中华医学会 成果评选与推广 医工结合 革新消化道重建方式的磁吻合技术——记中华医学科技奖医学科学技术奖一等奖“用稀土钕铁硼强磁生物效应创新消化外科修复重建技术的系列研究”
发表日期:2019-06-11 18:32作者:admin
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中华医学会 成果评选与推广 医工结合 革新消化道重建方式的磁吻合技术——记中华医学科技奖医学科学技术奖一等奖“用稀土钕铁硼强磁生物效应创新消化外科修复重建技术的系列研究”

“用稀土钕铁硼强磁生物效应创新消化外科修复重建技术的系列研究”项目荣获了2018年中华医学科技奖医学科学技术奖一等奖。

该项目由西安交通大学第一附属医院的吕毅教授带领团队,聚焦于现有常规方法难以有效解决的腹部外科棘手病例,利用稀土金属钕铁硼强磁生物效应,突破现有外科重建思维的束缚,建立了“磁压榨吻合”新型消化道吻合重建思路,医工结合,形成了系列国际首创的消化道重建磁吻合技术,极大简化了手术操作,降低了手术难度,明显缩短了手术时间,显著提高了手术的安全性和患者的治疗效果。

项目团队合影兼具高效和高质的磁吻合技术炎症、损伤、肿瘤、狭窄、梗阻、结石及先天畸形是消化道疾病最常见的临床病理表现。 其发生进展可互为因果相互促进,有着复杂的分子生物学调控机制。 手工缝合作为最基本的吻合重建方式,应用百年,具有普适性,但其固有吻合模式带来的缝线异物反应、狭窄等弊端也显而易见。

机械吻合以高效为最大特点,成了第二代吻合重建方式的代表,但其应用有限,仅限于胃肠道。 面对更高吻合重建要求的胆肠、胰肠、血管吻合等缺乏更有效的技术支撑和可用的吻合器械。

而磁力吻合是利用“非接触性磁场力”对磁体间组织进行压榨,使其发生“缺血-坏死-脱落”,而压榨旁组织则发生“粘连-修复-愈合”,可完成复杂重建任务,因其兼具高效和高质双重优点而成为潜在“智慧吻合”方式备受青睐,成为医工结合前沿尖端科技创新领域重点关注的热点和焦点。

创新点1.国内首创微创化磁压榨管腔重建技术针对严重的胆道、食管狭窄乃至闭塞等临床棘手难题,团队首创内镜下磁压榨管腔狭窄疏通的全新微创治疗模式,发明了“磁压榨胆道/食管狭窄或闭塞再通重建技术”和器械。

分别在狭窄管腔两端放置子母磁体,依靠“非接触性”磁场力相吸压榨狭窄/闭塞段,使其缓慢缺血坏死脱落,最终实现管腔再通,较传统方法治疗费用减少30%~56%、住院时间减少7~24d。 2.国际首创磁压榨直肠阴道瘘闭合修补技术复杂性直肠阴道瘘患者往往需要经历转流性造口术、直肠阴道瘘修补术、造口还纳术三步手术。 针对复杂的消化道瘘,团队首创磁压榨直肠阴道瘘闭合修补技术,利用该技术可实现一期、无缝线瘘口闭合修补,缩短治疗周期,开创了直肠阴道瘘治疗新术式。

3.国际首创磁压榨胆肠、胰肠无缝线吻合技术胆肠、胰肠吻合是胆总管损伤、远端胆管癌、胰头癌切除后消化道重建的重要方式。

团队创新磁力吻合新模式,在国际上首创磁压榨胆肠、胰肠无缝线吻合技术并研发配套的医疗器械,实现了吻合口组织无异物留存,从根本上解决了传统针线缝合带来的弊端,可将吻合时间缩短20%以上,大大降低了腹腔镜下胆肠、胰肠吻合操作难度。 4.国际首创磁吻合大血管快速重建技术血流阻断导致靶器官缺血/淤血损害,阻断时间长短与器官损害程度密切相关,直接影响到围术期并发症发生率。 传统一针一线血管吻合的吻合速度提升空间有限,而借助磁吻合可简化操作,实现大血管的机械化快速重建,可将单一血管血流阻断时间由7~10min缩短至2~3min,有效减少器官缺血损害。

5.分子磁性材料研究处于世界领先水平项目组对新型纳米级磁性材料分子磁体的结构、磁学特性进行深入研究,在磁制冷剂、药物定向引导信息存储等方面做了有益的探索,为构建个性化、智能化的磁性基材奠定了基础。 6.构建磁性水凝胶培养系统、4D打印人工血管项目组利用纳米磁的磁场特点,成功构建出磁性水凝胶培养系统,进一步利用含细胞的磁性水凝胶作为基材,借助先进4D打印技术,成功实现了细胞排列和分化的人工可控操作,在此基础上初步构建并培养了人工血管,为外科修复重建提供基材,推动修复重建外科的跨越发展。 7.国际首次确立钕铁硼体内植入无害化表面改性方案项目组对于消化道吻合采用氮化钛镀层方案,对血管吻合等体内永久留置的钕铁硼磁体采用钛壳包裹密封的方案,根据钕铁硼磁学参数和应用需求提出了磁路优化设计方案,研制了多种磁性吻合器械。

8.发现静磁场的生物学效应研究新规律、新现象研究发现静磁场可有效抑制成纤维细胞的增殖及黏附能力,从细胞学层面解释了磁压榨吻合技术降低吻合口狭窄的细胞学机理。 进一步研究发现,静磁场可多路径抑制肿瘤细胞生长,为磁外科技术用于恶性肿瘤术后吻合重建的磁物理安全性提供了理论依据。 引领磁外科国际水平推动相关产业发展研究团队以消化外科修复重建的临床难题为导向,以医工结合为思想,以磁压榨吻合为原理,研发了系列具有国际先进水平的磁外科技术,革新了消化外科中修复重建的方式,以磁压榨吻合技术替代了复杂的缝线吻合技术,以磁压榨疏通技术治疗胆道梗阻避免了再次开腹手术带来的风险,具有操作简便、微创等优点,符合外科技术微创化发展理念,对促进外科技术微创化发展具有重要意义,为磁外科技术的后续研究提供了重要基础和借鉴。

项目获得了国家自然科学基金重点项目等重大基金的支持,研发了核心发明专利10项,组织撰写了第一本磁外科专著MagneticSurgery,奠定了我国磁外科的国际领先地位,为提高我国在磁外科技术领域的研究地位、推动我国外科学发展作出巨大贡献。 同时,系列磁外科技术的成熟与推广,有利于带动相关医疗产业发展,产生巨大的社会效益和经济效益,并且使更多的患者获益,对促进国民健康事业的发展具有重要意义。

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