疝修补迈向生物活性材料时代

　　百多年前，国外科学家Billroth就曾预言：如果能制造出一种如同筋膜或肌腱样的人工材料，完全治愈疝的方法将被发现。这位科学家的预言随着材料学的发展得到了印证。

　　近年来，随着生物材料学的迅猛发展，各种疝修补材料已广泛应用于临床中，也使得疝治疗发生了根本的变化。中华医学会外科学分会疝和腹壁外科学组名誉组长马颂章教授指出，疝是不会自行愈合的，因此建议患者在疝气变为急症前进行疝修补术。

　　根据材料学的化学成分和生物学特性，疝修补材料目前主要有不吸收材料、可吸收材料和复合型材料三大类。作为疝外科医生，不仅需要有高超的手术技术，还必须掌握各种修补材料知识，以便为患者选择适当的手术修补材料。

　　据了解，最早应用人工材料可追溯到1919年LaRoque医生用金属网所进行的腹股沟疝修补术。尽管金属网组织相容性较好，有较强的抗感染能力，但由于其不耐折，且顺应性差，未能商品化就被淘汰。在上世纪中期，由于新型人工合成材料的出现和快速发展，1958年美国医生Usher首次使用了人工合成的网片（商品名为Marlex，其化学成分是聚乙烯）进行疝的成形术并获得成功。

　　而真正的人工合成材料在疝外科的广泛应用，是在1986年美国疝外科专家Lichtenstein提出无张力疝成形术（Tension-free Hernioplasty）的概念之后。其方法是用一人工网状补片（Marlex）缝合于腹股沟管后壁而替代传统的张力缝合。1989年美国的Gilbert和Rutkow医生在Lichtenstein基础上进行了改进，他们分别设计出适用于腹股沟疝的人工假体。1993年后美国强生公司和Bard公司，先后分别将Gilbert和Rutkow设计的人工假体商品化，即目前临床上使用的PHS（普理灵疝装置）和Perfix Plug&Patch（预成形网塞和补片），这些举措大大推动了无张力疝修补的开展和普及。至2000年，美国的腹股沟疝大约有85%以上的病人是采用人工假体的无张力修补技术。

　　“人工合成修补材料的应用使术后复发率明显降低，提高了手术治疗效果和患者的生活质量。”北京大学工学院陈艳梅教授指出，临床上常用的补片应该具有与筋膜和肌腱相近或一致的密度和坚韧度，有较强的张力强度、抗感染能力，在组织液中不发生物理性质紊乱，不引起变态反应和过敏，能够制成所需的开关，可被消毒灭菌，以及与宿主细胞的亲和力，同时还要有柔软性的敷贴性。

　　据悉，中国较大规模地使用补片也已经有十多年，且补片的需求量也在逐渐增加。目前临床上应用的补片主要是聚丙烯补片和膨化聚四氟乙烯补片等人工合成材料，贝朗、强生、赫美等外资为主要供应企业，国内有北京天助畅运医疗技术公司等8家企业也可供应上述品种。据统计，目前每片市场价格为1000~3500元不等，2010年销量约为4亿多元。有专家预测，随着对疝修补材料的需求增长，2015年补片市场将达到12亿~15亿元。

　　进口依存度仍需自主研发破冰

　　然而，截至目前，国内临床上大量使用的补片主要依靠进口，这在无形中便提高了医疗费用。

　　同时，目前所用的人工合成材料仍会不同程度地引起一些并发症。北京大学前沿交叉学科研究院生物医用材料与组织工程研究中心教授奚廷斐指出，这些高分子补片置入腹内后仅仅起到阻拦作用，不能与机体组织有机结合，同时，作为异物，置入后会引起局部组织炎症以及感染。

　　据了解，理想的植入人体的生物材料通过有8个要求：不引起物理变化；无化学活性；不存在炎症和异物反应；无致癌性；不产生过敏；能耐受机械扭曲；可被随意裁剪；可进行消毒。因此，进一步研发能够实现内源性组织再生的生物活性材料，提高国内的医疗水平，发送治疗效果，降低国内的医疗费用，成为疝修补材料领域的一个重要方向。

　　目前，中国生物材料消费已经位列世界生物材料消费市场第3位。自中国开始生物材料研究，迄今已有近40年的研究和发展沉淀，特别是在国家“九五”、“十五”、“十一五”各类科技计划和产业发展规划的支持下，现已形成一批具有自主知识产权的创新产品，并在组织诱导材料、纳米生物材料、钙磷（硅）生物材料、生物矿化与自组装、生物活性涂层、药物控释材料与系统等研究领域形成了自己的特色。目前，实际形成了华中（武汉）、西部（成都、西安）、华北（北京、天津）、华东（上海）及华南等五大研发和产业基地，所形成的产品主要包括各类骨替代及修复材料、心血管系统及支架材料、人工关节、外科可吸收内（外）固定材料、各类医用敷料等等。

　　但国内大约70%的生物材料市场仍然被国外产品占据，在更高端的生物材料产品领域国外产品甚至占据95%以上的市场份额。有业界专家认为，改变这种状况将在很大程度上取决于我国生物材料在核心关键技术领域的突破，除已经注意到的产品创新外，应特别关注在生物材料制造技术领域的突破。

　　据悉，学术界目前已将目光聚焦在了生物组织再生材料之上。而生物组织再生材料可以向周围组织发出生物信号，患者只需发挥自身的修复机制便可集中作用于伤口部位愈合，并重塑成为完全血管化的组织。经过塑形重建后的新生组织不仅具有与健康组织同样的生理功能和强韧性，还能有效对抗感染并降低疝复发的可能性。

　　“未来的疝修补材料的发展方向是防粘连、抗微生物的生物活性补片，材料性能和结构更符合生理需求，质量更轻，并发症更少，可以用于腹腔内的移植，用于补污染或有被污染风险的伤口，用于优化疤痕形成过程。”奚廷斐认为，从疝外科修补材料的发展来看，现代疝外科修补材料已经向更轻、更薄和可吸收材料方向发展。新型补片应具有仿生细胞外基质的三维框架结构，能够通过内源性组织再生对缺损组织进行修复。

　　与高分子补片组织过程相比，这种内源性组织再生过程更接近于生命组织的自然修复过程，修复后的组织没有过量的瘢痕组织，没有聚合物异物存留在体内而发生的长期慢性炎症过程。据悉，目前已经得到美国FDA批准并适用于临床的生物活性材料包括人体真皮、猪的小肠粘膜下层、猪的真皮、胚胎牛的真皮等。但是这种取自同种或异种组织的生物材料的临床应用费用较高，未来如何降低成本扩大医疗普及率也是需要进一步研究的重点之一。

　　事实上，随着中国经济的持续增长，国际上一些顶级研究机构和越来越多的世界500强企业开始关注中国生物材料这片热土。中国近邻日本和韩国的生物材料研究和产业发展近年来也呈现出强劲增长的态势。有人预言，未来10年，生物材料将开始步入亚洲世纪。