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重塑骨科手术的“精度”与“温度” 青大附院骨科医院副院长、关节外科主任张海宁:在骨骼上雕刻精准

原创 2025-12-07 16:13 青岛日报社/观海新闻  

在青岛大学附属医院骨科医院的一间会议室内,关节外科主任张海宁的手指轻轻划过平板电脑上的一张三维骨骼图像。图像上,一个复杂的订制髋关节假体被精确地放置在虚拟三维骨骼模型中,误差不超过0.5毫米,巨大的骨缺损被填充修复。这不是科幻电影场景,而是张海宁团队日常工作中的一幕。“医生是一个需要终生学习的职业,而这个不断的学习反过来会反哺临床工作,对病人带来更多的获益。”张海宁平静地说道,眼神中闪烁着对未来医疗技术无限可能性的信念。

作为青大附院骨科医院副院长、关节外科主任,张海宁在过去二十年间,带领团队完成了从跟随者到领跑者的跨越。超过3600例机器人辅助手术、29项成功转化的专利、6项国际首创技术——这些数字背后,是一场正在中国骨科界悄然发生的“四个现代化”革命。

 

临床痛点催生的创新之路

2002年,张海宁首次提出了GETE技术修复大面积骨软骨缺损和半月板损伤的新方法。当时,国内关节外科领域还处于学习西方技术的阶段,鲜有来自中国医生的原创技术。

“我在临床工作当中会发现很多问题,”回顾创新初衷,张海宁坦言,“现有的技术和产品是无法全部解决临床问题的...病人术后康复过程太过漫长,疼痛剧烈,满意度不足80%。”正是这种对患者痛苦的深刻共情,推动他走上了技术创新之路。在张海宁看来,真正的医疗创新永远源于临床需求,而非实验室里的突发奇想。他的办公室里,除了专业书籍和骨骼模型外,最显眼的是几本厚厚的患者随访记录。每一页都记录着手术细节、恢复情况和患者反馈,这些一手资料成为他技术改良的源泉。

从2002年的GETE技术开始,张海宁的创新步伐越来越快。2007年,他完成了国内首次改良双平面开放胫骨高位截骨术;2015年,开展了国内首例改良比基尼入路微创短柄人工全髋关节置换术;2016年,更是实现了两项国际首创——定制3D打印精准制备模板辅助全流程人工全髋关节置换术和SMOC入路“卡片式”小切口微创人工全膝关节置换术。

“我们研发的‘卡片式’切口,能将传统20-30厘米的切口缩小到7-10厘米,”张海宁展示着手术照片解释道,“这种特殊技术还可以不损伤肌肉组织,术后疼痛大为减轻,从而加速了康复进程,这对膝关节置换术后的患者来说,意义重大。”

 

智能骨科的领跑者

2021年,青大附院引进了一台MAKO机器人手术系统。他形象地比喻:“2021年我们手里就像是有了导弹、战斗机等高新技术武器。2020年之前可能是小米加步枪,对于处理复杂病情完全依赖医师的经验和能力,准确度和精确性远远满足不了临床进步的需求。”

机器人手术系统的引入,彻底改变了关节外科的工作方式。张海宁指出:“实际上用机器人完成手术,无论是安全性还是精准度都超出人类的范畴。”但张海宁并不满足于仅仅使用先进设备。2014年至2021年,他主持研发了国际首款可操作全髋关节股骨侧置换手术的国产关节机器人项目,这一成就意味着中国在高端医疗设备领域实现了重要突破。

在张海宁的带领下,青大附院关节外科的机器人手术量快速增长,目前已超过3600例,位居全国前列,其中,机器人微创单髁置换手术680例居国内首位。

 

产学研融合的典范

张海宁的另一个身份是创新的转化者。截至目前,他已申请专利99项,获得授权62项,其中发明专利37项,更成功医工合作转化了29项专利到临床应用,位居国内骨科领域前列。

这种高效的产学研融合模式,使实验室和临床工作中的研究成果能够有机会转化为临床可用的技术、产品以及设备,直接惠及患者。张海宁特别强调:“我们做的所有知识产权转化都立足于产生一些实际产品,通过与企业的合作,进一步推动整个青岛、山东乃至全国医疗技术的提升。”

在基础研究方面,张海宁同样建树颇丰。他主持了4项国家自然科学基金课题和多项省市级课题,研究方向涉及基因调控机制、分子轨道线性马达交互作用、siRNA基因沉默与诱导双向基因治疗等前沿领域。这些看似深奥的基础研究,最终都指向同一个目标——更好地理解和治疗骨关节疾病。

张海宁医疗创新实践的核心,是骨科“四个现代化”:智能化、微创化、个性化以及精准化。

“智能化不仅仅是使用机器人,”张海宁阐述道,“它包括人工智能辅助诊断、手术规划和假体设计。我们已开展AI辅助单髁关节置换术和AI-PSI导板辅助全膝关节置换术,AI导航辅助复杂髋关节翻修手术,人工智能已全面渗透到关节外科的各个环节。”

微创化方面,除了“卡片式”切口外,张海宁团队还研发了多种微创入路技术,如“比基尼”前入路微创全髋关节置换术、侧卧位DAA全髋置换术、改良股肌下入路微创人工全膝关节置换术等。这些技术的共同特点是最大程度保留肌肉和软组织,加速患者康复。

个性化是张海宁尤为重视的方向。“我们在手术之前会为患者量身打造一个最适合他的手术方案,”他介绍道,“通过3D打印个性化工具器械,让手术变得更加准确,更适合患者的个体特点。”团队甚至开始探索完全定制化假体的可能性:“未来患者有特殊需求时,可以用人工智能专门设计最适合他的假体材料,量身打造独一无二的假体和植入器械。”

精准化则体现在手术的每一个细节中。通过机器人辅助、便携式导航系统、智能压力传感等技术,张海宁团队能够实现亚毫米级别的手术精度。“我们引入导航及压力传感器技术、人工智能技术、3D打印技术、机器人辅助手术技术等,目标就是让手术变得更加准确,创伤更小、假体使用寿命更久。”

 

医学教育的传承者

作为青岛大学的博士研究生导师和博士后指导教师,张海宁深知人才培养的重要性。他领导的科室已被认定为多种机器人的亚太和国内培训中心,举办了多期学习班,培训了来自国内乃至亚太地区的众多医生。除了高端技术培训,张海宁还注重技术的下沉与普及。他定期前往山东省内多家医院开展诊疗活动和技术指导,让更多患者在本地就能享受到先进的关节外科治疗。

“技术不应该被束之高阁,”张海宁认为,“通过培训和推广,让更多医生掌握先进技术,最终受益的是广大患者。”

在多年的医疗生涯中,张海宁获得了诸多荣誉:山东省科技进步二、三等奖、山东省高等学校科学技术一等奖、山东省医学科技创新成果二等奖等。但在这些光环背后,他始终保持着一颗医者的初心。

张海宁平静地说,“我们主要的目的还是为了让整个临床的诊疗过程更加安全,让患者得到更好的治疗效果,这才是做医生的初衷。”

每天无论多忙,张海宁都会抽出时间阅读最新的医学文献,了解国际前沿进展。“医生为什么要不断学习?”他自问自答,“因为只有不断学习,才能为患者推荐更好、更前沿的治疗方案...让患者得到更好的治疗效果,这就是医生的职责所在。”

在张海宁的价值观中,患者的获益永远是第一位的。他开展的所有创新和研究,最终目标都是让患者手术以后痛苦更少、康复更快、生活质量更高。

在张海宁看来,医疗技术的进步是一个系统工程,需要医生、工程师等多方紧密合作。他主持研发国产关节置换机器人的经历,正是这种合作模式的典范。

从2002年至今,张海宁团队已经在国际、国内和省内三个层面实现了众多技术和方案的全面突破。这种持续的创新能力,源于他对医疗技术发展趋势的敏锐把握,也源于他对患者需求的深刻理解。

“为了让手术变得更加准确,创伤更小,假体使用寿命更长,我们将会继续引入更多新技术,新材料和新设备。”张海宁对未来充满信心。

在青大附院骨科医院的手术室内,张海宁正指导团队完成一台复杂的机器人辅助全膝关节置换术。屏幕上,虚拟手术规划与实时手术画面完美重合,机械臂以人类无法企及的稳定性进行着精细操作。在这个时代,智能化、微创化、个性化、精准化的骨科手术将成为常态;在这个时代,中国医生将不再仅仅是技术的追随者,而是创新的引领者。张海宁和他的团队,正在骨骼这方寸之间,雕刻着精准医疗的“中国名片”。每一台成功的手术,每一项创新的技术,每一次患者的微笑,都是这张名片上最动人的图案。而这一切的背后,是一位医者对生命的敬畏,对创新的执着,对初心的坚守。


名医档案

青岛大学附属医院国家临床重点专科骨科医院副院长、关节外科主任、山东省创伤骨科研究所副所长。主任医师。博士生导师,博士后指导教师,硕士生导师。

齐鲁卫生与健康领军人才,青岛市专业技术拔尖人才。临床研究方向为智慧关节修复重建外科及微创关节外科技术,擅长并可熟练从事机器人人工关节外科手术、微创关节外科技术和骨关节疾病的诊治。美国纽约特种外科医院、德国Endo Klinic等12家欧美医疗机构高级访问学者。国际上率先开展SMOC微创小切口全膝关节置换、全流程覆盖机器人全髋关节置换等新技术4项,国内率先开展Bikini全髋置换、open HTO、机器人全膝关节翻修术、机器人单髁翻修术等新技术9项,省内率先开展机器人辅助关节置换术、BKA术等新技术13项。主持研发填补股骨侧操作国际空白的国产Longwell髋关节置换机器人项目;主持研发国际首款3D打印全流程全髋关节PSI导板项目;医工结合获得医疗器械注册证2项。完成机器人辅助关节置换手术3000余例。

以发明人身份申请专利98项,获得授权专利62项,其中发明专利37项;转化专利29项。主持国家自然科学基金课题4项,发表文章189篇,SCI收录72篇。

青岛早报/观海新闻记者 徐小钦


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