化茧成钢可降解蚕丝螺钉开启人体内固定

坚硬的金属材料一直是骨折后内固定手术的首选,但患者愈合取出金属内固定时,往往会造成二次手术创伤。

不久前,由医院雷伟教授、冯亚非副教授团队和中科院上海微系统所陶虎研究员团队共同开发的可降解蚕丝螺钉,能够利用其在人体环境中发生酶解的特性,实现在人体内功能修复的同时逐渐降解,并最终不在宿主体内残留,进而避免了二次手术取出。该螺钉是世界上首款实现人体内应用的可降解医用蚕丝骨钉,突破蚕丝骨科植入式医疗器械的临床产品空白,标志着人体内固定领域开启了蚕丝应用的新时代。

立足临床需求瞄准金属材料缺陷

在长期的临床应用过程中,金属材料逐渐显现出三大缺陷:一是金属内固定往往需要二次手术取出,大大增加了患者的痛苦及经济负担。二是金属的力学强度远远超过骨骼,导致应力遮挡,显著影响骨折愈合。另外,部分金属材料术后无法进行CT和磁共振拍摄;即使钛合金材料可以进行检查,也存在明显的伪影,螺钉周边模糊一团,严重影响影像观察的效果。

如何消除应力遮挡,研发与骨骼力学匹配性更适宜的材料?如何实现材料体内的安全降解,远离二次手术带来的伤害?又如何避免金属材料伪影,让患者不再为术后影像检查担忧不已?让人类摆脱金属内固定的束缚,这是摆在医学家和科学家面前的重大课题。

针对目前金属材料的缺点,科学家与医学家进行无数尝试,研制出基于金属的镁、无机羟基磷灰石和合成有机聚乳酸(PLA)等可吸收螺钉。据团队成员相庚讲师介绍,目前临床已经应用的“聚乳酸可吸收螺钉”是由聚乳酸材料加工而成,属于合成有机材料。聚乳酸通常在植入体内后12-18个月后降解为乳酸,又进一步分解成水和二氧化碳,无须二次手术取出,有效缓解了患者的痛苦和经济压力。而镁合金作为体内降解的金属材料,具有良好的力学强度和生物相容性,其内固定产品也已经进入临床试验阶段。但有报道称目前的可吸收螺钉仍存在降解速度过快、螺钉周边迟发型炎症反应,降解部位无法实现骨替代长入等问题,限制了可降解材料在临床上的推广。

随着材料科学技术的不断发展,可吸收内固定材料的不断完善,作为天然有机材料的蚕丝越来越受到科学家们的


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