中大醫健園｜獲獎治骨折新法可降解鎂金屬駁骨免二次拆除手術

2022-05-02 00:00

骨折手術一般要用鋼或鈦金屬骨板、骨釘固定斷骨，然而康復後或須再次動手術移除固定物。中大醫學院矯形外科及創傷學系團隊研發以鎂金屬作植入物，藉其可降解特性，不但能免除二次手術之苦，分解出的物質更能促進骨質生長，增加瘉合後的骨強度，這對患有骨質疏鬆的骨折病人更是福音。
奪得發明金獎

很多人知道身體骨骼含鈣質，其實鎂亦是骨骼、肌肉細胞及神經系統的重要成分。鎂除可成為維持身體機能的微量元素，對骨折病人更有獨特功用。早前中大醫學院團隊研發利用鎂作為混合性內植物以固定骨折位置，贏得「2022年日內瓦國際發明展」金獎。據香港中文大學卓敏矯形外科及創傷學系教授兼實驗室主任秦嶺指，想到以鎂作為骨折手術固定物，全因他年輕時的意外經歷。「上世紀九十年代初在瑞士雪地運動時遇上意外，顴骨骨折，當下即以不鏽鋼板來接駁顴骨，康復後一年，醫生卻指因患處太近眼睛，有可能引致感染發炎，建議進行二次手術將金屬固定物移除，得悉那刻壓力非常巨大。」正因為曾受再捱一刀之苦，令秦教授開始研發利用體內可降解鎂金屬，代替不鏽鋼或鈦合金，作為駁骨手術固定物的材料。
有效促進成骨

秦教授指出，百年前已有歐洲人想到用鎂金屬治療骨折，惟後來不鏽鋼及鈦金屬研發成功，當時鎂金屬純度和合金工藝不過關，相關臨牀研究才慢慢停下。然而近年人均壽命延長，骨質疏鬆引致骨折的情況愈來愈多，以鎂作為駁骨材料，比不鏽鋼及鈦金屬更有助骨骼瘉合，於是重新成為研究目標。

秦教授說：「以鎂作為植入物好處甚多，它不但在地球蘊含量較鐵或鋁更多，而且可通過工業提煉成純鎂或鎂合金，適合製成鎂釘等用於手術固定，加上鎂金屬的剛度接近骨質，不似不鏽鋼或鈦金屬等傳統物料因硬度過強，接駁斷骨後會出現被固定骨不受力情況，影響斷骨生長瘉合，因此是上佳的駁骨物料。」

不過說到鎂的最大優點，便是它可降解的特性，原來鎂金屬可在人體內自行分解，其釋放出的鎂離子和氫氣，有促進骨骼生長的作用。「鎂金屬降解稱鎂離子，能使局部成為鹼性環境和氫氣，不但可以防止炎症，也可讓骨痂生長更多，而氫氣亦可作為血供的『養料』，有助骨骼修復，成骨效果更佳。」

以不可降解植入物進行骨折手術，康復後如出現發炎情況（圖右），有需要進行二次手術移除植入物。

瘉合更快康復後增骨骼強度

鎂金屬在人體內慢慢分解消失，沒有金屬固定物料引致炎症的風險，可減低要再次進行取出植入物手術的機會。「鎂的降解速度，視乎其純度而定，純度愈高降解速度愈慢，更能配合作為骨科植入物的需要。」至於在體內需時多久可全部降解，秦教授指要視乎所用的鎂釘或鎂板大小和植入部位，像用於固定髖骨的純鎂釘，大約十二個月便會降解一半，約兩、三年時間會完全消失。秦教授表示，鎂既是人體所需成分之一，過往研究亦指降解後在人體血液含量也不會超出人體內安全指標，其生物安全性好，惟要考慮的是，鎂的降解速度可能較骨折瘉合更快，若在患處太大及負重的骨塊中使用，未待骨折康復已開始分解會有再度折斷風險，因此秦教授指現在會按照實際斷骨位置及受力等情況，研究利用最佳的鎂植入物手術方案，包括利用純鎂或鎂合金，或以鎂釘配合不鏽鋼或鈦鎖定板的組合器械進行治療。　

「現在研究成果顯示以鎂釘進行骨折固定手術，除可減少移除植入物數量，康復後骨骼強度，也較使用不鏽鋼或鈦金屬等傳統物料高出三分之一，亦可顯著縮短瘉合時間達三成。」

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