【Hacker News搬运】五年内进行临床试验的活体膝关节置换术

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Title: A living replacement knee to be tested in clinical trials within five years

五年内进行临床试验的活体膝关节置换术

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Url: https://www.engineering.columbia.edu/news/arpa-h-awards-columbia-researchers-nearly-39m-develop-living-knee-replacement

哥伦比亚大学工程学院和医学院的研究团队获得了美国先进研究项目健康局（ARPA-H）近3.9亿美元的合同，用于开发一种由生物材料和人类干细胞（包括患者自己的细胞）制成的活体膝关节假体。这种假体旨在成为一种生物兼容的、低成本的、患者特定的膝关节替代品。该高风险项目基于哥伦比亚大学在工程和医学领域二十多年的合作肌肉骨骼研究，并有望为美国超过三千万患有骨关节炎的患者提供一种变革性的解决方案。NITRO是拜登政府下的第一个健康科学未来特定计划，它是新成立的ARPA-H机构的一部分。

该项目的领导者是生物医学工程系的Clark T. Hung教授和Orthopedic Surgery系的Nadeen O. Chahine副教授，他们在组织再生和骨科研究方面是权威。

“ARPA-H是一个非常重要的项目，它可能带来个性化患者解决方案的突破，”哥伦比亚工程学院院长Shih-Fu Chang说。“随着社会寻求解决人口老龄化的问题，这种结合工程和医学的合作方法将有助于改善骨关节炎和其他肌肉骨骼疾病的状况。”

“在COVID大流行期间，我们看到了科学如何迅速进步，当研究团队得到支持和资源时，他们能够一起工作，”哥伦比亚大学健康科学和医学院院长Katrina Armstrong说。“通过将哥伦比亚在生物医学工程和骨科手术方面的专业知识集中在单一目标上，这笔来自ARPA-H的资金有潜力迅速革命化我们治疗骨关节炎的方式和我们进行生物医学研究的方式。”

骨关节炎是一种退行性关节疾病，是最常见的关节炎类型。它随着时间的推移而恶化，因为覆盖骨头末端的特殊结缔组织（软骨）磨损，导致疼痛、僵硬和运动能力下降。骨关节炎已经是第三常见的残疾类型，每年的经济负担估计超过1360亿美元。它不成比例地影响女性、老年人、某些种族/民族少数群体和低收入人群。由于人口老龄化、关节损伤率的增加以及肥胖，膝关节骨关节炎的发病率一直在上升。

骨关节炎的临床黄金标准治疗是使用金属和塑料制成的假体植入物进行全关节置换。尽管膝关节置换手术非常成功，但这些传统材料的假体有一些主要的缺点，包括感染、松动、硬件故障、僵硬、异常运动学（即膝关节的运动方式）、不稳定和持续疼痛。历史上，膝关节置换术的寿命有限，部分假体在15至20年内失败，这意味着年轻患者可能需要一个甚至两个修订假体。到2030年，预计全膝关节置换手术将增长673%，达到348万次，而修订手术预计将增长601%。

NOVAJoint项目旨在解决晚期OA患者传统膝关节置换的紧迫、未满足的临床需求。该项目的目标是开发一种由再生软骨和骨组织制成的假体，它与原生骨无缝集成，并恢复无痛的关节功能。由于需要细胞来再生和维持这种活体植入物，团队将创建两个版本的NOVAJoint：一个使用患者自己的细胞，另一个使用捐赠细胞。研究人员预计NOVAJoint将显著延长植入物的寿命，减少并发症，并成为治疗膝关节骨关节炎的永久性和最终程序。

在第一年的前两年，团队将创建第一个原型，然后再进行最后三年的预临床和临床研究，包括最后一年的一项 Phase 1 安全性临床试验。

虽然第一个NOVAJoint仍然在开发中，但许多技术和科学发现已经由哥伦比亚研究人员通过美国国立卫生研究院、国家科学基金会、国防部以及机构支持得到开发和验证。

“ARPA-H NITRO项目使我们能够利用我们的创新技术和专业知识解决生物医学工程中的一个最困难的问题，”Hung说，他是一位领先的肌肉骨骼再生研究学者。

NOVAJoint团队将利用现代制造技术制造活体膝关节假体，并利用哥伦比亚大学肌肉骨骼研究团队的关键质量，该团队在生物力学、生物材料、干细胞和骨科手术方面拥有集体专业知识，跨越工程学院、医学院和牙医学院。项目团队是多学科的，科学领导力来自生物医学工程、机械工程、骨科手术和牙科医学系的教师。共同PI和任务负责人包括Treena Arinzeh教授、Gerard Ateshian教授、Alice Huang副教授和Roshan Shah副教授。

NOVAJoint团队将与哥伦比亚大学的James L. Cook教授合作，他将在大学医学院担任骨科创伤外科教授，并将领导预临床测试。Cook博士和Shah博士还将领导临床试验，该试验将在两所大学招募患者。该团队还与纽约干细胞基金会和纽约血液中心合作，为NOVAJoint的GMP制造提供支持。

“这是一个巨大的挑战，但通过创建一个庞大而经验丰富的团队，我们可以集中精力解决问题，我们预计会成功，”Chahine说。“NOVAJ

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Comments:

silverquiet: As a child I had Perthes disease (a rare, degenerative disease of the hip), and it has given me pain for 3 decades now. I've known that a joint replacement is in my future for essentially my entire life, and I was told as a kid to wait until the technology was better. There has long been talk about biological replacements, but nothing seems close to panning out, and the standard still seems to mean sawing off parts of your bones and replacing them with metal. The biggest change seems to be in the plastic parts and the addition of ceramics in places. My understanding is that both hip and knee replacements have benefited.

silverquiet: 我小时候患有Perthes病（一种罕见的髋关节退行性疾病），30年来一直疼痛难忍。I-；我一生都知道关节置换术是我的未来，我小时候就被告知要等到技术进步。长期以来，人们一直在谈论生物替代品，但似乎没有什么能成功，而且标准似乎仍然意味着锯下你的骨骼部分，用金属代替。最大的变化似乎是在塑料部件和一些地方添加了陶瓷。我的理解是髋关节和膝关节置换术都受益匪浅。

stavros: [flagged]

stavros: [标记]

darby_eight: Does this bypass organ rejection or might this still require continual immunosuppressants? The only clue to this is the following:<p>> Since cells are required to regenerate and maintain this living implant, the team will create two versions of NOVAJoint: a version that uses patient’s own cells and one that uses donor cells.<p>Presuming that the donor cells do require immunosuppressants, this leaves the question of "will the version that does not require donor cells require immunosuppressants, and if so for how long?"

darby_eight: 这是否绕过了器官排斥反应，或者可能仍然需要持续的免疫抑制剂？唯一的线索如下：<p>&gt；由于需要细胞来再生和维持这种活的植入物，该团队将创建两种版本的NOVAJoint：一种使用患者自身细胞的版本和一种使用供体细胞的版本<p> 假定供体细胞确实需要免疫抑制剂；不需要供体细胞的版本需要免疫抑制剂吗？如果需要，需要多长时间&quot；

etrautmann: This seems to be a DARPA program kickoff with ambitious goals, not a press report of published results. I think a bit of cautious but enthusiastic skepticism is warranted here.

etrautmann: 这似乎是DARPA项目的启动，目标远大，而不是公布结果的新闻报道。我认为，在这里有必要保持一点谨慎但热情的怀疑态度。

thekingshorses: It feels like science is progressing in all aspects except spinal disc replacement/regeneration.

thekingshorses: 感觉科学在所有方面都在进步，除了椎间盘置换术；再生