翻开卢世璧院士的简历,一连串的首创性成果格外引人注目:在国内首先开展了人工关节的系列研究及临床应用;率先开展火器性周围神经伤的自体神经移植;首创形状记忆合金棒治疗脊柱侧弯;第一个研制成功国产关节连续被动活动器(CPM机);首先采用微波热疗治疗骨肿瘤;首先利用引导性组织再生概念进行长骨再生实验研究;在国内最先建立冷冻干燥骨库……。
这么多“第一”的背后,究竟有哪些鲜为人知的故事?怀着这样的疑问,本刊记者近日采访了我国著名骨科专家卢世璧院士。我们的谈话是从人工关节开始的。
人工关节置换,解除病患痛苦
人工关节置换术被誉为“二十世纪骨科三大进展”之一,已经成为治疗严重关节病、关节损伤的重要措施。目前我国的人工关节手术水平基本与世界同步,但上世纪70年代之前,国内骨科水平整体落后国外40年,对关节病还主要采取吃药、理疗等保守治疗。根据临床需要,从1972年开始,中国人民解放军301医院卢世璧在骨科主任陈景云教授领导下,率先开展了钛合金人工关节的研究。
谈到这段白手起家的经历,卢院士告诉我们,那时候国外在人工关节领域已经有多年的研究和临床积累,但对我们实行技术封锁。连能看到的国外学术期刊都很少,更别说模型样品了。所以只能参考有限的一点文献,甚至靠琢磨国外杂志上的广告获取资讯。
没有制作人工关节所需的钛合金材料,就和有色金属研究院合作,花了很大功夫把材料做了出来,并相应进行了大量临床研究。可要安在人身上,跟人骨结合在一起,需要用骨水泥。当时我们国家还没有骨水泥。国外有,但也对我们封锁,最多只能通过香港进口一些样品看看。和天津合成材料研究所一起开发骨水泥用了四年时间。有了关节,有了骨水泥,国内的人工关节工作就开展起来了,填补了我国医学的一项空白。
但钛合金关节在临床应用中仍有一些问题,主要是耐磨性差。于是开始考虑采用性能更好的钴铬钼合金,可铬合金属军事材料,西方国家限制出口。我国的铬主要来自南非,进口由冶金部控制。经过多方努力,时任冶金部部长的唐克特批,课题组总算找到了一批铬,研制出钴铬钼人工关节。
另一方面,临床使用中发现骨水泥也有缺点,用一段时间后会与人体发生反应,产生热量。于是,卢世璧和他的团队又开始研究无骨水泥型人工关节。经反复试验,首创了具有中国特色的钴铬钼合金珍珠面无骨水泥人工髋关节和独特固定方式人工髋臼。实验表明无骨水泥珍珠面的结合强度比骨水泥固定提高2~3倍,能有效防止术后人工关节的松动。
国内人工关节置换术从无到有,在卢世璧院士等人的长期努力下,一代代人工关节产品应运而生。为了让我们对人工关节有一个直观的了解,卢院士兴致勃勃地带我们参观了模型。墙上的年表记录着我国人工关节领域的一次次突破:1972年开始研制人工关节;1973年研究钛制人工关节、硅胶人工关节;1978年研制出骨粘固剂;1982年临床应用钴铬钼人工全髋关节;1984年研制无骨水泥型珍珠面人工关节……。他们的工作推动了国内人工关节领域的发展,逐步缩小了与国外的差距,多次获国家、军队及相关部门的奖励。对此,卢院士谦虚地说:“我们就是给病人做了点东西”。
人工软骨研究,治疗关口前移
人工关节置换手术固然有效,但毕竟是关节损伤到一定程度无法修复时不得已而为之的办法。人体大部分的关节损伤不是到了六、七十岁才突然发生的,其实很早就开始了,是一个长期的过程。能不能在这个过程中就介入治疗呢?
这正是卢院士目前的主要研究课题之一:组织工程学。组织工程学是一种再生医学,采用生物学和工程学的原理,重建组织,用以修复因疾病或创伤引起的组织丧失或组织功能丧失。目前在世界范围内广泛研究的工程化组织包括皮肤、软骨、骨、血管、心脏、乳腺、肝脏等。
在骨科领域,软骨磨损或创伤缺损是引发关节部位疼痛及行动障碍的主要因素。若采用组织工程学的方法,取人体软骨细胞作为种子细胞,种植在生物降解支架上,加以可溶性生长调节因子,在体外培养,再植入体内,诱生新的健康组织,即可达到修复受损软骨组织的目的。整个培养过程只要几个星期。目前国内该项技术水平居世界前列。卢世璧院士课题小组已经成功地实施了动物实验,一旦生物医学应用方面的法规成熟,即可逐步投入临床,将会是骨科患者的一大福音。
卢老对生物材料的未来充满信心,他说,生物材料是21世纪的新兴科学,有很大发展前途。目前美国生命科学已经超过电子,成为第一大产业。随着科学的发展,以后人类可以换上生物材料制成的人工肝脏、肾脏,甚至心脏。现在做的组织工程领域研究要是跟无神论相联系,那就是原来说是上帝造了人,现在是人要自己造自己,而且能造自己的组织了。
坚持科技创新,开拓自主之路
回顾卢世璧院士这些年的临床科研之路,始终都没有偏离创新这个主题。谈到胡锦涛总书记提出要自主创新,卢老感触良多。他说,汽车、电子产品,咱们现在都能做,但中间有多少是有自主知识产权的?核心技术掌握在人家手里,利润多被人家拿走了。国家要发展,医学也好,其他领域也好,必须有自己的东西,人家有的我们要有,人家没有的我们也要造。军事方面更是如此,上面提到的铬,当时不让进口,就是怕我们用于军事。没有自己的东西是不行的,想有自己的东西就必须自主创新。
当然自主创新并不是件容易的事。那么卢老是如何在几十年的时间里做出这么多开创性工作的?我们也尝试着从他的经历中寻找一些答案。
首先,需要认真学习,掌握正确的方法,还要知道问题的关键所在。卢老早年毕业于清华大学生物系医学预科和协和医学院,深厚的专业知识储备,缜密的思维方式培养,严格的专业训练,以及对工程科学的了解,都成为他后来研究的基础。方法上,卢老尤其强调临床实践和科研的结合。医学是一门经验科学,必须在实践中学习,在实践中不断总结经验,找出最需要解决的问题,再进行研究。临床和科研相结合,才可能有创新,才有科学性。
创新建立在长期积累的基础上,需要扎实的工作作风。卢院士治学严谨,人工关节项目从起步到成熟,前后经历了近二十年的时间,培养了七、八届研究生,其中单骨水泥的研制一项就做了四年。卢老说,做钛合金关节的时候,相容性、磨损性实验,材料结合的实验都要一点点做,一点点验证。做得非常认真,一步一个脚印。人工关节是花了十几年做出来,组织工程研究也准备花十几年。
科技创新,还要善于吸收国际新技术成果,着眼学科前沿,注重学科交叉。卢老说:“做研究,眼界一定要宽”。现在要想在医学领域有所发展,光是简单地做手术是不行的,必须创新。人工关节就是一个医工结合的项目。卢老带我们参观了骨科研究所,里面既有生物实验室、影像室、力学实验室,又有生产组织产品的GMP实验室;不但有医学人才,还有工程技术人才。他所带领的课题组除开展人工关节和组织工程学研究外,还进行神经、骨肿瘤等方面的研究和临床实践。
采访过程中,卢院士淡薄名利的平和心态和病人至上的医德给我们留下了深刻的印象。他们长期艰苦工作开发的人工关节技术并没有申请过专利,都无偿提供给了各地的医院和工厂。对于这点,他只是淡淡地说,这是时代的要求。交谈中,出生于医学世家的卢世璧院士并没有说到医德医风这些宏观的话题。在介绍人工关节、人工软骨的过程中,他只是自然而然地流露出“给病人做一点事情”,“给病人解决问题”的朴素情感。卢院士几十年不断自主创新的动力,也正来源于此。