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[交叉融合 医工同行]奚小冰:中医伤科“夹板”的新质蝶变

【编者按】上海交通大学与上海第二医科大学强强合并20年来,学校专门设立“医工交叉”研究基金,通过持续搭建平台、探索机制,实现了医学与理工科的深度交叉,培育出多项国家级科研成果,为学校整体实力和学科建设水平实现跨越式提升提供了有力支撑。为反映全校在医工交叉领域的探索经验和取得的不凡成就,新闻网将陆续刊发其中的优秀案例,以期梳理发展历程、总结实践真知,进一步激励广大教职医务工作者深耕交叉融合领域,为推动科技创新、医学发展,早日实现健康中国战略作出新的更大贡献。

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奚小冰,上海交通大学医学院附属瑞金医院伤科主任,博士生导师,国家非遗代表性项目“魏氏伤科疗法”第二十四代传承人,上海医务工匠、浦东新区名中医、静安区名中医。现任上海曙光中医药研究发展基金会副理事长、上海市中西医结合防治骨与关节病损重点实验室副主任、中华中医药学会外治分会副主任委员、中国康复医学会骨伤康复专业委员会副主任委员、上海市中医药学会外治分会主任委员、上海市中医药学会骨伤科分会副主任委员、全国中医药标准化技术委员会委员、中华中医药学会骨伤科分会委员等职务。致力于魏氏伤科流派传承、中医夹缚技术、中药药理机制、智慧医疗以及中医标准化研究;规范了国内骨伤科疾病的中医药治疗,组建夹缚技术创新研究团队,利用拓扑优化和3D打印技术研制出的中医小夹板,有效改善了桡骨远端骨折患者的临床疗效和降低并发症发生率,累计治疗患者逾万人。参与国内中医药治疗骨质疏松指南、骨科慢性疼痛中西医结合管理专家共识及中成药说明书安全信息项目修订技术规范的制订;发表SCI以及核心论文50余篇,获批专利18项,相关成果获中华中医药学会科学技术奖三等奖、第十四届上海中医药科技成果奖二等奖等多项国家及省部级奖项。

对于骨折患者来说,治伤的过程也是一个固定的过程。上石膏固定是西医一贯做法,但这样会使患者行动不便,预后还要康复锻炼;中医小夹板有优势,但怕固定不准。如何固定才能更有疗效并改善患者体验,是一个看似简单却又毫不简单的问题。奚小冰秉承李飞跃先生的教诲,致力于促进中医与现代医学的融合,开创性地提出“重落点、顺走线、宽带面”的治伤手法理念。奚小冰团队与上海交通大学机械与动力工程学院合作,组建夹缚技术创新研究团队,运用拓扑优化与3D打印技术创新研发轻量化、个性化的小夹板,有效改善了桡骨(前臂外侧)远端骨折患者的临床疗效,大幅降低了相关并发症的发生率,具有极大的临床应用和推广价值,为中医骨伤科外固定技术发展开辟了新道路。

从魏氏伤科到瑞金伤科,破“中”“西”之桎,悟“道”“术”之本

昔日,沪上伤科以“八大家”著称,魏氏伤科以其源远流长的医家传统底蕴名满中医界。中华人民共和国成立之初,在叶衍庆教授的远见卓识以及魏指薪、李国衡等老先生的努力下,魏氏伤科成为唯一融入西医院校的流派,开辟了与众不同的发展之路。瑞金医院伤骨科因此成为中国中西医结合治疗骨伤的发源地,开了先河。

然而,在前人未曾实践过的领域探索,必然伴随着诸多曲折与不确定性。在现代医学逐渐细分的模式中,瑞金伤科要走一条怎样的路?奚小冰带领伤科医护人员,勇于尝试,不断调整,经过数年磨砺,终于明确发展方向,那就是“坚守中医,运用好中西医结合,让魏氏伤科在创新中传承延续下去”。

传承什么?如何守正创新?奚小冰思考了很多。在他看来,中医主要围绕“理、法、方、药”四个核心开展工作,并在实践中追求“道”与“术”的和谐统一。

在传承中,中医“道”的整体观应是不变的,而“术”则需与时俱进,在充分掌握“望、闻、问、切”问诊技术的同时,也要学习西方医学的先进诊疗方法,不断自我提升。然而,由于中西医对疾病的本质存在理解差异,面对中西医结合的现状,奚小冰不无忧虑。为了更好地将中西医结合,奚小冰团队不仅细致梳理了伤骨科室的历史沿革,整理了诸多医生的治伤经验。

奚小冰向采访团队介绍瑞金伤科发展脉络

形成了系统化、理论化、标准化的文字资料,从中寻找与西医融合发展的可行路径,更致力于培养和挖掘具有国际视野的中西医双重学科背景的综合型人才,牵头制订了中西医结合骨伤科协作发展的新模式,在传统中医的基础上守正创新。

对未来,奚小冰满怀憧憬:“几十年后,随着我国综合实力的提高,中医必将繁荣。我期望中医也能引领世界医学发展,更期待实现医学的大同,即不再有中医与西医之分,而只有一种融合了中西医精髓的医学。”

顶刊审稿专家100问后“光速”发稿,医工交叉“夹板”振奋同行

“中医是始终追求发展和进步的。骨伤治疗的过程注定了我们是与力学、材料学、设计学等理工学科息息相关的。对伤科而言,发展的关键就是要把握好医工交叉这个重要抓手。”奚小冰看待“医工交叉”的态度坚决而明确,他从全局的视角看待问题,认为中医想要优化其“术”,能有效和快速顺应时代发展的最佳途径就是开展医工交叉的实践。由此,他成为将工科引入中医伤科的先行者。

奚小冰的医工交叉之旅始于“夹缚技术”。这一技术是魏氏伤科的核心技术之一,可用于人体多个部位的创伤性疾病治疗。通常,患者骨折复位并使用石膏固定后,短时间内仍有高度丢失和短缩移位的可能,使用伤科夹缚技术中的夹板来协助固定能在很大程度上避免上述风险。而为了使夹板与患者更贴合,则必须在患者的不同治疗阶段对其施加不同大小的牵引力。意识到这一问题后,奚小冰以“医工交叉”项目为契机,关注到当时正在上海交通大学机械与动力工程学院工作的罗云教授已经开展了大量免负荷支具的研究,便主动邀请其合作,成功设计和更新出多代中医小夹板。尝到“医工交叉”的“甜头”后,奚小冰乘势而上,组建了一个跨学科、跨专业、跨中心的团队,结合临床实践与基础研究,培养了一大批懂医能工的复合型人才。

在此基础上,奚小冰又创造性地提出“模块化设计”的理念,即在夹板上预留可镶嵌不同治疗功能的小单元,患者可根据其特定的治疗需求安装不同的治疗模块,就好像把不同的集装箱安装到统一的基座上一样,起到事半功倍的效果。然而,模块化设计带来的夹板过重问题亟待解决。一筹莫展之际,奚小冰结识了上海交通大学机械与动力工程学院的周明东教授。周明东从事的拓扑技术的相关研究为轻量化夹板的设计提供了解决方案。两人一拍即合,致力于此精进突破。功夫不负有心人,双方团队合作设计的夹板通过拓扑技术镂空,显著减轻了重量,解决了核心难题。

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奚小冰(右)与李飞跃研讨小夹板关键结构的改进方法

得益于“医工交叉”项目和长期聚焦的中医夹板临床研究,2024年2月,奚小冰团队在专业领域国际顶刊JAMA Network Open 上发表题为 Topology-Optimized  Splints  vs Casts  for   Distal  Radius Fractures:A Randomized  Clinical Trial (关于桡骨远端骨折拓扑优化夹板和石膏固定的对比:一项随机对照临床试验)的学术论文。“虽然审稿专家提了近一百个问题,但我们2023年10月投稿,2024年2月就发表了。我想,他们对我们的研究很感兴趣。”奚小冰虽然感慨于专家的问题“过多”,但研究得到国际同行的高度肯定,让他对继续开展医工交叉的研究更加坚定:“正是有了医工交叉项目先后两次的经费支持和平台助力,我们团队才取得了一定的成绩。我认为,只要医学与工学随着时代向前发展,这种合作就会一直存在。”

未来“夹板”与“阿凡达”式畅想,答案就在医工交叉的无限可能中

奚小冰常常畅想,未来夹板的形态到底是什么样的?在他看来,医工交叉本质上是人的交叉,是不同知识的交叉,它提供了一个具有深远意义的平台,能激发科技创新的活力,推动一流科研成果的持续突破和医疗水平的不断提升。“创新无界,想象无边。想象力有多丰富,创新的空间就有多广阔。”

面对骨折患者不得不“保持不动”、接受漫长恢复期的现实,奚小冰以电影《阿凡达》中出现的装甲为灵感来源,提出“外骨骼系统”的设想:借助基于夹缚技术的由若干小夹板组成的灵活且完全贴合人体的系统,使患者的正常行动不受影响,使治疗与恢复同步进行。实现这一愿景,注定需要花费很长的时间和很大的投入,但奚小冰坚信:“科研的终极目标是服务于人,要设计有温度的医疗产品,而非单纯的治疗器械。”这需要医学与工学深度融合,也正是这种以人为本的理念,驱动他不断对夹板进行改良升级,不断有所突破。

展望未来,奚小冰希望医工交叉的理念能进一步扩展,充分打破学科界限,让医、工、理、文等多学科深度交流融合。他认为,医工交叉不仅需要资金支持,更需要体系的配套,包括实验平台、产学研的衔接等。当一个优秀的项目展现出良好的应用前景时,针对该项目后续的管理、设计、孵化和运营尤为重要。“医工交叉的终极目标不仅是工学产品的创新,更反映在临床治疗所呈现出的实实在在的效果,要使项目可复制、可推广,这是一门大学问。”

回顾医工交叉的20年,奚小冰满怀感念:“学校能在21世纪初创立医工交叉的交流平台,是极其具有前瞻性的。”他相信,医工交叉将连接过去与未来,融合传统与现代,让医学更加人性化,让科技更加有温度。在这条充满机遇与挑战的道路上,奚小冰和他的团队将继续探索,不断创新,推动中医伤科与现代科技的深度融合,为人类的健康事业贡献更多智慧和力量。

(摘编自《交叉融合 医工同行 上海交通大学医工交叉二十年》 上海交通大学出版社 2025年11月第一版 主编 曾小勤 郑俊克 李冬凉)

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