鎂基骨科植入物可安全生物降解并促進(jìn)骨骼生長

(Medical Xpress)——來自韓國的研究人員在對 53 名患者進(jìn)行的初步臨床試驗中表明，一年后，他們的鎂鈣鋅骨科植入物可以通過模仿人體的鈣化基質(zhì)來刺激新骨生長，同時植入物可以安全降解。他們的工作發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》上。

螺釘、桿或金屬板形式的骨科植入物用于將骨折的骨頭固定到位，以便它們正常愈合。通常，這需要進(jìn)行初次手術(shù)插入裝置，然后進(jìn)行第二次手術(shù)將其取出。替代方案是可生物降解的植入物。研究人員利用鎂基植入物探索了這一想法，因為已知鎂會在體內(nèi)降解。然而，該領(lǐng)域取得的成功有限。

李等人。試圖了解鎂合金植入物如何在分子水平上與周圍骨骼相互作用，以生產(chǎn)可生物降解并刺激新骨生長的合金。他們之前的工作表明，Mg-5wt%Ca-1wt%Zn 可以作為堅固的植入物，但會隨著時間的推移而降解。此外，鈣和鋅成分分別足以促進(jìn)骨骼形成和重塑。在這篇論文中，他們報告了一項長期臨床研究的結(jié)果，其中 53 名手部骨折的患者接受了 Mg-5wt%Ca-1wt%Zn 骨植入物，并對周圍的骨骼進(jìn)行了宏觀研究，微米和納米水平來確定骨骼在這些水平上發(fā)生的情況。

利用組織學(xué)染色技術(shù)，他們能夠區(qū)分植入部位的新骨和舊骨。他們使用 SEM 和 TEM 研究新骨部位，發(fā)現(xiàn)新骨形成部位似乎是植入物降解產(chǎn)物的結(jié)果，它誘導(dǎo)了人體的自然骨形成系統(tǒng)。

通過將骨骼分為從鎂合金植入物和骨折界面輻射的幾個區(qū)域，進(jìn)一步研究了研究領(lǐng)域。區(qū)域I位于與從該界面向外延伸的后續(xù)區(qū)域(即，區(qū)域II、III、IV等)的界面處。根據(jù)熒光和 SEM 研究確定不同的區(qū)域，表明不同的化學(xué)成分。

他們發(fā)現(xiàn)，區(qū)域I具有較高的鎂和氧含量，區(qū)域II具有較高的鈣和磷含量，而區(qū)域III則顯示出典型的骨狀微觀結(jié)構(gòu)。在區(qū)域 II 內(nèi)，有兩種形態(tài)：非晶環(huán)形圖案和晶體結(jié)構(gòu)。作者認(rèn)為，區(qū)域 I 主要是 Mg(OH)2，而區(qū)域 II 則同時含有磷酸鈣 (Ca3(PO4)2) 和羥基磷灰石 (Ca5(PO4)3OH)。

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