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。
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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