基于LINE-X的新型骨保护体系

宋新宇 张龙威 赵娜

摘 要：成骨不全症（osteogenesis imperfecta，OI）又称脆骨病，瓷娃娃，患儿易发骨折，轻微的碰撞，也会造成严重的骨折，是一种罕见遗传性骨疾病，发病率约10万分之3。为了帮助瓷娃娃恢复和防止瓷娃娃由于骨密质低发生经常性骨折，基于LINE-X的灵感创新出一款仿生涂料，这种强骨涂料基于纳米技术的涂料，附着在骨的表面形成一层保护壳，可以在骨外进行改善骨体的强度及韧性，与骨亲和，从而来抵抗外界的冲击力，形成骨保护体系。可以用于治疗易于骨折的软骨病以及骨折等。

关键词：成骨不全症;治疗;强骨材料;仿生涂料;纳米技术;

前言

根据世界卫生组织（WTO）的定义，罕见病为患病人数占总人口的0.65‰～1‰的疾病。由于影响罕见病的定义的因素诸多，因此对罕见病的认定标准存在一定的差异。目前国际较为公认的罕见病以近7000种，约占人类疾病的10%。因为罕见病发病人群基数较低，目前国内外对于临床相关研究诊疗、管理预防等都存在一定的缺口。通过统计分析近5年的国内外研究文献，总结出罕见病的研究热点并对其分析研究，对于日后罕见病的科学研究以及药物研发都具有重要意义。本研究选取成骨不全症，我们基于LINE-X的灵感创新出一款仿生涂料，通过推广这种强骨材料，使软骨病不再是一种医生和病人都束手无策的疑难杂症。

1、设计思路

LINE-X涂料是一种强大的外覆涂料。LINE-X作为一种多用途的喷涂材料，几乎可以为任何基底，如：金属、混凝土、玻璃纤维和木材等物体提供优异的保护涂装。基于此，我们创新地设想出一款仿生骨体涂料。这种新型涂料我们把它命名为增强骨体涂料，以下简称强骨涂料。因为强骨材料几乎可以用于所有的骨面用来增加骨的强度，我们通过类比于line-x涂料给物体涂层的效果，设想出了一款针对于软骨病的特殊仿生材料，它可以与骨完美的亲和并牢牢地附着在骨的表面，其具有一定的韧性和弹性，能够在骨的表面形成保护体系。我们在患者成骨不全的骨头上覆盖这样的一层涂料，使之像保护壳一样，对外界和内界的压力和冲击力给予抵抗和吸收保护。

2、设计原理

如今软骨病的治疗方案普遍为药物加手术，在药物方面暂且不论。在手术方面，当患者骨折后，普遍是通过外科整形手术配合髓内针、内固定和外固定模具的方法，使弯曲的骨重新变直。

根据软骨病治疗的情况来看，大多患者从婴儿时期便有此症状，又因为软骨病治疗宜早不宜迟，许多患者从小就不得不进行手术治疗。但是，给脆骨病患儿进行钢板固定后，钢板又常常会因为引力不均，在两端非常容易再次骨折，即使再次更换钢板，也很快会出现螺丝松动和再次骨折，因此，这种常规的物理技术对大多数患者来说实际上是极为不便的。再者，且不说治疗时的痛苦、繁复，在生活质量方面，一次次的外物固定无异于饮鸠止渴，是无法彻底的解决软骨病患者骨头易折易反复的痛点的。

而LINE-X技术则与此相反。LINE-X体系通过生化方面的技术，有效的帮助患者采取行之有效的手术治疗方案，使患者的手术治疗不再繁琐复杂，使医生和患者同时获得解放。并且，在术后的修复中，该技术也针对患者骨体易折易反复的特点，在患者成骨不全的骨头上形成一种保护体系，使患者不再时刻担忧骨头骨折，能使他们放心、大胆的迈开自己的步子，促进骨体的强度、增强骨的硬度。这不但是使骨头走向健康的必由之路，也是患者走向健康的必要条件。

3、结构分析

强骨涂料可以采用手术进行注射，涂料亲和骨体，会在骨体迅速形成一层保护膜，可以与骨完美的亲和并牢牢地附着在骨的表面，其具有一定的韧性和弹性，进而形成骨保护体系，使之像保护壳一样，对外界和内界的压力和冲击力给予抵抗和吸收保护。

4、设计优势分析

4.1创新性

取缔了预防瓷娃娃软骨病骨折的骨保护支架，减少病人活动的障碍，增加病人的活动能力。改变了传统保护和预防骨折发生的体内、外支架，并在原来体内、外固定的意义上加以新的内涵，使之由物理技术转变为生物化学层面的技术。

4.2实用性

实用性很高，强骨涂料几乎用于所有的骨面用来增强骨的强度，强骨涂料就像一层保护壳，对外界和内界的压力和冲击力进行抵抗。强骨涂料的实用性很高，它不仅仅可以用来预防瓷娃娃软骨发育不全而容易出现骨折的现象，还可以用于运动员，工人等易于发生骨折的人群。再将来强骨涂料的应用将会是极其广泛的，临床上，生活上都将拥有极大的市场。

4.3科学性

运用仿生材料，在将来可以实现无机和有机材料与人体的结合，最大程度的降低免疫排斥。且强骨涂料运用新材料技术，让其拥有良好的韧性、弹性和亲和性，与骨体紧密亲和有效的抵御外界的冲击力，良好的韧性和弹性在加大程度上降低了骨折发生的概率。

4.4无副作用

新型的强骨涂料将采用人体仿生技术，没有挥发性和任何毒性，相比较于传统的内服和注射等治疗方法大多都有一些小的副作用，但是强骨涂料作为一种骨的外在保护体系并不会对人体产生任何的副作用。

4.5多方面相结合

纳米材料技术，材料仿生学，纳米化学

总结：就目前来说，成骨不全症的治疗方式有如下几点。

一、通过手术，将已骨折或者畸形的骨头进行长骨截骨并放置髓内棒的方法用来纠正畸形并防止骨折复发。但是，这类治疗相对来说有点繁琐，对于成骨不全症患者来说，这种治疗方式是无奈中的必然选择。

二、骨重建药物治疗，目前的治疗手段有双磷酸盐、重组人甲状旁腺激素、生长激素、RANKL抗体等等。上述的治疗手段中，双磷酸盐和特立帕特激素是较为常见的药物，但是，长期使用双磷酸盐可出现累积性微损伤、继发性骨弹性丧失而导致非典型股骨应力性骨折，软骨钙化及老年患者的颌骨骨坏死。而且，双磷酸盐在治疗2 ～4年后效果会逐渐減弱。特立帕特与双磷酸盐联合使用可促进骨痴形成，同时亦能增加儿童肿瘤的风险。与上述治疗方式不同，LINE-X涂料可以与骨完美的亲和并牢军地附着在骨的表面，其具有一定的韧性和弹性，能够在骨的表面形成保护体系。在具体的治疗中，我们在患者成骨不全的骨头上覆盖这样的一层涂料，使之像保护壳一样，不但对外界和内界的压力和冲击力给予抵抗和吸收保护，同时，LINE-X涂层也起到了完美的固定作用，有效的帮助了脆骨病患者稳固骨头，强化骨头。这些特点与OI治疗的目标——改善行动能力，实现自我照顾，功能独立和提高生活质量无疑是更加贴合的。

参考文献：

[1]张文会，丁华沁，王丽丽，戚艳，金英良，成骨不全的国内外研究热点及现状分析[J].徐州医科大学学报，2019，39（01）

[2]邢川，李春竹，成骨不全症诊断与治疗的研究进展[J].疑难病杂志，2020，19（02）

作者简介：

姓名：宋新宇，性别：男，籍贯：山东省济宁市邹城市，出生年月：2001年 1月13日，学历：本科;研究方向：医学影像技术

姓名：张龙威，性别：男，籍贯：山东省威海市环翠区，出生年月：2001年12月14日，学历：本科;研究方向：医学影像技术

姓名：赵娜， 性别：女， 籍贯：山东省威海市环翠区，出生年月：1991年 10月10日，学历：本科，职称：讲师，研究方向：临床医学。