多項專家共識。6賈偉濤科室主任教授主任醫(yī)師上海市第六人民醫(yī)院上海市第六人民醫(yī)院該項目的主要參加人員。主要對該項目第3、4點有重要貢獻：參與旋轉式帶血管蒂游離腓骨移植治療股骨頭壞死的臨床實施及長期療效評價，研發(fā)新型硼酸鹽生物活性玻璃(Sr-MBG)，結合3D打印技術將Sr-MBG制成骨缺損支架材料，為ONFH骨缺損修復提供新的思路。7高悠水/主治醫(yī)師上海市第六人民醫(yī)院上海市第六人民醫(yī)院該項目的主要參加人員。主要對該項目第3、4點有重要貢獻：參與旋轉式帶血管蒂游離腓骨移植治療股骨頭壞死的臨床實施及長期療效評價，以及該術式在不同醫(yī)院推廣時療效評價的數(shù)據(jù)采集的分析，總結工作。為激素性ONFH預防藥物篩選、研發(fā)新型骨缺損修復材料做出了重要貢獻。8王衛(wèi)國科室副主任副主任醫(yī)師副教授中日友好醫(yī)院中日友好醫(yī)院該項目的主要參加人員。參與創(chuàng)新點1、2，參與創(chuàng)新點4的工作：參與建立激素性ONFH早期篩查及藥物預防方案；參與建立ONFH中國分期及分型臨床評價；參與激素性股骨頭壞死藥物多中心臨床試驗，并參與制定我國《股骨頭壞死臨床診療規(guī)范2015》及其他多項專家共識。9楊佩/副主任醫(yī)師副教授西安交通大學第二附屬醫(yī)院西安交通大學第二附屬醫(yī)院主要對該項目第1、3、4點有重要貢獻：參與建立以帶血管蒂游離腓骨移植為核心技術的系列保髖術式及評價，參與建立ONFH中國分期及分型臨床評價；參與激素性股骨頭壞死藥物多中心臨床試驗，主持或參與制定我國股骨頭壞死診療多項專家共識。10于曉巍科室主任教授主任醫(yī)師上海市第六人民醫(yī)院上海市第六人民醫(yī)院該項目的主要參加人員。主要對該項目第3、4點有重要貢獻：參與旋轉式帶血管蒂游離腓骨移植治療股骨頭壞死的臨床實施及長期療效評價，為激素性ONFH預防藥物篩選、研發(fā)新型骨缺損修復材料做出了積極的貢獻。主要完成單位情況第一完成單位：上海市第六人民醫(yī)院主要創(chuàng)新推廣貢獻：上海市第六人民醫(yī)院的牽頭單位，主持創(chuàng)新點1、3、4的研究及成果應用推廣工作。1.帶血管蒂游離腓骨移植治療ONFH新術式的建立與應用：項目組經過20余年的技術創(chuàng)新和實踐，針對該術式中小腿腓骨切取及髖部腓骨植入關鍵環(huán)節(jié)進行了改良，建立了全新的旋轉式帶血管蒂游離腓骨移植術。保髖率達86%（文獻報道平均保髖率59%，最高保髖率美國杜克大學為82%），打破晚期ONFH無法修復陳舊觀念，實現(xiàn)青少年晚期ONFH成功保髖的重要突破。2.建立骨質結構與血供雙重建新技術：在恢復股骨頸解剖形態(tài)的基礎上，將傳統(tǒng)內固定與帶血管蒂的游離腓骨高度協(xié)同化移植，實現(xiàn)骨不連近端血運的重建（如圖5）。213例6年隨訪結果顯示：術后髖關節(jié)功能明顯改善，Harris評分從59.6提升至96.2，治愈率達92%，遠高于歐美截骨術報道的80%。3.機制研究揭示了血-骨偶聯(lián)紊亂導致激素性骨壞死的關鍵機制：=1\*GB3①發(fā)現(xiàn)脂質過氧化造可直接作用于股骨頭血管內皮，進而造成股骨頭終末微血管損傷是ONFH重要的病理特征，為臨床血管化骨移植外科治療體系奠定了理論基礎。4.發(fā)現(xiàn)股骨頭終末微血管及其偶聯(lián)軟骨下骨板骨折是ONFH的重要病理機制，強調針對骨-血偶聯(lián)的修復是外科治療的關鍵，實驗研究中，由微血管保護角度入手，采用氧自由基清除、干細胞調控等手段，可有效阻斷了激素ONFH發(fā)生。證實氧自由基抑制類藥物及抗凝血藥物可顯著改善ONFH，為極早期激素型ONFH的治療及預防提供新的思路。第二完成單位：中日友好醫(yī)院主要創(chuàng)新推廣貢獻：中日友好醫(yī)院是項目主要參與單位，主持創(chuàng)新點1、2、參與創(chuàng)新點4的研究及成果應用推廣工作。1.針對539例應用激素的患者進行了長達14年的前瞻性研究，系統(tǒng)闡明了激素性ONFH的高危因素。首次提出激素性ONFH早期篩查指導方案：=1\*GB3①激素應用3周即行磁共振T2抑脂像篩查；=2\*GB3②6個月內行MRI檢查，90%的ONFH可以確診；=3\*GB3③6月時陰性者，12月再行MRI檢查，99%的ONFH可以確診。=4\*GB3④12月以上MRI診斷陰性者,可不再密切隨訪。2.將生物力學概念-“柱”引入ONFH分型，依據(jù)壞死灶累及股骨頭力學部位不同，建立ONFH的中國分型。強調了ONFH對于股骨頭力學結構，尤其是外側柱破壞對于疾病進展以及預后的重要性。組織國內專家200余人討