科技决定山西未来发展，创新引领三晋转型升级。作为科技创新体系的重要组成部分，重点实验室已成为孕育重大原始创新、助力高质量发展的重要科技力量。近年来，按照省委省政府战略部署，山西围绕传统产业转型升级和战略性新兴产业集群发展，不断加大扶持力度和建设水平，涌现出一批引领前沿、学科交叉、综合集成、国内外有影响的重点实验室，为我省2030年基本实现转型、2035年基本实现现代化目标发挥了有力的支撑作用。
为深入实施科教兴省、人才强省、创新驱动发展战略，展现山西发展的新领域、新动能、新优势，本报与省科技厅联合推出“山西省重点实验室巡礼”系列报道。“山西省重点实验室巡礼”将视角对准全省百余家重点实验室，用生动的笔墨、精彩的镜头，多角度、近距离记录实验室建设发展成效，多形式、立体化讲述富有成效的创新案例和鲜为人知的创新故事，多渠道、宽领域展示我省重点实验室近年来取得的丰硕成果。系列报道将努力把对科技创新的礼赞，以有高度、有深度、有温度的方式呈现出来，为奋力推进中国式现代化山西实践作出新的更大贡献。
骨与软组织损伤修复山西省重点实验室
开拓创新行走骨科前沿 匠心仁术挺起生命“脊梁”
骨与软组织损伤修复山西省重点实验室（以下简称“实验室”）是我省唯一一个研究骨与关节疾病的省级重点实验室，实验室前身为山西医科大学第二医院骨科实验室，于1999年创建，2008年被山西省科技厅评为山西省重点实验室，同时也是山西首个临床医学省级重点实验室。该实验室是集科研、教学于一体的综合性实验室，同时也是面向全省开放的一个资源共享平台，研究方向包括：骨与关节损伤修复的基础和临床研究；脊柱脊髓损伤退变的基础研究及临床解决方案的开发应用；退行性骨关节疾病的发病机制、诊断、治疗；原发性恶性骨肿瘤的基础研究；骨与关节损伤防护的生物力学研究；骨关节病专库大数据平台建设等。实验室自成立以来共承担省部级科研项目170余项；获中华医学科技奖1项、省部级科研奖项60余项；获国家专利30余项；出版学术专著15部。
智慧医疗，开发智能可视化监测系统
“传统骨科诊疗过程中，绷带的压力只能由操作者凭经验施加，因操作者存在个体差异，包扎时的操作手法不一，所产生的压力亦不相同。压力过小，起不到作用；压力过大，可能阻碍肢体正常的血液流动进而削弱治疗效果甚至加重病情，无法做到个性化的根据部位治疗需要，对肢体均匀、对称的施加可量化的压力。”正在实验室忙碌着的实验室主任卫小春向记者介绍，为了解决这一难题，实验室设计了一种压力可量化标记的弹力装置及其加压方法。该方法在解决压力无法量化难题的同时，采用便捷的开放魔术贴闭合方式，应用于瘫痪不能配合、肢体骨折不稳定和体表有敷料的患者。他强调，现产品由捷迈邦美（美国）代理，在国内众多医疗机构使用，并基此升级制造出骨科下肢深静脉血栓预防与压力治疗的智能可视化压力监测系统。
在关节功能锻炼中，现有的CPM机等被动活动装置，价格昂贵，仅限于医疗场所使用，不但无便携性，而且被动活动不会锻炼肌肉力量。“针对现有技术的不足，实验室研发出组合式惯性动力辅助关节屈伸活动装置支具的智能化传感器监测系统。”卫小春表示，此系统应用肌肉主动运动的方法治疗关节屈伸活动受限，可以检测出关节活动的频率、幅度、节律、力度及局部皮温，为临床提供优化的康复方案。
3D打印，推动骨科医学与技术创新
近年来，随着3D打印技术的发展和精准化、个性化医疗需求的增长，3D打印技术在医疗领域的应用持续深入，已经先后应用于直接制造骨科植入物、定制假肢及义齿、制造缓释药物、规划外科手术方案等方面。
计算机辅助设计手术规划模型作为精准医疗的重要实现手段，将CT与MRI影像融合三维重建，打印出实体的1:1手术模型，而且3D打印技术可以制作传统加工方法不能制作的高度复杂的结构，可为医生提供有效的术前手术规划与模拟、内固定物预塑形及定制完全个性化的专用医疗器械。实验室李鹏翠教授说：“3D打印模型已应用于多个领域，包括3D打印导板、个性化定制关节假体、定制外固定护具及矫形器等，拥有良好的临床科研价值和极高的临床应用前景。”目前，3D打印在山西医科大学第二医院院内和院外开展临床设计服务工作，自开展工作以来，累计设计制作疾病模型1000余例。
记者在演示现场看到，骨科医生提供病例资料后，计算机会根据患者的检查扫描数据打印出3D塑料树脂模型假体（即模型），使用打印的模型，患者能够更加直观地了解自身病情，而医师则可根据模型模拟手术，准确选择内固定材料并完成材料的预成型，精准定位手术部位，并确定最佳手术方案，全方位提高手术质量。
履践致远，书写骨科治疗绚丽篇章
除了上述研究成果，实验室还开展了步态分析在运动系统损伤疾病中的智能化研究及应用，并取得了一定研究成果。“但是目前，步态分析检查后数据的处理、结论的得出主要依靠工作人员，且样本数量相对较少，导致结论的可靠性和一致性较差。”卫小春表示，随着大数据分析、人工智能化时代的到来，其中以深度学习（Deep Learning）为代表的计算机人工智能技术，已经在多个应用领域表现出媲美甚至超越人类专家的水平，其可提供更加高效、客观、准确的智能化分析结果。因此，基于大数据平台的步态分析在运动系统损伤疾病中的智能化研究迫在眉睫，他表示，“目前，该研究项目累计检查人次达1500例，病种分布较为广泛，膝骨关节炎患者占比达到50%；韧带、半月板损伤者占15%；髋关节损伤者占10%；脊柱相关疾病占10%，其他慢性运动损伤疾病占15%。”卫小春说，截至目前，项目已取得标准步态数据库的初步建立及膝骨关节炎疾病步态特征的初步明确。
在“136”兴医工程的助力下，下一步，实验室将结合国家中长期科技发展战略，瞄准国内外骨与关节疾病研究的前沿课题，解决黄土高原区域骨与关节疾病的关键问题，取得标志性原创成果，从而推动山西省骨与关节疾病相关学科的发展，在研究致病因素、发病机制的基础上，探索新的诊断与治疗手段，开发药物，建立具有区域特色的诊治方案，为骨与关节疾病的防治提供技术支撑体系和创新平台，为三晋及周边省份的人民提供健康服务。
来源：山西科技报