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加速病人康复 减低病毒感染
南大研制新人造椎间盘材料

 
人造椎间盘
 郑康宁:南大研制的人造椎间盘
 材料能弥补传统医疗方式的不足。
  (新加坡讯)南洋理工大学目前正在研制新的人造椎间盘材料,它能更有效地取代传统的金属人造椎间盘。

  椎间盘是脊椎骨之间的软骨,一旦磨损或扭伤后,病人就会出现背痛或腰痛的迹象。一直以来医学界都以脊柱融合手术(spinal fusions)或金属人造椎间盘来取代坏死的椎间盘,不过这种方法仍有许多待改进之处。

  南大应用科学院讲师郑康宁副教授受访时透露,南大目前正在研制的人造椎间盘材料能弥补这些传统医疗方式的不足之处。

  脊柱融合手术就是利用骨骼移植的方法来取代椎间盘突出症患者受损的纤维软骨。矫形医生从病人身体抽取健康的骨骼,移植到已损伤的椎间盘处,以钢架牢牢固定施手术的部分脊柱,让上下两块的脊椎骨与移植的骨骼生长在一起。

领先其他国家

  这种医疗方式不只耗时耗力,病人完成手术后会感到非常疼痛,被病毒特别是HIV病毒和肝炎病毒感染的机会也比较高,病人也必须将养一段时间才可以完全康复。南大目前正在研制的人造椎间盘则免除这些风险,也缩短病人康复的时间。

  郑康宁表示,我国目前研制的这种人造椎间盘不论在技术或是概念上,都领先其他国家。目前医学界流行的人造椎间盘一般上由金属钛(Titanium)和聚合物制成,有一定的使用寿命,往往在植入人体若干年后就必须拿出来植入新的人造椎间盘。

  法国医务人员和国家原子能委员会最近曾公布成功研制一种由聚合物和钛制成的人造椎间盘。这种人造椎间盘的中心部分是由聚合物制成,外围则是金属钛,使用寿命能够达到20年。

  由于人造椎间盘在全球市场将占非常重要的一席,郑康宁决定展开这项研究计划。

  尽管没有明确数字显示我国有许多病人等待椎间盘移植,但是互联网上一家生产人造骨骼的公司的资料显示,美国医学界单单在1998年就进行了30 多万宗的脊柱融合手术。

  郑康宁说:“由于我国目前正积极发展生命科学,因此发展这门研究是非常必要的。这么高的市场价值摆在眼前,我们也应该放眼全球市场。”

美一药品公司感兴趣

  美国一家医药产品公司壮生与壮生(Johnson & Johnson)已表示对这项研究非常有兴趣。这个人造椎间盘一旦研制成功,庄申与庄申将会大量生产,并推出到全球市场。

  郑康宁正研制的人造椎间盘复合材料由氢氧磷灰石(Hydroxyapatite)、多孔玻璃珠(Bioglass)和一种称为PEEK的聚合物制成。

  氢氧磷灰石是人体骨骼、牙齿的主要成分,老人家常用的假牙就含有氢氧磷灰石。

  多孔玻璃珠其实就是玻璃的一种,只不过这种玻璃的成分和一般常见的玻璃不同。多孔玻璃珠非常稳定,不会毒害人体,而且可以被人体吸收,因此适用于人体组织的取代物。

  PEEK是一种结构相当复杂的聚合物,这种聚合物性质坚韧,弹性好,可以承受挤压,却又不容易折断。

  当PEEK、氢氧磷灰石和多孔玻璃珠以一定的比例混合调制成复合材料时,复合材料便同时具有这3种材料各自不同的特性。

  聚合物PEEK弹性好且坚韧耐用,放置在脊椎骨节间,可以承受整条脊柱前后仰、左转右扭时脊椎骨之节间的摩擦。复合材料中的氢氧磷灰石则可以和脊椎骨生长在一起,让人造椎间盘可以和上下的脊椎骨生长在一起。

  多孔玻璃珠所扮演角的色则是进一步促进脊椎骨和复合材料生长在一起。复合材料中的多孔玻璃珠可以被人体吸收,久而久之,多孔玻璃珠被骨骼组织取代,使骨骼和人造椎间盘可以密切生长在一起。

  这种复合物材料除了可以制造成人造椎间盘,也可以用来替代损坏的软骨组织。

多个机构参与研究

  南大目前与多个机构联合进行这个计划。参与这个计划的机构包括新加坡中央医院的生物医药工程研究中心和新加坡理工学院。中央医院负责进行临床实验,新加坡理工学院和南大的学生则负责研制人造椎间盘。

  早在1998年年尾,中央医院就已曾经把人造椎间盘植入猪只体内以观察人造椎间盘在猪只体内的生长情况。不过这项临床实验后来因立百病毒在马国肆虐而被迫放弃。

  郑康宁副教授表示,这类研究计划是耗时且非常考验耐心的,虽然这项计划目前已开始进行动物临床实验,但是他估计距离人体临床实验的阶段还有四五年的时间。

什么是椎间盘?为什么会损坏?

  椎间盘是两个相邻脊椎骨之间的纤维软骨,由外围的环状纤维软骨和中央的灰白色富有弹性的髓核组成。

  它紧连接上下两块脊椎骨,可增加脊柱的运动幅度,同时也起着弹性缓冲作用以减轻外来的震动,预防来自跑步和其他运动对大脑与脊髓的冲击。

  椎间盘如果长期承受过重的压力,纤维环因承受不了压力就会出现裂缝,使髓核由裂口突出,压迫脊柱旁的脊髓神经根,产生下肢疼痛、麻木以及脊柱运动受到限制等椎间盘突出的症状。

  除了老人家的椎间盘会因为岁月的痕迹而磨损之外,现代常见于中、青年人的坐骨神经痛就可能是腰部的椎间盘突出压迫脊髓神经根所致。

  由于人们白天工作时大多直立身体或坐姿不正确,而身体的重量足以将椎间盘压扁并出现裂缝。随着一天中工作的时间渐久,腰部椎间盘就越突出,腰痛就会加剧。晚上休息后椎间盘又稍稍复位,腰痛就获得舒解。

  中央医院年前的一项调查显示,有超过80%的国人一生中至少有过一次下腰背痛或颈项疼痛的经验。许多人在坐着、站着,还是弯腰驼背时,其实都已在有意无意间叫人们的背部承受过重的压力。