骨修复材料打破国际垄断

2022年度上海市技术发明奖特等奖

“载生长因子（rhBMP-2）高活性骨修复体的创制及临床应用”项目

在最新公布的上海市科技奖励项目名单中，以华东理工大学为第一完成单位，由华理与复旦大学附属中山医院、四川大学附属华西医院、上海瑞邦生物材料有限公司等单位共同完成的“载生长因子（rhBMP-2）高活性骨修复体的创制及临床应用”项目获2022年度上海市技术发明奖特等奖。该项目由刘昌胜院士领衔。

骨是人体重要的组织。近年来，因人口老龄化等原因导致的骨损伤患者数量巨大，而且严重影响身体健康和生活质量。由于缺乏有效的骨修复产品，大量患者治疗效果不理想，致残率高，临床治疗面临着严峻的挑战。

在骨修复这个复杂的过程中，骨生长因子对于骨愈合起了主要作用。通过“材料＋活性因子”的策略构建活性骨修复材料，目前最有可能在临床取得突破。骨形态发生蛋白2（BMP-2）已被证明对骨形成作用最强的生长因子。但其来源却比较困难，要从动物骨组织中直接提取，不仅含量低、纯度低、提取工艺复杂，而且存在动物病原体感染的风险。而使用国外的基因工程重组技术，也因为成本高、产量低而存在着大规模生产方面的困难。此外，体内环境复杂，生长因子也容易失活。于是，为起到有效的治疗作用，不得不加大使用量，这样不仅增加了治疗成本，也增加了潜在的风险。

瞄准骨修复的临床难题，该项目组潜心于高活性骨修复材料的研制，历经20余年的多学科联合攻关，创新了多项关键技术，获得了优异的临床效果。

据刘昌胜院士介绍，该项研究打破了国外在高端骨修复材料上的技术垄断，针对国外技术路线产量低、成本高等问题，创新生物制造方法，设计了原核表达系统，发明了高活性重组人骨形态发生蛋白2（rhBMP-2）的规模化生物制造新方法，制备出高纯度、高活性的rhBMP-2，并实现量产，大幅降低了生产成本，骨诱导活性达到国外产品最高水平，并实现量产，填补了规模化生物制造骨生长因子的技术空白。

为更好地发挥活性因子的效果，该项目研究模拟人体骨组织的结构与功能，在国际上首创高活性rhBMP-2/类骨磷灰石多级结构骨修复体及其制备技术。该项技术生物相容性好，关键指标达到国际领先水平，获批国内第一张此类产品注册证，产品价格仅为国外产品的五分之一左右，显著提升了我国骨修复产品的国际竞争力。该项目组研发的相关产品目前已在全国800余家医院累计使用超过30万例。

以此为基础，项目组发展了基于该高活性骨修复体的多种临床治疗新方法，能解决多类型骨修复难题，临床治疗有效率大于90%，主要包括：可使难愈合骨损伤变为可愈合，缩短愈合周期，减少骨不连发生；发展斜外侧腰椎椎间融合新技术，推动椎体微创新技术发展；利用材料的特定功能，实现早中期股骨头坏死保髋的变革性治疗，为该骨科顽症提供治疗新策略；国际率先将含BMP-2材料拓展应用于口腔颌面领域，提升了临床治疗水平等。本报记者 张炯强