醫(yī)用生物用材需嚴(yán)格把關(guān)
實(shí)驗(yàn)室設(shè)在“智造局”創(chuàng)意園,孫皎有時像個“公司人”;但更多時候她與醫(yī)生、患者打交道,病人問她牙體缺損用什么材料修復(fù)合適,醫(yī)生們則會跑來問她又遇到了什么新材料可用于臨床。
公開資料顯示,目前中國每年有20萬患者置換髖關(guān)節(jié)與膝關(guān)節(jié),心臟支架用量在2010年已經(jīng)超過30萬個,每年用于口腔、胸腔、腹腔疾病治療的醫(yī)用生物材料更是難以計(jì)數(shù)……醫(yī)院里有一群醫(yī)生因此轉(zhuǎn)到幕后,在實(shí)驗(yàn)室里為這些材料的安全性把關(guān),孫皎團(tuán)隊(duì)是其中的佼佼者。
“早班車”
孫皎實(shí)驗(yàn)室檢測和研究的對象五花八門,小到手術(shù)縫線、口腔止血海綿、創(chuàng)可貼、隱形眼鏡,大到人工心臟起搏器、血液透析機(jī),等等。
“血透機(jī)不直接與人接觸?血透病人全身的血液都要通過管道流進(jìn)血透機(jī),靠這個家伙清洗掉壞東西后再回流體內(nèi)——如果血透機(jī)上的材料對人體健康有害,后果不難想象。”孫皎團(tuán)隊(duì)的一項(xiàng)重要工作,是對與患者直接或間接接觸的東西做生物安全性檢測:可降解植入材料的降解路徑與潛在風(fēng)險、創(chuàng)口貼的細(xì)胞毒性、補(bǔ)牙材料會不會刺激口腔黏膜……
孫皎是中華口腔醫(yī)學(xué)會第二屆口腔材料專業(yè)委員會主任委員、中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會生物材料分會副主任委員,如今許多人稱她是醫(yī)用生物材料專家;但最初,她就想做牙醫(yī)。
1977年,她考入上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院(當(dāng)時為上海第二醫(yī)學(xué)院)口腔醫(yī)學(xué)專業(yè)。5年學(xué)醫(yī)期間,孫皎有很多時間在臨床實(shí)習(xí),改變職業(yè)選擇正緣于那一段經(jīng)歷。“當(dāng)時口腔醫(yī)生能用的材料很有限,一些補(bǔ)牙材料使用壽命很短,有的弄不好就會崩裂;材料還會釋放出一些物質(zhì),安全性存疑。”她越看越著急:“醫(yī)生的技術(shù)可以練到十分精湛,但沒有材料,牙科學(xué)又能怎么發(fā)展!”
1982年本科畢業(yè),孫皎沒有如原先所想去做牙醫(yī),而選擇攻讀口腔材料專業(yè)研究生,師從薛淼教授。
最早應(yīng)用于人體的生物材料就用在口腔里,于是孫皎搭上了醫(yī)用生物材料發(fā)展的“早班車”;此后30年里,人工心臟、義眼、人工耳、人工關(guān)節(jié)、人造血管相繼面世,她親歷著一個個醫(yī)學(xué)奇跡。
“蟲洞”
這些年,孫皎辦公室門口掛的牌子越來越多:上海生物材料研究測試中心、上海交大口腔醫(yī)學(xué)院口腔材料教研室、上海市生物醫(yī)用材料測試專業(yè)技術(shù)服務(wù)平臺。
其中的上海生物材料研究測試中心是個第三方機(jī)構(gòu),2006年后,它出具的檢測報告不僅得到了中國食品藥品監(jiān)督管理局認(rèn)可,還得到了美國、歐盟等的承認(rèn)。近年來,實(shí)驗(yàn)室每年接到近千個醫(yī)療器械或生物(口腔)材料的生物安全性檢測申請,申請量逐年遞增,而且近1/3要求出具英文報告,因?yàn)樵跔幦∵M(jìn)入海外市場。 孫皎接觸過的醫(yī)用生物材料已難以計(jì)數(shù):“與如今藥品研發(fā)周期長達(dá)10年甚至20年不同,醫(yī)療器械和材料的更新?lián)Q代很快。”以牙科充填材料為例,高分子材料曾經(jīng)因?yàn)橘|(zhì)量輕、韌性好,非常“走紅”,但它不夠耐磨;于是科學(xué)家給它添加無機(jī)填料比如二氧化硅、玻璃粉,增加耐磨性與強(qiáng)度——復(fù)合材料由此產(chǎn)生,并成為新的發(fā)展趨勢。
不斷發(fā)現(xiàn)不足并改進(jìn),新材料層出不窮。但一些“老牌”的材料并沒有退役,典型的如補(bǔ)牙用的銀汞合金。在美國,對這種材料始終有爭議:支持它的一派指出銀汞合金至今仍是機(jī)械物理性能與真牙最接近的材料,且臨床使用多年,未見嚴(yán)重不良反應(yīng);主張棄用的一派則提出銀汞合金有毒,對人體構(gòu)成潛在危險。“安全性”和“有效性”能不能兩全,是個問題。這好比電腦系統(tǒng)每次更新都不可避免地會留下“蟲洞”,幫助醫(yī)學(xué)進(jìn)步的生物材料上也可能藏著漏洞——“任何一種材料都沒人敢說絕對安全,很可能是現(xiàn)在的檢測技術(shù)發(fā)現(xiàn)不了它們對人體的危害。”為此,在從事材料安全性檢測的同時,上世紀(jì)80年代起,孫皎跟著老專家們投入了生物材料的基礎(chǔ)研究。
納米之憂
眼下孫皎正在研究蓋髓材料,它在牙體修復(fù)中起保護(hù)牙髓的作用。傳統(tǒng)的蓋髓材料里含有氫氧化鈣,對牙髓有一定刺激性,而且誘導(dǎo)組織再生的能力不足;而進(jìn)口材料如 MTA有進(jìn)步,但價格昂貴、固化時間長、抑菌作用不明顯。孫皎的目標(biāo),是找到一種既能保護(hù)牙髓、誘導(dǎo)組織再生,又有一定抑菌作用,且價格低廉的新材料。
過去20多年,孫皎的實(shí)驗(yàn)室研發(fā)出了兩種最終成為產(chǎn)品的新材料,一是羥基磷灰石生物陶瓷,一是EH復(fù)合型人工骨;但更多的還是論文中的紙上設(shè)想——做“轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)”并不容易,但孫皎對此很有熱情。
如同宇宙學(xué)家對于“與外星人取得聯(lián)系是好事還是‘引狼入室、自取滅亡’”猶疑不定,面對醫(yī)用生物材料種類越來越多、應(yīng)用越來越廣泛的現(xiàn)狀和趨勢,科學(xué)家們一直爭論不斷:有人說新材料推動著醫(yī)學(xué)一次次進(jìn)步,給生命以新的希望,但同時有人警告這會不會損害生命還很難說,總體上,醫(yī)學(xué)界的態(tài)度趨于謹(jǐn)慎。
2003年,《科學(xué)》、《自然》雜志先后提示納米材料的安全性問題。納米材料正當(dāng)紅,在醫(yī)用領(lǐng)域的典型應(yīng)用如充當(dāng)“藥物載體”,帶著藥物根據(jù)醫(yī)生設(shè)置的“軌道”抵達(dá)相關(guān)器官,然后讓藥物緩慢釋放,可用于腫瘤等的靶向治療。“但材料學(xué)家發(fā)現(xiàn),1-100納米的顆粒,已幾乎接近于DNA、RNA的顆粒直徑,當(dāng)它們進(jìn)入人體,很容易穿透細(xì)胞或被細(xì)胞吞噬,這以后它們會與細(xì)胞內(nèi)的DNA、RNA發(fā)生怎樣的互動?”
早在七八年前,孫皎就致力于納米顆粒的安全性研究,先后在國內(nèi)外發(fā)表論文近20篇。最轟動的一次,是她在世界上首次報告發(fā)現(xiàn)了納米顆??赡艽嬖趽p傷中樞神經(jīng)元的潛在風(fēng)險。此外,她的團(tuán)隊(duì)還觀察到納米顆粒會引起血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷變化,在肝臟中發(fā)現(xiàn)它們與巨噬細(xì)胞產(chǎn)生反應(yīng)……他們正從各個方面搜尋納米顆??赡芙o人體帶來的安全風(fēng)險。
去年,國內(nèi)的口腔醫(yī)學(xué)研究生首次拿到了《口腔生物材料學(xué)》統(tǒng)編教材,在編訂過程中,主編孫皎要求每個章節(jié)都圍繞“最新趨勢”和“存在缺陷”來寫,而不能只是一味敘述歷史——因?yàn)獒t(yī)用生物材料還有許多安全性問題亟待探究,她希望研究生們清醒地認(rèn)知自己的科研責(zé)任。
