让士兵残而不废：骨骼整合义肢

佟鑫

可以想像，士兵因枪弹、破片致伤需要截肢，即使固定义肢也行动不便，且会因安装义肢带来身体的疼痛与不适。而最新的骨骼整合义肢（OI）改变了这一状况，它会成为人身体的一部分——

士兵在战争中因伤致残的情况一直都存在，如遭刀剑砍断手脚，身体被枪弹命中而需要截肢，被爆炸物、诡雷与地雷炸伤而失去肢体……这些士兵虽然生存下来，但伤残的身体却让他们无法重返战场，甚至融入日常生活也出现障碍。

自古以来，义肢的式样便持续演变，从简陋木棍到木头义肢再到铝合金义肢等，都一再显示人类想突破肢体残缺后的限制，但即便是再好的义肢也不能免除对皮肤的损伤以及不适感。科学家不断追求，可望义肢成为患者的一部分，且真的作为人体的延伸永远不需要移除。“骨骼整合义肢”（Osseointegration，OI）的出现则为残疾士兵带来了盼望。

目前，马里兰州华特瑞德国家军事医疗中心的海军博士弗斯伯格上校宣称，骨骼整合义肢就是直接连接到使用者骨骼上的义肢，这样的义肢技术相较传统义肢而言有着诸多好处，而医疗中心的骨骼肿瘤科已于2016年2月将其投入临床实验，近观OI使用者情形以及回馈，倘若反应良好，OI义肢最终将用以拯救那些在战斗中失去肢体的士兵。

OI义肢的源起

OI技术的渊源要从1990年代的欧洲开始说起。

早在25年前，瑞典Integrum公司就发展出截肢者复原骨骼整合义肢（Osseointegrated Prostheses For the Rehabilitation of Amputees，OPRA）植入系统，这是能改善截肢者生活品质的极具创新技术。OPRA技术最早于1990年由Rickard Branemark医生执行成功，且迄今为止已有超过400名来自20个不同国家的患者接受过这种植入手术，临床研究也显示这项手术有效改善了患者的生活品质。

临床调查了51名接受膝盖以下OPRA植入的个案患者，并在2年间（于2014年至2016年）统计具有高达92%的成功率，同时研究也显示OPRA植入能显著提升义肢使用率、机动性、可靠度和病患生活品质。此外，于2011年的访问调查时，曾有一名患者这样说：“其他的义肢控制着我的生活，不可避免地影响着我的心情以及做事的兴致，但现在OI义肢就是我的一部分，我不再需要受制于它，而是我在控制着它。”

此后，瑞典Integrum公司与Chalmers科技大学、Sahlgrenska大学医院合作，开发出了能与患者骨骼、神经与肌肉实施结合的生化义肢，这是史上首创经过临床试验证明，使机械义肢能够透过神经介面进行控制的义肢技术。

其中，最著名的案例就是在2013年1月接受右小臂OI义肢的瑞典人马格斯先生，这名42岁的男子是全世界第一个接受全新OI义肢的患者，相较于腿部移植，他移植的是功能更复杂的上肢，而拥有新义肢的他现在不仅能应付生活上的大小事，还能开着货车奔波，正如普通的卡车司机一样。

在手术后3年的追踪中，显示OI义肢的电极连接比传统表面连接能提供更高的精准度以及可靠度，且不需要顾虑肢体摆放位置以及环境因素，而这也表示肌电连接和感测器接受神经刺激的可靠性获得了验证。

为何OI义肢适合伤残士兵

相较于传统需要钢钉等固定的外挂义肢，OI义肢则是将义肢直接锁入骨骼内，免去外挂造成的不适以及松动，这种方式听起来很惊悚，但对于失去肢体的人而言是革命性的救星，因为使用传统义肢的患者会因为流汗和闷热等原因，导致义肢松动、身体破皮甚至有皮疹的出现，这些因素都使得病患者要顾虑义肢的使用时间，且传统义肢也无法提供完全的生活能力。

对比传统义肢，OI义肢具有三大优势：一是直接锁入骨骼，因此不需要传统义肢一般需要软组织和皮肤支撑，自然也免除了植入造成的疼痛；二是OI义肢赋予使用者更佳的空间感和平衡感，不须受制于钢钉固定义肢的使用角度；三则是能使患者骨骼变得更强壮，由于走路时的动能会反馈至骨骼上，反而能让患者骨骼密度增加。

OI义肢最能造福的则是那些在战争中受重伤的士兵，因为他们通常有着“异位骨化”（Heterotopic Ossification）的现象，意即因枪伤导致在肌肉组织中充斥着沙状的骨骼碎片。根据统计，在战区中负伤的士兵通常有63～64%有此现象，其几率为民间患者的3倍。

这样的伤势，常常导致传统义肢难以运用，因为患者肢体可能缺乏足够好的软组织以支撑，但直接锁入骨骼的OI义肢却免除了这样的困扰，即便没有足够的软组织也能植入身体。

彻底取代传统义肢的可能性

传统仿生义肢固定在患者骨骼及肌肉组织上，往往会让病人花很长的时间适应，而义肢使用时间一长，汗水及运动的拉扯也会造成皮肤伤害与不适，对于患者而言是一个不圆满的结果。

但应用了肌电植入物（Myoelectric implants）的OI义肢却彻底免除了这些困扰，除了上文提到的将连接端锁入骨骼外，电极也将从骨髓处连接至对应肌肉与神经末梢，更精准地执行大脑对肢体下达的控制，更重要的是它并不受环境与汗水的影响，不会造成任何不适，这点已经得到临床证实，患者自从接受手术以来，不必从身体卸下，因为那已经被他视为身体的一部分。

尽管OI义肢被认为是相当具有潜力的科学技术，但在美国仍须经过一系列的临床试验才能证明这真的能在美国广泛施作，进而造福伤残士兵。

临床试验的4名病患者中，2名使用OI上肢、2名使用下肢，使用两家不同公司的产品，分别是美国捷迈公司与瑞典Integrum公司，而这项试验至少费时5年，因此距离真正能见到伤残士兵大量穿戴OI义肢尚有一段时日。

因OI义肢受惠的案例

在这里我们列举一些因伤而接受OI义肢的案例。

第一例是博德温中士，他在2012年1月31日的一次执行任务中，踩中了一枚隐藏的爆炸物，巨大的爆炸力和破片彻底毁了他的双腿，甚至连在场的同伴也无法寻找到他的断肢，自此博德温便注定成为一名截肢者。博德温订做了人工义肢，但即便在订做了15双后仍不能满意，因为身体与义肢固定处常常出现红肿甚至破皮流血，直到他自费飞往澳洲执行了OI义肢手术，2015年2月18日正是博德温重获新生的日子——他终于能舒服地靠一双OI义肢站立了。

另一个案例则是史密斯，他在2010年执行任务时踩到地雷，导致双腿必须截肢，尽管英国政府给他最佳的照顾，先为他固定传统人工义肢，并承诺在未来会移植OI义肢，但基于经费限制，英国防部一年仅能批准20名伤员接受OI义肢，然而等待者却超过250名，饱受身体苦痛的史密斯飞往澳洲自费进行OI手术。

而将缺陷转为优势的案例则有麻省理工学院的赫尔教授，他在年轻时的一场登山意外中因受冻而截去了两支小腿，但这并没用让他感到沮丧，赫尔全心投入于仿生肢体研发，不但让自己的行走坐卧毫无阻碍，甚至还能达成人类在攀岩上不可能做到的动作，比如将脚趾插入石缝中。而赫尔的努力也让其他人受惠：一名于波士顿爆炸案失去左脚的芭蕾舞者，甚至能用全新的仿生肢跳起华丽的舞步，丝毫不受肢体障碍的影响。

以上案例只是OI义肢受惠者的一部分，且也验证了OI技术已经成熟到能让截肢者完美地处理日常生活以及工作需求，当然也能让受伤军人重获新生，倘若OI义肢还能大幅降低成本，则未来也许就会如一位学者所言的那般美好，那就是：“人体永远不会有缺陷，有缺陷的是科技，因为科技的不纯熟才导致了人体的缺陷。”

编辑/郑双雁