葛子钢，北京大学生物医学工程系教授、研究员、博士生导师。主要研究方向：软骨修复生物材料、电刺激干细胞软骨分化、巨噬细胞与软骨再生。
再生医学一直很重要
从宏观说，它是“健康中国纲要”的重要内容，也是实现中华民族伟大复兴的基石。
从微观说，它的每一个进步都可能给临床医学带来重大影响，它是各国医学科研争夺的前沿阵地。
骨关节疾病大多不关乎生死，但它对于每个人生活质量的影响却不容忽视。尤其是随着老龄化的到来，人们对生活品质要求的提升，骨关节疾病越来越受到重视。
近些年的研究显示，骨骼肌肉系统比教科书所讲的更加深入地参与到我们的机体功能上，它不仅是内分泌器官，还活跃地调控了脑神经。骨骼肌肉系统疾病会显著改变患者的生活方式、健康状况以及预期寿命。
软骨修复，人们愈挫愈勇
在骨关节疾病中，软骨损伤修复是重要的一环。若我们能够修复损伤的软骨，那么很多疾病和痛苦都将随之消失。可惜的是，由于软骨组织缺乏血管和神经，它自我修复能力极为有限，一旦损伤往往引发不可逆的病理改变，并逐步恶化，直至发展为骨关节炎，严重影响关节功能。
为了人为地帮助软骨提升修复能力，人们想了很多方法，如微骨折、软骨移植、软骨细胞移植等方法。
尝试一：微骨折法
不足：“新软骨”是个假李逵
微骨折手术是通过关节镜微创手术，医生首先清除关节中已经钙化的软骨，然后在软骨有缺损的位置，在软骨下方的骨头上钻出小孔，令一部分骨髓和血液从孔中渗出，形成血液凝块。这种血液凝块中含有干细胞，可以从中分化形成类软骨的细胞。人体自身会将微骨折的部位当做机体损伤来应对，为患者提供新的替代性软骨。但是，这种方法形成的并非真正的关节软骨，而是一种类似关节软骨的性能较差的纤维组织，且术后恢复期相当长，可能需要半年到一年的时间。
尝试二：马赛克成形术
不足：移植原料捉襟见肘
自体骨软骨移植术又叫马赛克成形术。顾名思义，该技术就是如镶嵌马赛克一样将不同直径的正常骨软骨复合体置于软骨缺损区。
一般选择膝关节非负重区域的正常软骨及其下方骨质作为供体，取直径5～12mm、长10～20mm的柱状骨软骨复合体，清理受损的软骨面及其下方骨质，将供体置于缺损区。由于供区有限，所以采用该方法能修复的软骨缺损面积比较有限。
另外，该手术操作繁琐，对人体创伤也较大。
尝试三：自体软骨细胞移植
不足：二次手术很繁琐
自体软骨细胞移植(ACI)是最近才开始尝试的新方法。它是通过取患者自身的关节软骨细胞在体外进行培养和增殖，然后再植入软骨缺损区。
该方法需要经过两次手术来完成：第一次手术评估软骨缺损，并取软骨细胞组织；经过大约两周的培养后，在第二次手术时再植入缺损区域。
不仅如此，上述方法还有个统一的缺陷，就是修复的组织以纤维软骨为主，缺少正常透明软骨的多层结构、力学性能等。所以说，人们还要探索更好的软骨修复方法，比如软骨再生。
软骨再生，或能解决难题
葛子钢团队对于软骨再生的研究主要聚焦在膝关节软骨的研究。原因是中国人膝关节骨关节炎发病率真的很高。
围绕软骨再生这个主题，他们用了十多年，兜兜转转，先后尝试了生物材料修复软骨的组织工程研究、电刺激干细胞成软骨分化促进软骨再生、巨噬细胞与软骨再生研究，这一系列研究给我们的整体感觉是，要想刺激软骨再生真的很难，有太多看得见和仍然未知的“坎”需要一步一步地去迈。
当然，他们并不孤单，国际上做同类研究探索的团队还有很多，要不怎么那么多人引用他们的文章呢？
“纳秒脉冲电场调控成体干细胞的干性和分化潜能”是葛子钢实验室近10年来研究的重点方向，也是它让他们在同行中显得有些突出。
电作为一种生物物理信号，可以认为是给细胞“按摩理疗”。当电场存在时间足够短的时候，比如微秒电场，就可以在那一瞬间击穿细胞膜，帮助细胞外的药物进入细胞。目前这种方法在癌症治疗中尝试较多。
如果说微秒是一瞬间，那么纳秒就是一瞬间的一瞬间。而纳秒脉冲电场就是将电场作用时间精确控制在纳秒级别，它有更强的细胞穿透性，同时热量低、场强高，显著拓展了生物学效应。（呃，这句，小编实在没看懂！）
葛子钢教授解释了：就是借助纳秒脉冲电场，不仅可以直击目标细胞，更可以“瞄准”目标细胞器如细胞核，影响细胞核功能。
这个“大杀器”对大多数人来说似乎没啥用，但对葛子钢他们不一样。因为他们曾经找出了间充质干细胞向软骨细胞分化的多个信号通路，只是它们被保护在细胞里，看得见摸不着。现在，总算可以试着“干预”一下了。
“干预”的结果是，纳秒电脉冲特异性激活了Wnt/β-catenin、JNK/CREB-STAT3等信号通路，促进了间充质干细胞成软骨分化，显著促进软骨损伤大鼠的软骨修复和再生。
而且，调整纳秒脉冲电场的多种参数，如脉宽、场强、频率、刺激次数以及刺激时间等，还能产生不同的效果，专业的话是“带来不同的生物学效应以及细胞的特异性反应”。
畅想一下，等这个技术真正转化到临床的那一天，我们有可能通过一个通电的纳秒脉冲小机器，调节众多参数，就可以指挥骨关节内的间充质干细胞向软骨分化，帮我们治疗关节炎。
葛子钢教授的研究不仅在基础科学界得到了同行的广泛认可，也得到了骨科临床专家的好评，我们来听听林剑浩教授是如何评价这项研究的。
临床专家谈
林剑浩，主任医师，教授，博士生导师，医院关节病诊疗研究中心主任、北京厚爱关节健康公益基金会理事长。重点研究方向：老年常见骨关节炎的综合治疗与预防;人工关节疗效的长期跟踪分析，骨关节炎发病机制分析等。
成功需要智慧，更需要坚持四十五岁以上成人，超过1/10都有过各种关节痛。表现为关节痛，上下楼、坐起困难，严重影响日常生活。其实，骨关节炎问题主要在软骨，各种原因导致的骨关节炎最后都集中表现为软骨变薄、破碎、脱落等现象。通俗来讲，治好软骨，就是治好骨关节炎。近三十年，世界各国在软骨再生领域投入了大量人力物力，取得很多阶段性成果，但最后能临床应用的寥寥无几，足见软骨再生领域之艰难。正如葛子钢教授所言“这些研究漫长而繁琐”。成功需要智慧，更需要坚持。十年来，葛子钢教授团队独辟蹊径，潜心贯注研究脉冲电场对干细胞软骨分化的调控，研究成果获得了同行高度认可。衷心希望他们科研之路越走越顺，成果早日应用于临床。文/健康报记者郑颖璠
编辑制作/夏海波
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