"在 - 196℃的寂静中，我们听见了生命延续的轰鸣。"

                                                    ——前言

于骨科领域而言，自体骨移植一直被奉为"黄金标准"。《中国自体骨移植临床实践指南(2024版)》明确指出，自体骨凭借无免疫排斥反应以及天然骨诱导性等优势，依然是脊柱融合、骨缺损修复等手术的首选方案^[1]。然而，传统的"拆东墙补西墙"的取骨方式存在显著性局限。根据Hoon-Sang Sohn在《Materials Today》（2019年）的综述，自体骨移植术后约20.6%的患者会出现取骨区慢性疼痛或感染等并发症，而儿童患者由于骨骼尚未发育成熟，可用骨量仅为成人的1/3 - 1/2，这无疑使得问题更加复杂^[2]。

在替代方案中，同种异体骨移植存在免疫风险。王慎东在《临床骨科杂志》（2008年）的研究表明，未经处理的同种异体骨移植后可能激活T细胞免疫应答，从而引发免疫排斥反应^[3]。而人工骨则受限于生物活性，《Nature》子刊《Bone Research》（2013年）指出，像羟基磷灰石等人工材料在承重部位易发生疲劳断裂且无法参与骨代谢重塑，难以满足临床需求^[4]。

自体骨、同种异体骨、传统人工骨的比较

移植骨生物材料发生免疫排斥反应

（来源：Wang, Y. L., Zhang, H., Hu, Y., Jing, Y. Y., Geng, Z., & Su, J. C. (2022). 骨修复生物材料：免疫调节的视角. Advanced Functional Materials. 图 1. https://doi.org/10.1002/adfm.202208639）

与此同时，我国骨修复材料市场需求持续攀升。根据国家药品监督管理局南方医药经济研究所（简称南方所）的数据，2014-2023年我国骨修复材料行业市场规模稳步增长，2023年市场规模已突破100亿元。其中，骨科骨缺损修复材料占据主导地位，口腔科骨植入材料和神经外科颅骨缺损修复材料也占有一定市场份额。骨修复材料市场的年复合增长率在2014-2023年间保持13.40%-22.20%之间，显示出强劲的增长势头^[5]。

在这一背景下，如何为患者保存一份“活的”骨组织，成为亟待解决的科学问题。科学家们早在上个世纪就将目光投向了深低温世界，但直到21世纪纳米级温度控制技术和新型冷冻保护剂的出现，深低温自体骨储存技术才真正走向临床应用，为骨移植领域带来了新的突破和希望。

我国骨科骨缺损修复材料行业市场规模及增速

（来源：南方所&奥精医疗招股说明书）

一、- 196℃的生命暂停术：细胞如何"冻龄"

（一）冰晶控制：从破坏到驯服

深低温储存需巧妙平衡细胞代谢停滞与结构完整性的矛盾。研究表明，通过梯度降温（如每分钟1℃降至-40℃后投入液氮）结合玻璃化技术，可有效抑制冰晶形成。Mazur等人在2011年的研究中指出，玻璃化冷冻通过超快速冷却使细胞形成无定形玻璃态，存活率可达80%以上^[6]。这一方法不仅避免了细胞内冰晶的机械损伤，还通过减少未冻结溶液中溶质浓度的剧烈变化，降低了渗透压对细胞的损害。例如，在缓慢降温过程中，细胞外冰晶的形成会压缩细胞膜并导致脱水，而梯度降温结合玻璃化技术可显著缓解此类损伤。

低温储存基本流程.

A. 低温储存的基本过程以及冰晶损伤机制；B. 依赖于冷冻速率的低温损伤；C. 不同冷冻速率下的细胞体积响应；D. 降复温过程中的冰晶损伤；E. 胞外冰与胞内冰实物图。

（来源：Zhao, G., & Chang, T. (2020). 冰晶抑制材料、策略及挑战在低温冷冻保存中的应用. Advanced Science. https://doi.org/10.1002/advs.202002425）

（二）冷冻保护剂：生命的防冻液

海藻糖作为新型冷冻保护剂展现显著优势。Huang等人在2017年通过预脱水处理结合种冰技术，将红细胞冷冻存活率提升至78%；后续研究中，Shen等人（2020年）进一步优化配方，采用0.4 M海藻糖与5%甘油联用，使红细胞存活率高达95%。其机制在于海藻糖通过强水合作用形成保护层，同时调节细胞膜磷脂排列，降低冰晶成核风险。中国科研团队在技术转化方面取得突破，研发的新型通用冷冻保护剂已通过脐带间充质干细胞、NK细胞等特定样本验证，复苏后细胞活率平均达到95.6%，且功能特性未受显著影响。这标志着我国在冷冻保护剂研发领域已进入国际领先行列^[7-8]。

二、解冻后的生命奇迹：临床数据揭秘

北京积水潭医院联合国内多家三甲医院的研究显示，采用液氮冷冻自体骨移植的患者中，术后1年骨融合率达94%，且具有早期骨性愈合和骨吸收风险低的优点。通过显微CT分析发现，冷冻骨植入后3个月即形成成熟骨小梁结构，其骨小梁体积、宽度及间距与新鲜骨无显著差异，生物力学性能相似。这种快速骨整合得益于液氮处理过程中骨组织完整性的保留，液氮灭活时髓腔内温度可降至-150℃以下，既能彻底灭活肿瘤细胞（复发率低），又维持了骨基质的机械稳定性^[9-10]。

冷冻自体骨的生物学优势还体现在保留天然生长因子。对比实验显示，深低温冷冻骨中BMP-2蛋白仍具活性，而人工骨组未检出BMP-2。BMP-2通过诱导宿主间充质细胞分化为成骨细胞，加速术后骨痂形成，其活性与液氮处理对细胞外基质的保护直接相关^[11]。此外，液氮冷冻技术通过破坏抗原呈递细胞及降低抗原表达，显著降低免疫原性，临床应用中排斥反应发生率低于3%。研究还观察到冷冻自体骨移植后IL-12水平升高，提示可能激活系统性抗肿瘤免疫反应，这对骨肿瘤患者的长期预后具有潜在益处^[12]。

BMP-2作用机制

（来源；Xu, Y., Yang, Y., Hua, Z., Li, S., Yang, Z., Liu, Q., Fu, G., Ji, P., & Wu, Q. (2021). BMP2免疫复合物通过促进破骨细胞和成骨细胞之间的直接接触来促进新骨形成. Biomaterials. https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2021.120890）

三、临床实践典范：多维场景验证

（一）骨肿瘤保肢革命：液氮冻骨重建技术
深低温自体骨技术为骨肿瘤患者开辟了生物性保肢新路径。临床实践表明，该技术通过极低温处理在彻底灭活肿瘤细胞的同时，完整保留了骨基质的生物力学特性与骨诱导活性，使得灭活骨回植后能够实现与宿主骨的无缝整合^[13-15]。中国专家共识及国际研究均将液氮灭活技术列为骨肿瘤保肢的重要方法，此类技术已成为骨肿瘤保肢治疗的重要选择，其核心价值在于突破传统"保肢必牺牲功能"的困境，使患者在获得肿瘤根治的同时维持肢体运动功能^[16-17]。        

（二）关节修复新维度：复合移植技术突破
自体骨颗粒与生长控释因子的复合应用，正在重塑复杂关节缺损的修复范式。这种创新方案充分发挥了自体骨的生物活性与人工骨的结构支撑优势，临床观察显示复合移植可显著加速骨整合进程^[18]。特别在承重关节修复中，自体骨块与人工骨的三维支架形成动态耦合，既保证早期力学稳定性，又为后期骨重塑提供生物信号支持^[19]。

（三）微创治疗典范：经皮冷冻骨粒植入术
经皮冷冻骨粒植入术标志着骨坏死治疗进入精准微创时代。深低温处理的骨微粒不仅能作为物理填充物，还可通过持续释放包括转化生长因子 - β（TGF - β）、骨形态发生蛋白（BMPs）等在内的内源性生长因子激活局部微环境，实现“以骨养骨”的生物学修复^[20-21]。研究表明，经皮冷冻骨粒植入术可有效延缓甚至逆转早期骨坏死进程，其核心机制在于通过骨微粒释放的生物活性物质调动宿主自身修复潜力。随着递送系统的优化，该技术正从大关节向颌面外科等领域拓展，展现出广阔的临床应用前景^[22-23]。

四、未来已来：个性化骨库与再生医学

四川骨源生物科技有限公司（简称"骨源生物"）参与由四川大学华西医院牵头和全国头部医院共同起草《自体骨组织库》团体标准，引领行业实现了 - 196℃ 深低温气相液氮储存技术的标准化应用。其技术体系严格遵循（GB/T 19633） 处理、冻存、灭菌及全程可追溯管理等质量控制标准，通过智能化冻存设备与数字化管理系统，确保自体骨组织在长期保存时仍能保持高度的BMP-2活性与良好的生物力学性能，成功填补了国内智能化、无菌化骨库建设的技术空白。依托该气相液氮超低温冻存技术，骨源生物已建成可同时容纳35万份骨组织的资源库体系，能够精准适配从颌面外科到脊柱融合等多种复杂骨缺损修复场景。作为行业先行者，骨源生物不仅开创了术中废弃骨"无菌收集 - 智能冻存 - 冷链运输 - 精准复用"的全链条解决方案，更通过生物样本库云平台实现了全流程数字化管理，为再生医学与精准骨科树立了智能化技术标杆，有力地推动了自体骨修复从临床创新向产业化发展的跨越升级。

自体骨深低温储存库处理流程

（来源；国内首家自体骨专业储存机构，四川骨源生物科技有限公司）

五、给生命多一份选择

人体自体骨作为骨缺损修复的最佳材料之一，其具有良好的生物相容性、骨诱导（osteinductive）及骨传导（osteoconductive）特性。深低温储存技术通过将骨组织置于超低温环境中，使细胞代谢活动降至极低水平，可在长达数年的保存期内维持骨组织的形态完整性和生物活性,这为传统临床问题带来新的解决思路。

在常规骨科治疗场景中，深低温自体骨储存技术常应用于关节疾病相关手术，可高效利用关节置换术中的废弃骨资源。根据《中华骨科杂志》（2019）显示，我国全年人工关节置换手术量（含初次与翻修）已突破100万例^[24]，其中髋膝关节手术占比约90万例^[25]。参照文献数据，单台膝关节置换术平均产生27.4cm³截骨量^[26]，按此推算，我国全年理论截骨量可达2466万cm³。这些废弃骨经严格筛选（排除肿瘤、感染及骨代谢异常病例）后，通过深低温技术储存，可成为翻修手术的潜在自体骨源。

在战事或地震灾情中，闭合性骨缺损是常见的严重损伤之一，其治疗往往面临诸多挑战，如骨结构粉碎程度高、骨髓腔血运系统破坏严重、骨膜连续性丧失等。采用深低温储存技术将手术中获取的自体骨碎片进行液氮冻存，待局部血运重建完成、炎症反应消退后，在二期手术中将冻存的自体骨精准回植，可避免因骨缺损带来的严重后果，同时减少对同种异体骨移植的依赖，降低免疫排斥反应等风险，为骨缺损的修复提供了一种可行的方案。

在儿童骨科领域，自体骨移植治疗成骨不全症等疾病的研究和应用不断取得进展。例如，2018年发表的《经皮自体骨髓移植治疗儿童肢体骨延迟愈合》中提到自体骨移植在儿童骨科的应用，并强调其在特定情况下对促进骨愈合的有效性^[27]。在一些针对成骨不全症患儿的临床研究中，医生探索了多种方法以增强骨骼强度和减少骨折风险，比如通过优化手术技术和术后管理，部分患儿的骨折发生率得到了显著降低^[28]。激活患儿自身成骨潜能是治疗的关键方向之一，相关的研究和实践不断为儿童骨科疾病治疗带来新的希望和方向。

六、结语

当 3D 打印钛合金支架与活性冷冻骨复合移植成为现实，当基因编辑技术可提前修饰冻存骨中的成骨细胞，我们正站在个体化骨修复的奇点。专业化的自体骨储存体系，将为个体提供精准匹配的骨修复资源，为骨科治疗和再生医学开辟全新路径。通过前瞻性的骨组织储备，我们不仅为生命构筑坚实的健康防线，更将推动骨修复技术迈入个性化治疗的新纪元。

自体骨组织库：-196℃气相液氮深低温储存环境

（来源；国内首家自体骨专业储存机构，四川骨源生物科技有限公司官网）

医学正突破时间的桎梏，在 - 196℃的寂静中，生命延续的轰鸣终将经久不息。

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文：赤心回响

（部分图文来源于网络，如有侵权请联系编辑删除）

骨源生物 

四川骨源生物科技有限公司成立于2017年，位于成都天府国际生物城。作为国内首家获得国家卫健委资质认证的企业，公司专注于自体骨收集处理储存技术服务，并创新-196℃自体骨深低温长期储存技术。公司配备国家二级生物安全实验室（BSL-2）及GMP洁净处理车间，确保自体骨组织在储存过程中的安全性、稳定性和长期有效性，为骨缺损修复提供高效解决方案!

自体骨深低温储存技术是骨缺损修复领域的创新技术方法，其核心在于储存患者因疾病(如关节置换术)需要手术治疗时于术中截取下的自体骨组织(其中健康部分)。这些自体骨组织经过专业储存机构(四川骨源生物科技有限公司—可同时储存35万份)专业的技术处理，并在符合GMP标准的万级洁净操作室内，遵循严格的质量控制流程进行作业。随后，它们被置于-196℃的超低温环境中，采用数据化管理系统进行长期储存，以确保其安全性和有效性，用于后期有效回植。

该技术解决了骨科医疗领域中的两大难题：一是骨资源稀缺的问题，二是自体骨在临床上应用受限的问题。通过储存自体骨，患者可以在关节翻修或骨缺损修复等二次手术中，使用自己已储存的骨组织进行再植治疗，能够有效规避传统植骨材料、人工骨、同种同种异体骨或异种骨在植骨手术后可能引发的免疫排斥和疾病传播风险。

“骨再生，源自体”，我们以“存现在，为明天，生活更美好”的使命持续创新，为骨科精准临床医疗提供更优化的骨缺损修复方案！