颌骨手术中可生物降解的镁骨板和螺钉固定 (MgJawSurgery)

接骨板和螺钉固定是颌骨手术中公认的内固定系统，包括骨折固定、正颌手术和颅面重建。 随着钛及其合金的发展，由于其优异的机械性能和生物相容性，已成为内固定的主要材料。 然而，钛具有某些缺点，例如与骨相比刚性过高，这可能导致应力屏蔽和随后的骨吸收。 此外，钛板和螺钉固定旨在在骨愈合过程中提供临时机械支撑，并且可能需要在骨愈合后通过二次手术移除，从而增加医疗负担。 如果留在原位，钛会由于光束硬化效应而干扰 X 射线成像。

为了解决钛固定的局限性，研究人员一直在探索开发用于内固定的替代材料。 生物可吸收系统利用可生物降解材料进行接骨板和螺钉固定，从而无需进行二次手术来移除硬件。 这些可生物降解的系统避免了与应力屏蔽或 X 射线散射相关的长期问题。 市售的可生物降解的接骨材料包括高分子量聚合物，例如聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)和聚(乳酸-乙醇酸)共聚物(PLGA)。 然而，这些可生物降解的聚合物表现出不足的机械强度，需要增加尺寸并导致体积庞大，可能妨碍应用。 此外，次优的生物相容性会引起异物反应并阻碍正常的骨愈合。 最后，控制聚合物的生物降解率具有挑战性，这可能超过正常的骨愈合并导致术后并发症，例如畸形愈合或骨不连。

近年来，大量研究表明，镁已成为一种有前景的可生物降解内固定金属。 镁的机械性能比刚性钛或不锈钢材料更接近人体骨骼，有效缓解应力屏蔽和 X 射线散射的缺点。 在体内，镁板和螺钉逐渐溶解，释放出镁离子和氢气。 镁离子是人体必需的，可以被代谢而不会造成伤害。 氢气在组织中的积聚可能会导致暂时的肿胀或不适，通常随着气体随着时间的推移消散而消失。 更重要的是，镁在促进骨再生方面表现出显着的生物活性，引发了人们对基础生物力学研究的兴趣激增。 其卓越的生物活性甚至在具有挑战性的临床情况下得到了证明。 因此，镁独特而优越的特性使其成为有前途的下一代人体内固定生物医学植入物。

镁基材料在骨外科中的应用可以追溯到1906年，最近的进展导致Synntellix AG（德国）和U&I Corporation（韩国）等公司开发了可生物降解的内固定装置[7]。 这些固定系统，包括 MAGNEZIX®（Mg-Y-Re-Zr 合金螺钉）和 RESOMET™（Mg-Ca-Zn 合金螺钉），在多个国家的各种临床研究中显示出有希望的结果，可治疗拇外翻、股骨头坏死和桡骨远端骨折。 但考虑到合金元素对患者的潜在健康风险，中国研究团队一直致力于开发用于内固定用途的高纯镁。

中国已成功开展了大量利用高纯镁的人体临床研究。 2015年，Yu等人。采用高纯度镁螺钉来固定股骨颈骨折移位的年轻人的血管化骨移植物。 经过 16 个月的随访，患者在功能指标 Harris 髋关节评分方面取得了满意的结果，并且股骨头坏死和骨不连等并发症的发生率较低。 2016 年，赵等人。在一项临床试验中使用高纯度镁螺钉来固定股骨头坏死中的血管化骨移植物。 在 12 个月的随访期内，接受镁螺钉治疗的患者在功能评分和减少骨移植物移位方面表现出更令人满意的结果。 血清镁水平保持在正常生理范围内，并且不存在镁降解产物引起的潜在副作用。 2019 年，陈等人。在病例报告中，利用高纯度镁螺钉固定血管化骨移植物以治疗创伤引起的股骨头坏死。 在功能恢复方面取得了令人满意的结果，镁螺钉在两年多的时间里逐渐退化，没有任何明显的副作用。

尽管镁基固定具有潜力，但由于其在承重区域使用时机械强度相对较弱，因此在骨科领域面临挑战，并且迄今为止尚未针对此类情况进行临床试验。 理论上，髋关节区域的固定必须承受超过 2000N 的力，或三倍于体重的力，该力在功能动员期间可能会增加。 研究人员一直在探索涂层策略，以减缓镁在体内的降解，从而延长骨科愈合的机械支持。 他们还在研究冶金技术以增强镁固定装置的机械强度。 相反，颌骨手术可能受益于镁基固定，因为与肢体或脊柱固定相比，其力负荷要求相对较低。 下颌骨的法向力约为 400N，内复位后一周降至 115N，六周降至 250N。 因此，镁固定有望在颌骨手术中成功应用。

尽管如此，由于该领域的临床研究有限，需要付出相当大的努力才能彻底理解镁基材料在颌骨手术中的好处，并为其实施制定新的手术方案。 本研究旨在探讨镁在颌骨手术中骨固定的应用，并全面评估手术结果。 该研究将有助于更深入地了解在颌骨手术中使用镁作为内固定物，并有望为利用可生物降解固定的新手术方案铺平道路。 最终，这可能会改善患者的治疗效果并减轻医疗负担。