聊一聊可降解骨折内固定物

李 鹏

成都市青白江区人民医院 四川 成都 610300

1 传统的骨折内固定物存在着不足之处

在骨折手术过程中，需要在患者肢体骨折部位植入固定物，以重建患者骨骼的连续性，使患者受伤的肢体功能尽快恢复。传统的骨折植入物，有皮质骨螺钉、松质骨螺钉、中和钢板、支撑钢板、加压钢板、桥接钢板、髓内钉，等等。它们植入患者肢体后，可以使患者受伤的软组织与骨保持充足的血液流动，避免感染，加速断骨生长、愈合。这些植入物由强度极高的不锈钢、钛合金构成，它们不可降解。在患者骨折痊愈后，医务工作者需要对患者进行二次手术，取出这些不可降解的骨折植入物，给患者造成新的痛苦。若消毒不严格，骨折内固定物长期置留在患者体内还可能造成切口感染，引起各种并发疾，甚至导致患者终身残疾（据统计，骨折内固定手术后的感染率达5%～20%）。

这些问题引起了骨科专家与材料学家的关注，他们想，为什么不能发明可以降解的骨折内固定物呢？经过数十年的探索，专家们寻找到了一些可降解的骨折内固定物。——那就让我们来了解一下这些新的骨折内固定物吧。

2 可降解骨折内固定物之一——可降解聚乳酸

聚乳酸属于直链脂肪族聚酯，它没有任何毒性，对人体组织也没有刺激性。聚乳酸的分子式为（C3H402）n,它的密度可达1.20kg/l～1.30kg/l，它的拉伸强度可达40MPa～60MPa，它的熔点在155℃～180℃之间。1932年，美国杜邦公司首次成功合成聚乳酸，但分子量较低。经过二十年的不懈努力，1952年，杜邦公司合成高分子量的聚乳酸。又经过数十年的发展，高分子聚乳酸投入商业应用，成为一种重要的高分子合成材料。

虽然聚乳酸具有极高的强度与密度，但它却可以被降解，并被人体完全吸收；因而成为可降解骨折内固定物的首选材料。从上世纪九十年代开始，国内外的骨科专家便在研究如何用聚乳酸制造骨钉、接骨板，并在一些骨折患者身上进行临床试验。结果发现聚乳酸骨钉植入人体一两年后便可完全降解。但相较于不锈钢骨钉，聚乳酸骨钉的体积更大，强度却较差，尚须改进。

3 可降解骨折内固定物之二——可降解镁合金

我们知道，人体是由六十多种元素构成的，在人体中，不仅存在着大量的碳、氢、氧、氮元素，而且存在着钙、钠、钾、硫、磷、镁等微量元素。——据测算，镁在人体比重中占比约为0.05%，人体骨骼中一半的成分是镁。镁参与人体内部的新陈代谢，维持人体内离子平衡，并使人体的肌肉、骨骼、心脏、神经系统保持正常的功能。

有专家比较了人体骨骼、镁、不锈钢的密度，结果发现人体骨骼的密度小于2g/cm3，不锈钢密度为7.9g/cm3，而镁的密度为1.7g/cm3，极其接近人体骨骼密度。进一步的分析发现，不锈钢的屈服强度为136MPa，抗拉强度为518MPa，镁的屈服强度在140MPa以下，抗拉强度在220MPa以下，而且镁的比强度与比刚度较高，完全可以用来制作骨折内固定物。

2015年，美国医生伊格莱西亚斯用大白鼠进行试验，他在大白鼠断折的股骨内植入可降解镁合金髓内钉，再对大白鼠进行了长达13个月的观察。发现大白鼠的骨折完全愈合，而且大白鼠在十三个月中未出现切口感染，植入大白鼠体内的镁合金通过尿液被排出体外。

但可降解镁合金硬度较差，降解速度较快，降解时间较短，投入临床实用尚须时日。

4 可降解骨折内固定物之三——可降解锌合金

锌元素同样是人体内一种重要的微量元素，据测算，成年人体内的锌元素约有2g，仅次于铁。人体内28.5%的锌分布在骨骼中，62.2%的锌分布在肌肉中。人体免疫系统的运转、蛋白质的合成、DNA的合成，乃至伤口的愈合，都离不开锌。

虽然锌具有诸多优点，但它的密度却高达7.14g/cm3，远远高于骨骼密度。锌的抗拉强度不足20MPa，无法与不锈钢相比。但专家们还是想方设法克服了这些困难。——可降解锌-镁-钙合金已经研制成功，这种合金的屈服强度可达209.04MPa，抗拉强度可达331.51MPa，而且无毒、无刺激性，完全可以充当骨折内固定物。

但令人遗憾的是，人体摄入过量的锌会出现锌中毒，而专家们还不知如何控制锌合金骨折内固定物的降解速度。

相信在不久的将来，可降解骨折内固定物必将投入实用。