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让肢体再生成为可能——美军再生医学最新进展
时间:2019-12-18 09:10:57  作者:Annie  来源:卫勤小组
战争的残酷不仅在于作战当时产生的人员伤亡,还有更多虽被挽救但饱受伤残之痛的幸存者将一直生活在战争的阴影里。如何让伤残人员恢复正常生活已成为军事医学需要解决的重要问题之一。再生医学让此成为可能。


  战争的残酷不仅在于作战当时产生的人员伤亡,还有更多虽被挽救但饱受伤残之痛的幸存者将一直生活在战争的阴影里。如何让伤残人员恢复正常生活已成为军事医学需要解决的重要问题之一。再生医学让此成为可能。 
  近日,再生医学网小编读到一篇文章,美国陆军技术网站(https://www.army-technology.com)发表分析性综述,整体介绍了美国陆军组织损伤和再生医学项目管理办公室(Tissue Injury and Regenerative Medicine Project Management Office,TIRM)正在开展的突破性研究——再生伤残的身体部位或组织。让我们一起来看看美军再生医学的前沿技术准备从哪些方面来弥补伤痛,提高伤病员的生存质量吧! 
  越南战争期间,只有75%在战斗中受伤的人能活着返回家园;而在最近伊拉克和阿富汗的冲突中,这个数字上升到了92%。现代防护装备(防弹衣+头盔)的配备和战场医学(Battlefield Medicine)的进步相互结合,使以往的战创伤在今天不再能够引起伤员的死亡。虽然伤员生存率达到了历史新高,但仍有相关数字显示,虽然挽救了生命,但伤员越来越多地发生伤残从而影响到正常生活。特别是简易爆炸装置(IED)的应用导致了四肢伤数量急剧上升。战场医学的巨大飞跃性发展已经挽救了更多伤员的生命,但遗憾的是,更多的伤员正带着影响生活的伤残躯体回到家园。在“伊拉克自由行动和持久自由行动”过程中,大约有1700例伤员需要截肢,其中有14%的肢体在最初的救治过程中认为可以保留,但又在后续治疗中被截去以保存生命。根据美国陆军医疗物资研发管理局(USAMMDA)有关统计,大约有一半的伤员将面临严重损害、长期并发症和恢复不良,而只有五分之一遭受严重肢体伤害的人能够返岗。  
  对于失去肢体的伤员,根据受伤的具体情况,目前可选择肢体修复措施包括:简单的假肢,高级机器人肢体,骨整合植入物,现代医学甚至可以实现整个手部的移植 。但显然这些手段都不能真正取代原来的组织,无法实现原有的功能。然而,再生医学最新的进展可以改善上述情况。美国陆军组织损伤和再生医学项目管理办公室正在努力使伤员安装假肢成为过去,试图通过现代生物学技术使受伤的伤员自己再生长出新的肢体和器官。这听起来像科幻小说的内容在自然界早已广为人知。比如,蝾螈特别擅长以这种方式修复自己,能够在失去原始组织或器官的短时间内重新生成缺失的部分,但遗憾的是在进化树末端的人类,早已失去这项机能。然而,最近的一项研究表明它可能并未完全消失。缅因州再生生物学和医学中心的科学家们发现,三种不相关的物种都具有一定的再生能力,两种鱼和蝾螈(一种水生蝾螈) - 共同拥有10种microRNAs。这些是调节基因表达的RNA片段,并且在上述三种物种中,它们似乎以完全相同的方式起作用,以促进切断的组织进行再生长。由于4亿年前,所有动物都拥有一个共同的祖先,研究人员认为再生的能力很可能是一个保留能力,而不是个别群体独立进化产生的能力。这是一个巨大理论飞跃,实际上是帮助伤员重新生长一个全新的手臂或腿部的骨骼,肌肉,血管或神经组织。USAMMDA的肢体修复产品经理David Saunders中校表示,虽然还在探索阶段,但是如果这些microRNA可以被编辑并在人类中有相同表现的话,它可能会开始打开未来的大门。不过,经过结合前沿技术的综合评估后,TIRM项目管理办公室确定了一些较为有希望的肢体修复研究领域。例如:损伤稳定技术(Injury Stablisation)。普通的骨骼破碎通常会自行修复,但是在爆炸中破碎的骨骼非常不同的,外科医生在尝试重新组装修复骨骼时非常困难,其中一些缺损可能消失无法寻回。这些复杂的创伤性损伤通常会缓慢愈合,并对功能修复和康复构成巨大挑战。损伤稳定技术的研发重点是开发能够稳定这些类型创伤的产品,这些产品由可以被吸收到患者体内的材料制成,在战伤愈合期间使用,用于治疗创伤后关节损伤,为未来治疗结束后肢体恢复功能创造条件。 
  爆炸伤也可能造成大量肌肉损失,而且肌肉不能很好地再生,通过外科手术修复损伤也十分有限。此外,周围组织的感染或创伤性损伤造成的大面积肌肉损失(volumetric muscle loss,VML)更难以治疗。目前的治疗方法倾向于保留剩余的肌肉功能,尽管使用从患者身体其他部位的肌瓣进行移植,有时可以帮助恢复缺失的组织,但并不总是完全成功。 
  近年来,再生医学的进步已经开始提出治疗VML的新方法,特别是基于使用细胞外基质支架(extracellular matrix scaffolds)和间充质干细胞(mesenchymal stem cells)。虽然目前实际应用有限,而且研究仍处于相对早期阶段,但鉴于国防部正在进行大量投资研究,未来VML治疗的前景较为乐观。 
  在神经损伤修复方面,虽然感觉和控制运动的身体周围神经能够再生,生长非常缓慢,并且经常在受伤后几个月就会丧失原有功能,近而导致肌肉退化并使功能恢复复杂化,受到严重神经损伤的伤员可能会有长期的后遗症。加速神经修复的神经生长因子等产品现在成为美国军方相关产品开发的关键目标,同时研发生物工程医用支架( bio-engineered scaffolding),以帮助保留并防止在愈合过程中神经和肌肉功能的进一步损失。

  良好的创伤愈合需要良好的血管形成,以提供健康的血液供应,目前动脉和静脉永久性修复的治疗标准涉及三种移植程序。最常用的是自体移植物,从患者身体的一部分(通常是腿部)移除血管,并移植以修补损伤。虽然这种方法成功率很高,但找到合适的供体血管对于具有广泛下肢损伤的伤员来说是十分困难的。在这种情况下,可以使用由特氟龙或涤纶制成的人工血管,但存在感染等其他的风险。而第三种方法是血管内移植(endovascular grafting),虽然对较小范围损伤有效,但需要专业设备和训练才能完成。然而,再生医学的进步促进了新的移植物的开发,这些移植物在接触患者自身组织之后即可模仿人体组织,抗感染并成为与原始组织非常相似的血管。据报道,生物工程血管处于美国食品和药物管理局临床试验的第三阶段,如果成功,可能在军事医学中具有重要用途。由于这份综述撰写的时间是2018年,小编又跟踪了下生物工程血管的最新进展情况,2019年5月28日,美军三军联合医科大学的外科教授已经获批使用生物工程血管(作为一种研究用新产品,investigational products)开展了第一例移植手术,但需要进一步观察以分析该产品的长期耐用性及相关功能评价情况。
  总之, 本文综述了美军战伤康复医学的一个分支——再生医学的研究进展,分析了几种未来可能应用的功能修复技术,包括结合基因编辑的mRNA调节技术、损伤稳定技术、医用支架、干细胞及生物工程血管,并跟踪了生物工程血管的最新研究进展。生物工程血管已经拿到investigational products的资格投入使用,应该也离不开国防部与FDA的紧密合作,从而给造成永久性组织及神经损伤的患者康复带来了新的希望。另外,值得注意的是,美军根据技术与理念的前沿性及近期可实现性,在进行综合评估后确定了当前优先发展的领域。当然,他们一定也没有放弃对前沿技术的探索,应该是按照一定的优先级进行的有序开发。 
  虽然我们身处和平年代,但战争从未从我们身边消失,做好与备战打仗相关的卫勤保障准备工作使我们应持续关注的重点。战现场急救固然重要,但后期康复与功能恢复性治疗措施与手段,对于伤病员救治,对于战斗力的整体提升,对于鼓舞士气仍是必不可少的,值得关注及长期跟踪研究。
  再生医学网持续关注。
  (备注:图片源自网络。)
关键字:肢体再生
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