骨科內固定材料是什麼?

骨科內固定材料是用來治療骨骼一類疾病的治療器材， 而骨科內固定材料可以有效達到修復骨骼受傷的組織， 然後還可以用來固定骨骼的一種器材， 一般情況下骨科內固定材料是由進口金屬固定器材所製作而成， 可以植入人體骨骼關節部位， 達到治療骨科疾病的功效， 而且對身體沒有很大的傷害。

骨科內固定材料是什麼?

目前金屬內固定材料仍發揮重要作用， 協助修復或替換已經患病或受損的骨組織。 金屬內固定材料的高比強度和抗斷裂韌性的特點， 使其適合成為固定裝置。 常用的骨科內固定材料包括不銹鋼、鈦、鈷-鉻合金等。 但是， 這些金屬生物材料在腐蝕或磨損過程中， 可能釋放有毒金屬離子和/或顆粒， 導致炎症級聯反應， 造成生物相容性的減少， 導致骨溶解， 甚至置入物失敗， 且其彈性模量與天然骨組織不能很好匹配，

形成應力遮擋效應， 抑制了新骨形成和重建， 降低了置入物的穩定性， 在體內可永久存在則需通過二次手術去除， 增加了患者的痛苦及醫療費用。 另外， 其降解速度難以控制， 降解產物易引起無菌性炎症。

鎂是一種輕金屬， 密度約為1.74g/cm3(密度僅為鋁合金的2/3， 鋼的1/4)， 抗斷裂韌性比陶瓷大的多， 與其他常用的金屬置入物相比， 彈性模量和比強度更接近天然骨， 鎂離子還能夠刺激骨折端硬骨痂的生成、誘導成骨， 促進骨折癒合， 並刺激軟骨生成。 另外， 鎂是許多酶的輔助因數， 可穩定DNA和RNA的結構。

zreiqat等發現Ⅰ型膠原蛋白表達也明顯增高， 同時檢測到整合素α5β1和β1配體表達明顯增高， 提示鎂離子能促進成骨細胞的增殖與黏附。 Mg2+是人體新陳代謝的關鍵， 存在于天然骨組織中， 在人體陽離子中排第4位， 正常70kg的成人大概含1mol， 其中大約一半的鎂存在於骨組織中。 細胞外液中鎂的水準範圍在0.7～1.05mmol/L， 在體內由腎臟和腸維持平衡。 當血清鎂含量超過1.05mmol/L時， 可引起肌肉癱瘓、低血壓和呼吸窘迫， 高達6～7mmol/L時可致心臟驟停，

但高鎂血症發病率較罕見， 原因是其常隨尿液排出。 鎂在體內電解質環境中， 會腐蝕形成一種可溶性的、無毒的氧化物， 由尿液排出。

因此， 鎂及其合金作為可降解、承載負重的骨科置入物， 經過12～18周骨癒合期， 仍能保持力學完整性， 最終被自然組織所取代。 但是， 人體體液比自然環境更複雜， 體液內的氯化物含量約為150mmol/L， 其他陰離子對鎂也有腐蝕作用， 純鎂在生理pH(7.4～7.6)和高Cl-環境中會快速降解腐蝕(腐蝕反應為:Mg(s)+2H2O→Mg(OH)2(s)+H2(g)(1);Mg(s)+2Cl-(aq)→MgCl2(2);Mg(OH)2(s)+2Cl-→MgCl2(3))， 鎂置入物在骨折完整癒合前， 就失去了力學完整性， 且在腐蝕過程中產生氫氣的速率超過了宿主組織的處理速度。

儘管有了一些早期的成功嘗試， 該金屬置入物仍未能在臨床中廣泛應用。 但仍存在一些方法， 如應用合金元素和防護塗料， 降低其腐蝕速度， 當然這些處理也必須使用無毒的生物相容材料。