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张玉琪
张玉琪 主任医师
清华大学玉泉医院 神经外科

当儿童颅骨缺损遇上仿生人工骨

  意外坠楼,9岁儿童颅骨缺损

  每一位家长都希望自己的孩子健康快乐地成长,但常言道“天有不测风云,人有旦夕祸福”,生活中的意外总是难以避免。童童(化名)就是这样一名遭遇不幸的孩子。一年半前,9岁的她不慎从五楼摔下,颅骨粉碎性骨折、脑出血、脑震荡,医生不得不为她去除了两侧顶叶的骨瓣进行减压并清除血肿。应该说,她能够活下来就已经是一个奇迹。清华大学玉泉医院神经外科张玉琪

  但是,去除骨瓣后遗留下来的两个巨大缺损(左侧10x12cm、右侧7x8cm)却让医生陷入了两难——补,传统的修补材料不能适应儿童的颅骨生长,金属钛网这样的修补材料还会吸收外部热量,往往会造成颅骨畸形及脑组织发育受限。不补,失去了颅骨的保护,柔弱的脑组织很容易再次受到损伤,长时间的颅骨缺损,还会导致孩子的认知功能受损,出现肢体功能差、斜视、面瘫、头晕、共济失调等症状,医学上称之为“减压窗综合征”。

  由于难以修补颅骨的缺损,手术加上康复,家人整整花了70多万,童童的认知功能还是每况愈下,缺损部位的脑组织萎缩日趋严重。

  寻找与颅骨共生的新型材料

  清华大学第二附属医院副院长张玉琪教授,是小儿神经外科领域的顶尖专家,每年都会面对很多这类病例。他不禁思索——既然传统的修补材料行不通,那么有没有更加接近于自体骨的成分与性质,能够跟随儿童颅骨一起生长的新型材料呢?

  为此,张玉琪教授找到了清华大学材料学院的崔福斋教授。崔福斋教授的团队目前已成功研发了与天然骨成分及结构相同的仿生人工骨(骼金)。这种人工骨材料由I型胶原和纳米羟基磷灰石有序排列组合而成,具有与自体骨相同的成分和多级结构,可以被完全降解吸收。它还具有具有优异的骨传导性,当植入人体后可以产生类似骨组织的重塑过程。这一成果获得了4项中国发明专利和1项美国发明专利,2008年获得国家技术发明二等奖,2011年获国家自然科学二等奖。国际著名期刊《Nature Materials》也对该产品给予了高度的评价。2011年,产品获得SFDA的注册许可。

  既可以早期修复颅骨缺损,又不会限制儿童颅脑生长发育的理想材料,找到了!

左图:人工骨结构 右图:天然骨结构

  仔细植入,完美修复

  有了如此称心的修补材料,张玉琪教授着手进行了临床的验证性使用。一年多的时间,张玉琪教授和崔福斋教授通过大量研究,修改仿生骨的配方,以期更接近扁平颅骨的外形和硬度,获得了满意结果。

  针对童童的病情,张玉琪教授先利用CT扫描获得了全面的颅骨缺损数据,用软件转化生成了缺损模型,然后利用3D打印技术为童童量身定制了适合她的修复体。手术中根据实际缺损情况略作修饰,仔细植入并固定。术后,童童的认知功能迅速得到了改善,效果立竿见影。术后半年复查,修补部位的骨密度已经与自体颅骨完全一致了,说明自体骨已经成功地取代了人工骨,实现了完美的修复。

术前与术后

  当儿童颅骨缺损遇上仿生人工骨,两难困境终于得到了完美的解决方案!

【本文来自清华医学中心微信公众号】

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