前交叉韧带撕裂是临床上最常见的膝部损伤。仅在瑞士，每年就有超过6,000人受到影响。现有治疗方法虽然多种多样，但往往效果不理想。一种新型植入物或可提供解决方案。
Jess Snedeker坦言，他不太喜欢见血，至少不喜欢在电视上看到血。不过，作为一名骨科生物力学专家以及苏黎世联邦理工学院和苏黎世大学的教授，他经常与团队一起待在手术室，观察巴尔格里斯特大学医院的外科医生如何处理运动系统问题——这是该院的专长领域之一。或许正因为Snedeker的实验室也设在医院的一栋楼里，他才能与院方人员建立起如此良好的合作关系。“这对我们极其重要，”这位工程师解释道，因为开发医疗植入物或器械的关键见解往往来自直接观察。比如桌上这个长约一厘米、形似塞子的物体：它即将申请专利，随后将用于数千例前交叉韧带撕裂手术后的膝关节治疗。
令人疼痛的骨锯
治疗前交叉韧带撕裂的方法多种多样。通常会移植患者自身的肌腱，但并非所有肌腱都同样适合这一用途。还必须将其牢固地固定在骨骼上，例如用螺钉固定，使其能够承受膝关节所受的巨大力量。患者常遇到的问题是，移植物在术后最初几周内发生松动，因为它植入得不够快。在这种情况下，尽管做了手术，膝关节仍未得到充分稳定。
迄今最成功的方法是用髌腱移植物替代撕裂的韧带，因为外科医生可以连同两端附着的骨块一起取出髌腱。借助这些骨栓，他们通过预先在骨骼上钻出的孔，将肌腱固定到新的位置。骨栓能够迅速而牢固地长入骨骼。然而，这项技术的缺点是，从原位锯取骨栓非常疼痛，而且取骨部位在手术后很长时间仍会疼痛。
前景可期的骨替代材料
新型膝关节植入物示意图。（图示：承蒙Jess G. Snedeker教授提供）
Snedeker及其团队如今研发出一种移植物，以部分由合成骨材料制成的锚固件取代骨栓和螺钉。它的植入方式与骨栓相同。得益于合成骨材料，这种锚固件长入骨骼的速度与有机骨栓一样快。这样，肌腱就能高效地长入骨骼，而无需实际取出任何骨栓。Snedeker说：“这意味着我们可以让患者少受很多痛苦。”此外，这种方法还能缩短手术室占用时间，从而节省费用——尤其从保险公司的角度看，这是一个重要因素。
这项研发面临的挑战之一，是将粉笔状的合成骨材料与更稳定的材料结合起来，使其即使承受很大压力也不会碎裂。其形状也必须符合人体工学，以便外科医生尽可能轻松、直观地使用。Snedeker解释说，即使团队没有直接隶属于医院，也可能研发出这样的植入物，但“外科医生是我们最好的批评者。如果他们觉得我们的器械有用，我们就能有信心地进入市场。”
这款新型植入物计划于2015年秋季上市。Snedeker的同事Xiang Li目前正在筹建一家衍生公司ZuriMED。Li和Snedeker都对市场前景持乐观态度：“我们预计五年内销售约20,000件植入物。”这家新成立的衍生公司已获得苏黎世大学技术转移办公室和苏黎世联邦理工学院ieLab的建议；ieLab汇聚了苏黎世联邦理工学院的青年创业人才、商界资深人士以及来自业界的联盟伙伴。Snedeker说：“我们尤其在寻找瑞士工业合作伙伴，负责生产环节。”凭借这样一个出色的项目，前景看来不错。
本文由我们与 苏黎世联邦理工学院合作发布。本文的发布并不意味着世界经济论坛认同其中观点。
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作者：Martina Marki是为ETH撰稿的特约作者。
图片：2014年4月3日，马萨诸塞州波士顿，一名女子在初春傍晚沿查尔斯河慢跑。路透社/Brian Snyder。