让骨科从国内走向国际，让医工结合从理论走向实践

口述：戴尅戎

时间：2021年11月12日

地点：上海交通大学医学院附属第九人民医院戴尅戎办公室

访谈：马进军

记录：马进军

摄影：刘楠

整理：石文惠

从无到有：创建骨科

1975年，我调到上海第二医学院，进入附属上海第九人民医院，那个时候我已经算是一个半拉子骨科医生了。九院那时还没有独立的骨科，病房也只是属于大外科病房里的几张床位，大概就七到八张吧。全职从事骨科工作的只有一位医生，我到九院不久，他就先后因病因伤没再参加工作。老前辈毛文贤教授当时没参加工作，还有一位顾问周连圻教授每月来院2～3次。有很多年，都是我跟1～2位进修医生承担骨科病人的诊疗，两人轮流值骨科急诊班，所以我是隔天就要24小时甚至32小时留在医院，只要有手术，就得叫我，一年中有200多天我必须留在医院里。在那种情况下，我坚持把骨科的业务一点一点地独立承担起来。后来经过努力，增加了2～3名住院和进修医师，在地下室建起20多张病床的骨科。

一年多以后，终于机会来了：肺结核病房迁离九院，骨科迁入原肺科病房。鸟枪开始换炮了！那时，我坚持骨科必须有一个实验室或称研究室。当时我取名叫作骨科生物力学研究室，也就是把我们当时骨科病房外走道边的两个大房间改建为研究室。这或许是国内最早的一个设在病房里的生物力学研究室。研究室得到医院特殊的支持，就是至少配备两名工程师，一名在室内工作，另一名到美国进修。医院满足了我的要求，以后又跟上海科技大学和上海交通大学建立了密切联系，这个医工结合的研究室就这样“轰轰烈烈”地办了起来。我们先后建立了上海市骨科内植物重点实验室（1986年）和数字医学临床转化工程研究中心（2006年），并主办和主编了医用生物力学杂志。

这样的安排，使骨科医生与研究室的工作人员有了比较多的交流机会，而且研究室始终保持有一个人在国外进修学习。在当时很多人出国学习后就没回来的情况下，我们研究室创下了一个记录，连续八到十年，每年都派人出国，而且全部回归，包括医生、工程师，百分之百回归。他们回国工作一阶段后，如有再到国外工作的意愿，可以自行联系出国。这样从骨科独立起，持续选派人员去美国深造，从而加强了生物力学的研究能力。我们接连做了一些创新性的工作，基本上都是医工结合的成果，从而形成了九院骨科自己的特色。

在当时二医的几家附属医院里，骨科条件最差、人最少，也可以说水平最低的就属我们九院。但我们医工结合的工作特色和成果，逐渐受到了广泛重视。《中华骨科杂志》1981年创刊号、《中国生物工程学报》1982年创刊号、《生物力学杂志》1986年创刊号、《中国人工关节杂志》1996年创刊号、 Journal of Orthopaedic Translation 2013年创刊号（香港出版）都通过约稿刊登了我们这个小团队具有医工结合特色的论文，这在当时确实是不太容易。也正是通过这些发展，九院骨科不断巩固和加强了自己的影响力。

医工交融：形状记忆合金的应用

在不断扩大队伍的同时，九院骨科临床与基础研究紧密结合的特色较快就引起了较大的反响和良好的后效应。在一个非常偶然的情况下，我跟上海钢铁研究所一位有名的工程师杨海波在医院走廊里碰面，交流了大概五六分钟。他是到我院口腔科来做报告的，主题是当时我第一次听说的形状记忆合金。

形状记忆合金的形状记忆效应最初是由美国海军武器实验室的一位研究人员作为一种材料学缺点提出来的，但随后陆续有人在研究观察这种形状记忆合金的特殊性能，并考虑用于工业如油气管道的衔接等。我就联想到我们能不能用记忆合金来做一些骨科医疗上的植入物。比如说我们可以用形状记忆合金制作一种类似于订书机钉子的骑缝钉，在比较低的温度下将两钉脚的距离撑开，横跨骨折线，进行固定；也就是在可以变形的温度下将钉脚扩张拉开，插入骨折两端，然后将骨折复位并升温，钉脚因记忆效应恢复原形收拢，从而将复位的骨折片拉拢固定。这些设想在工程师、医生和医疗器械厂的合作下完成了试制、体外和动物实验，并进而在国内推广应用于临床病例。当时的这个发明曾引起了轰动，有外宾来参观，他们一时讲不出Shape Memory Alloy（形状记忆合金）这个英文名词，就顺口称为Magic Metal（魔术般的金属）和Magic Stapler（魔术骑缝钉）。两三年后在日本名古屋召开的一个世界形状记忆合金医学应用国际会议上，我被授予奠基人金杯。形状记忆合金应用在医疗上，当时我们被认为是第一家。随后我们又发明和临床应用了形状记忆环抱器和髋关节双杯假体。我们在医院中建立的生物力学实验室也有了一定的知名度，我个人也因此获得第一批上海市发明家称号，而且和工程师们一起拿到了国家发明二等奖。

对于九院骨科来说，这是一个较大的翻身，这个翻身得益于医工结合。医工结合还体现在人工关节和内固定装置的研究。另外我们还开展了步态分析研究，根据走路的姿态和角度、受力分析来了解病人下肢和脊柱各个关节与肌肉的协调性等等。这是九院骨科从事医工结合研究的一个重要特色，就是把一些工程学的技术和知识，同医学需求与实践牢牢地结合在一起。

跨洋之交：组建华裔骨科学会

我曾经有机会到美国的梅奥医学中心（Mayo Clinic）做访问学者一年余。梅奥医学中心长期在全美医院中排名第一，我在那里的生物力学研究室待了一年多，并同时参访了骨科临床工作。以后我又陆续把我自己的学生送到那里的生物力学实验室、骨科、放射科学习进修。

20世纪70年代末80年代初我在美期间，美国一些会讲中国话的学者一直在考虑，能不能组织一个学术团体。当时世界生物力学的发源地在美国，许多开拓者是华裔，他们都到中国来讲过课，做过交流。所以当时就有人提出来，组建一个全世界的华人骨科学术组织。当时仅仅取名字大概就花了两三年，最后叫“Chinese Speaking Orthopedic Society（CSOS）”，就是世界华裔骨科学会，美籍华人郭耿南教授任第一届主席。第二届在上海开会，选出第二届学术委员会，主席由我担任。除了学术大会之外，学会还在我国大陆与港台地区多个城市组织访问交流。我们通过这些活动，把两岸三地以及世界多个国家的华人医生组织起来，学会起了很大的桥梁作用，这是一件事。第二件事情就是，我们从1991年起，接手承办了一个刊物——《医用生物力学》杂志，这本杂志的影响非常广泛，主管单位为教育部。杂志从最初的季刊，每期64页，发展到如今的双月刊，每期128页。刊登的文章中有75%得到国家自然科学基金或国家级科研项目的资助。

走向国际：扩大国际影响力

20世纪末，我国与澳大利亚、韩国、印度、马来西亚、日本、新加坡、菲律宾、巴基斯坦等国家的骨科医生组织了一个亚太人工关节学会（Asia-Pacific Arthroplasty Society, APAS）。第一届会长为学会的发起人Wui K．Chung，是一位澳大利亚著名骨科教授。我接任第二届会长。学会在上海建立常务秘书处，一直由我主持，我担任APAS永久秘书长。学会在亚太地区多个国家每年召开一次学术会议，从1997年一直到2010年，一直工作了13年。

此外，我还在总部设在瑞士的国际知名的国际内固定学会（AO）担任了理事。就这样，我们一直不停地走向国际。最后，我是中国第一个当选为美国骨科协会会员的人，以后还成为美国一些学校的客座教授。在法国地中海大学拿到荣誉博士称号的专家中，我是亚洲的第一人。凡此种种，使得我们第九人民医院骨科的影响不断扩大，当然我本人也有了一定的影响力。但这是次要的，主要是我们交医、我们九院骨科逐渐步入国际大家庭。

转化医学：3D打印让定制成为现实

生物医学工程与骨科的结合走过了一个漫长的路程，近期出现的一个高峰就是3D打印的医学应用。3D打印是一项工程技术，最初称为快速原型技术，就是把一个复杂的结构，通过数字化技术将它打印成实物或实物模型。记得有一次，那时我是全国政协委员，上海要造新机场，征求全国政协委员的意见。幸亏当时将设计方案做成模型，否则我们根本就无法听懂。我们在医疗上其实也一样，要把平面的图像转换成立体的模型，然后跟工程师在模型面前讨论，我们要怎么治疗，怎么切除病变组织，置入假体和修复缺损，进行植入物在模型上的试安装，最后通过3D打印制作正式假体，并在切除或矫正病变组织后准确并顺利置入人体。

在20世纪后期，我曾经跟上海交通大学机械工程系系主任王成焘教授长期合作，很不幸他在2021年去世了。我们都在上海交大，但相识在烟台。当时我在烟台组织一个全国性的人工关节会议，我是会议主席。他告诉会议工作人员，说他是上海交大的，想学习学习，就那么进来了。经初步交流，发现有许多共同的追求和兴趣。回到上海，我们立即组织各自的团队进行互访。在相互了解的基础上，九院骨科和口腔科的许多研究生和医师就选择了医工结合的研究方向，跑到交大王教授的研究中心去学习和找寻合作。王成焘教授非常大度，九院的研究生都能免费使用他们的实验空间和设备，实际上最后有很多成果和论文是在交大完成的。这样的医工结合一直延续到两校合并。2021年，王成焘教授因肿瘤在九院逝世，大家都很伤心，因为长期以来他一直是我们的老师和科研伙伴。远在二医大与交大在机构上强强联合之前，我们早就已经亲密无间了。九院骨科能够研发大量的定制型、个性化人工假体，得益于王成焘教授和他的团队的指导与支持。

教育部那个时候也非常重视转化，即科研成果必须转化成为提高医疗服务质量的技术提高，否则就是纸上谈兵。你可以写论文，但论文应该有实用价值。我们做第一例3D打印人工半骨盆，是为一位转业军人治疗骨盆肿瘤，转业军人没有多少积蓄，最后是大家募捐。九院骨科医护人员募捐了两次，然后又有一些公司捐赠了一些，交大的老师和公司也为他免费做了一个假体，手术很成功。在新闻报道时，有两家公司坚决要求不出现公司名字，其中有一家公司是台湾的。最后媒体报道用的标题是《假的骨盆，真的情》。

就在此时，上海第二医科大学和上海交通大学宣布合并，我们一起申请并获批成立教育部数字医学临床转化工程研究中心。

真的不容易，到现在已经快20年了！最近，数字医学临床转化教育部工程研究中心被评为优秀工程研究中心。

我们把3D打印中心建立起来以后，举办了一系列的推广交流会，建立了大量的分中心，现在绝大多数省、市、自治区都有我们的分中心，超过了30个。我们在做这些工作的时候，正逢国际上出现了Translational Medicine（转化医学）的热潮，鼓励科研成果的临床转化。现在制作假体直接使用3D打印，在有一些需要肌肉、肌腱附着的地方，可以打出多孔结构，有利于肌肉、肌腱的锚固。3D打印机可以打印大的部件，比如盆骨、脊柱，较小的部件如月骨、距骨，也可以打印非常小的精致的结构件，比如角膜、假眼球。我们现在用于临床的人工关节只有七八种型号，但每年有上百万的患者需要置换人工关节，今后我们应该做到个性化、精准化，为每位病人定制专用的假体，即所谓大规模定制。那么再往后，就是个性化3D生物打印的舞台了，比如打印皮肤、肝脏、肾脏、心脏等，远景非常鼓舞人心。

在“十三五”规划中，我们科室承担了好几个3D生物打印的课题，现在到“十四五”了，我们还将完成一些新的课题。我们选择医工结合之路，应该是选对了。只要齐心协力，前途一片光明。这个方向往小了讲是上海九院骨科的一个特色，但其实仅仅在九院就有很多骨科以外的科室也在3D打印中做出了显著成绩。所以往大了说，要把这些已经开发出来的技术迅速推广，大家一起往前走！即使将来首先用3D打印构建出生命组织的不是出在九院，不是出在交医，这又有什么关系？大家共同推进，互相支持，互相借鉴，互相学习，不管在哪里突破，成功了就是对人类做出的贡献。

业精于勤

现代医学的发展，单单靠医生是不够的。不仅要依靠各科的医生，还要依靠医学以外的各类专业人员的紧密合作。“海纳百川”是上海引以为荣的鲜明特色，也就是说我们需要依靠各方面的力量来不断发展壮大。同时要牢记“业精于勤”，我们都需要勤奋，只有持之以恒地努力和付出，脚下的路才能不断延伸、越走越宽广。