颅颌面畸形外科矫治关键技术应用与创新

颅颌面畸形外科矫治关键技术应用与创新（一）项目名称

颅颌面畸形外科矫治关键技术应用与创新

（二）提名者及提名意见

提名者：

广西壮族自治区科学技术厅

提名意见：

我国是颅颌面畸形等出生缺陷高发国，颅颌面畸形不但影响容貌，还影响咀嚼、呼吸、语言等功能。正颌外科是治疗颅颌面畸形的主要方法，该手术难度大、风险高。项目组由广西医科大学、上海交通大学、武汉大学组成专家团队，在全国较早开展颅颌面畸形的手术治疗，成功治疗2万余例患者。创建“改良上颌骨前颌分块截骨牵张成骨技术”、“非血管化游离输送盘牵张成骨”新术式，扩大了正颌外科的适应症。自主研发虚拟正颌外科、术中导航辅助及颅颌面外科机器人等系统，获著作权2项，发明、实用专利24项。项目组依托国家口腔疾病临床研究中心、生物靶向诊治国家国际联合研究中心、广西颅颌面畸形临床研究中心等平台，从组织学、分子蛋白学、基因学、信号通道、生物力学等分别开展正颌外科、牵张成骨基础研究，研究取得突破，创新性地提出微创伤是牵张成骨新骨形成的重要因素之一，牵张成骨具有胚胎发育的某些生物学特征。研究获“863”重点项目子项目、“十一五”国家科技支撑计划重点项目子项目及22项国家自然科学基金等资助。项目成果编入卫生部“十二五”、“十三五”口腔本科及研究生规划教材、国家规培教材及卫生部临床技术操作规范和诊疗指南，在北京大学口腔医学院等11所著名院校得到推广应用。发表学术论文203篇，其中SCI78篇。研究成果获首次中华口腔医学研究创新奖、广西科技进步一、二等奖、上海科技进步二等奖、华夏医学科技奖、广西卫生适宜技术推广一等奖等7项奖。

提名该项目为国家科学技术进步奖二等奖。

（三）项目简介

我国是颅颌面畸形等出生缺陷高发国，这些畸形包括唇腭裂畸形、面裂畸形、各类颅颌面畸形等先天畸形和外伤、肿瘤等造成的颌面部硬组织缺损等后天畸形。后天畸形有日益增多的趋势。颅颌面畸形不仅影响容貌，还会影响咀嚼、语言、呼吸等正常生理功能，严重者可导致各种心理障碍。

正颌外科是治疗颅颌面畸形的有效方法，通过截断颌骨后重建正常的颅颌面形态和咬合关系来矫治各类颅颌面畸形。手术要求在口腔内完成，术区有出入颅内的重要神经和血管，且作为消化和呼吸的重要通道，手术视野不清、操作困难、风险大、技术要求高。项目组由广西医科大学、上海交通大学、武汉大学组成专家团队，在全国较早开展颅颌面畸形的手术治疗，成功治疗2万余例患者。1996

年初，项目负责人周诺教授赴美师承“正颌外科之父”Bell教授进行牵张成骨技术的研究。回国后，经过大量的临床研究，取得了新突破：1、近年来，在国内率先开展了虚拟正颌外科、术中导航辅助及颅颌面外科机器人在颅颌面畸形矫治中的应用，实现了个性化精准治疗，使正颌外科技术在临床应用中更精准、微创、疗效更好；2、在国际上构建了“非血管化游离输送盘牵张成骨”新术式，解决了因肿瘤术后骨膜缺失、感染或放疗后组织血供不足、及外伤或手术意外造成的骨膜缺损或剥脱等原因导致无法利用自身骨量制作“血管化输送盘”修复严重颌骨缺损的临床难题；3、在国际上创建“改良上颌骨前颌分块截骨牵张成骨术式”，解决了以往传统正颌外科手术难以解决的唇腭裂术后继发严重上颌发育不足畸形的问题。项目组依托国家口腔疾病临床研究中心、生物靶向诊治国家国际联合研究中心、广西颅颌面畸形临床研究中心等平台，从组织学、分子蛋白学、基因学、信号通道、生物力学等分别开展正颌外科、牵张成骨的基础研究，研究结果取得新的突破：1.牵张成骨的新骨形成并不单纯是机械牵张力单因素作用的结果，而是微创伤、牵张应力等多因素综合作用的结果。2.牵张成骨的新骨形成机制具有胚胎发育的生物学特征，牵张成骨过程中的微创伤和牵张力激活了胚胎干细胞和相关基因，从而调控相关细胞因子及信号通路，促进了新骨的形成，呈现了一种与一般的组织修复及再生等不同的成骨机制。

项目组共获92项基金的资助，其中“863”重点项目子项目1项、“十一五”国家科技支撑计划重点项目子项目1项、国家自然科学基金22项、省部级25项，厅局级42项。项目成果编入卫生部“十二五”、“十三五”口腔本科及研究生规划教材、国家规培教材及卫生部临床技术操作规范和诊疗指南，在北京大学口腔医学院等11所著名院校得到推广应用。项目研究成果多次在美国、英国、德国、日本、香港、台湾等国内外研讨会议上进行交流，发表学术论文203篇，其中SCI78篇。获著作权2项，发明、实用专利24项。研究成果获首次中华口腔医学研究创新奖、广西科技进步一、二等奖、上海科技进步二等奖、华夏医学科技奖、广西卫生适宜技术推广一等奖等7项奖。已培养博士研究生76名、硕士研究生251名。该项目获得良好的社会效益。

（四）客观评价

1.支持项目的国家级、部省级课题顺利完成，通过验收。

“863”重点项目子项目“颅颌面外科精确治疗机器人系统”（2009AA045201）；“十一五”国家科技支撑计划重点项目子项目“各类颜面畸形的综合矫治及功能重建的研究”（2007BAI18B04）；国家自然科学基金“TGF-betal等多细胞生长因子在下颌骨牵张成骨中的表达”（30160088)、“BMP-2基因修饰自体MSCs移植促进兔下颌骨牵张成骨新骨形成的实验研究”（30760273)、“BMP-2基因修饰MSCs复合生物衍生骨材料构建组织工程化骨促

进下颌骨牵张成骨的实验研究”（30960421）、“BMP-2基因修饰细胞膜片复合冻干骨构建组织工程化生物输送盘在兔下颌骨牵张成骨中的实验研究”（81160132）等项目顺利结题，通过专家组的验收。（附件2.12-2.17、3.15-3.21）

2、项目科技成果获专家组高度评价

（1）《TGF-β1等多细胞生长因子在下颌骨牵张成骨中的表达研究》于2005年3月经上海交通大学张志愿院士为主任委员的专家鉴定委员会鉴定，专家组认为：该课题有以下创新之处：1）在国内首次建立牵张成骨和直接骨延长的对比模型，通过对组织学变化和相关细胞因子表达不同时序性的分析，首次发现微创伤也是牵张成骨的原因之一；2）TGF-β1、BMP-2、bFGF三种因子的同时研究在国内尚未见报道，且研究表明TGF-β1、BMP-2、bFGF三种因子的高表达是牵张成骨的重要机制；3）在国内率先将生长因子TGF-β1作为研究牵张成骨对颞下颌关节影响的指标，对于更客观的反映牵张成骨时相关结构的变化有重要意义；4）牵张成骨对下齿槽神经影响的研究属于国内开始较早的研究单位之一，从电生理和结构影响变化的相关报道目前国内尚少见。该课题设计新颖，研究方法科学，逻辑推理正确，技术手段先进，资料完整，论据充分，结果可靠。既有基础理论机制的研究，又有与临床有密切关系的研究，通过研究，初步探讨了牵张成骨的机制，证实了临床施行双侧下颌骨牵张成骨在一定限度内是安全可靠的，不会对相关的组织结构造成不可逆的损伤。该研究成果达到了国际先进水平，具有很高的指导临床的实用价值。

（2）2016年10月26日下午上海申康医院发展中心组织专家，对市九医院承担的“牙颌面畸形数字化诊疗规范的建立与应用”（编号：SHDC12013103）进行了验收。该项目建立了上海市牙颌面畸形患者数字化诊断与治疗规范，应用手术模拟规划、导航外科及三维打印修复等数字化医学技术，给患者提供了精准、微创及个体化治疗，创建国内首个牙颌面畸形的数字化规范化诊疗和医疗平台，辐射国内外，造福广大患者。专家组一致认为该课题完成了计划任务书的各项内容，达到了预期目标，研究结果对临床实践有较大的指导意义，一致同意通过验收。（附件2.16）

3. 国内外对项目研究成果的引用及评价

项目负责人周诺教授创建的“改良上颌骨前颌分块截骨牵张成骨术”用于治疗唇腭裂术后继发严重颌骨发不足畸形，研究成果被编入卫生部“十二五”、“十三五”口腔本科、研究生规划教材及全国住院医师规范化教材、卫生部临床技术操作规范和诊疗指南，并被重庆医科大学王涛教授编入《唇腭裂与面裂畸

4.研究成果在全国著名院校推广应用情况

得到北京大学口腔医学院、四川大学口腔医学院、第四军医大学口腔医学院、中山大学光华口腔医学院、首都医科大学附属北京口腔医院、中国医科大学口腔医学院、同济大学口腔医学院、南京医科大学、浙江大学医学院附属口腔医院、安徽医科大学、天津医科大学口腔医院等11所著名院校推广应用，认为：通过该项目的应用，颅颌面畸形患者的诊疗效果显著提高，无论口腔功能恢复还是颜面外形的改善都获得较满意的效果，带来了良好的经济效应和社会效应，同时促进了学术发展和人才培养。（附件2.18-2.24）

（五）应用情况

开展正颌外科精品学习班（第一至第三届）、正颌进阶解剖班（第一至第二届）、“知行颌一”高级论坛、中整协数字与精准医学年会等学术会议一系列的培训班，其培训人数达2000余人，推广颅颌面畸形的数字化规范化诊疗，促进了正颌外科技术在临床上的发展及应用。

技术研究成果发表学术论文203篇，其中SCI 78篇，获软件著作权2项，发明专利、新型实用专利等24项。研究成果多次在美国、英国、德国、日本、荷兰、墨西哥、香港、台湾等国际、国内重要学术研讨会议上进行交流，并多次受邀至四川大学华西口腔医学院、第四军医大学口腔医学院、中山大学口腔医学院等国内著名院校作专题报告。研究成果先后被北京大学口腔医学院、四川大学

口腔医学院等11所著名院校推广应用。主要应用单位情况见下表。

（六）主要知识产权和标准规范等目录

（八）主要完成单位及创新推广贡献

1.广西医科大学：在人力，物力等方面给予保障，积极筹措资金，对项目实施所需的人力、物力和工作时间等条件给予大力支持和保障；对项目的实施进行管理和监督，给予项目配套资金，定期按时向上级主管部门和任务下达单位呈报有关项目进展情况。依托生物靶向诊治国家国际联合研究中心、广西颅颌面畸形临床研究中心和广西重点实验室等平台，在正颌外科的技术创新以及牵张成骨机制研究方面做出了很大的贡献，在督促项目组成员及时总结、撰写和发表论文；推动和支持国内外学术交流，人才引进和培养。积极组织申报和协助成果评审和报奖工作。支持和推动项目的普及和推广应用，对基层的技术支持和人才培养。

2.上海交通大学医学院附属第九人民医院：应用及推广颅颌面畸形的正颌外科矫治技术，在国内率先开展人工智能与手术导航技术在颅颌面畸形矫治中的应用，建立了上海市牙颌面畸形患者数字化诊断与治疗规范，应用手术模拟规划、导航外科及三维打印修复等数字化医学技术，给患者提供了精准、微创及个体化治疗，创建国内首个牙颌面畸形的数字化规范化诊疗和医疗平台，辐射国内外，造福广大患者。进行课题、专利及知识产权的申请，本项目中拥有2项软件著作权及21项专利，组建上海第九人民医院集团牙颌面畸形诊治专科联盟，大力支持正颌技术的规范化诊疗及临床推广应用，提供技术支持和人才培养等。

3. 武汉大学：在治疗先天性牙颌面发育畸形、口腔颌面部后天畸形与缺损、阻塞性睡眠呼吸障碍等方面做了大量的工作，致力于正颌外科技术的应用及推广，在牵张成骨及肌功能训练等方面做了深入的研究。进行课题、专利申请并获得实用型专利3项。对本项目进行技术支持、论文撰写及人才培养等。

（九）完成人合作关系说明

广西医科大学与上海交通大学医学院附属第九人民医院长期保持紧密的合作关系，完成人周诺、黄旋平、宋少华、郭鹏、廖凤春与上海交通大学医学院附属第九人民医院的沈国芳、王旭东、于洪波、张诗雷均为“上海第九人民医院集团牙颌面畸形诊治专科联盟”成员单位的人员，共同开展多中心临床研究，促进临床技术的提高，共同支持口腔颅颌面畸形生物样本库的建立和维护口腔颅颌面畸形大数据平台的建立。

上海交通大学医学院附属第九人民医院沈国芳教授、武汉大学杨学文教授与广西医科大学的周诺教授合作编著研究生教材《正颌外科学》及本科生教材《口

腔科学》等。

武汉大学杨学文教授与广西医科大学周诺教授长期保持紧密的合作关系，共同致力于正颌外科技术的推广应用，申请获得专利3项。

周诺教授为总负责人与完成人黄旋平、宋少华、郭鹏、廖凤春共同申请课题、开展临床工作及基础研究，合作成果获广西科技进步一等奖1项、二等奖1项，广西医药卫生适宜技术推广奖一等奖2项，中华口腔医学会口腔医学创新奖研究奖1项。

上海交通大学医学院附属第九人民医院沈国芳、王旭东、于洪波、张诗雷共同合作在国内率先开展人工智能与手术导航技术在颅颌面畸形矫治中的应用，申请科研课题、软件著作权及专利等知识产权。共同申请获得软件知识产权2项，专利21项。共同获上海市科技进步奖二等奖1项，华夏医学科技奖二等奖1项。