8月29日醫(yī)學頂級雜志《Nature Medicine》上發(fā)表了一項南京大學醫(yī)學院助理研究員張翼峰等人的研究成果，這項研究很好地解釋了鎂金屬體內成骨效應的機理，并首次在動物模型中用鎂金屬促進了骨質疏松骨折的愈合，為可降解鎂金屬在骨科的臨床應用奠定了理論基礎。

　　目前中國已經(jīng)進入老齡化社會，50歲以上人口已達3億，其中老年性骨質疏松患者超過7000萬，這部分人群很容易發(fā)生骨質疏松骨折。相比較年輕人的骨折，老年性骨質疏松骨折較難愈合，而且老年人耐受手術的能力也比較差，二次手術取出骨折固定物時發(fā)生意外的危險會增加。所以尋找一種骨折內固定材料，它要具備很好的成骨能力，可以有效促進骨質疏松骨折愈合，并且自身能夠在體內降解，從而避免二次手術，就成為臨床醫(yī)生和材料科學家們共同追求的目標。

　　現(xiàn)在，科研人員終于找到了這樣一種能夠滿足上述苛刻要求的金屬——鎂。

　　自上世紀初金屬鎂進入工業(yè)量產(chǎn)后，就被當時歐洲的骨科醫(yī)生嘗試用做骨折內固定材料。當時生產(chǎn)的鎂金屬純度不高，在體內會快速降解，造成較大的組織反應以及材料本身的破壞。2006年以來，國際鎂金屬研究的主要科學家如北京大學工學院的鄭玉峰教授和德國柏林大學醫(yī)學院的Frank Witte教授嘗試用合金鎂來延緩鎂的快速降解。在觀察動物體內鎂合金材料降解速度的實驗中，包括香港中文大學醫(yī)學院秦嶺教授在內的很多課題組都發(fā)現(xiàn)鎂金屬在動物體內有很強的成骨效應。鎂為什么會有如此強烈的成骨效應?——成為材料學界和骨科學界非常關注的問題。

　　張翼峰博士和許建坤博士發(fā)現(xiàn)鎂的成骨效應是通過長骨最外層的骨膜實現(xiàn)的。骨膜是動物(包括人體)長骨表面的一層薄薄的纖維膜，其中分布有大量的感覺神經(jīng)纖維和干細胞。他們發(fā)現(xiàn)植入骨髓腔的鎂針降解后產(chǎn)生的鎂離子可以擴散到骨膜部位，增強骨膜組織中感覺神經(jīng)末梢突觸的可塑性，從而使神經(jīng)末梢釋放出更多的神經(jīng)遞質CGRP(降鈣素基因相關肽)。他們進一步證實這種神經(jīng)遞質CGRP能夠促進骨膜內干細胞分化成骨。

　　張翼峰、許建坤等人的發(fā)現(xiàn)提示鎂可以用于骨質疏松骨折的固定，并促進骨折愈合。雖然純鎂或鎂合金本身的強度可以固定動物骨折，但隨著體內降解，其強度會在較短時間內下降，從而難以持續(xù)固定骨折斷端。為此，研究人員設計了不銹鋼髓內針藥物遞送支架，支架中空可加載鎂細針，支架中部與骨折線所在部位開有交替排列孔洞，可使支架內的鎂離子釋放到骨折斷端部位。體內實驗結果證實鎂金屬確實顯著促進大鼠骨質疏松骨折的愈合。

　　這項研究很好地解釋了鎂金屬體內成骨效應的機理，揭示了外周感覺神經(jīng)在骨代謝中的關鍵作用，并首次在動物模型中用鎂金屬促進了骨質疏松骨折的愈合，為可降解鎂金屬在骨科的臨床應用奠定了理論基礎。文章于2016年8月29日以Article的形式在線發(fā)表于權威醫(yī)學雜志《Nature Medicine》。研究者設計的藥物加載髓內針支架于2015年獲得第43屆“日內瓦國際發(fā)明獎”銀獎，并申請國際專利。

　　目前南京大學醫(yī)學院與南京師范大學和北京大學合作，對鎂金屬降解行為進行可控設計，后續(xù)研究將克服純鎂及鎂合金短期內快速降解的缺陷，保持鎂金屬材料在體內形態(tài)和力學性能的完整至骨折愈合完成。

　　課題組有望在不久的將來設計出能夠直接用于人體的可降解鎂金屬骨折內固定材料，促進骨質疏松骨折愈合，避免二次手術，減輕病人痛苦和經(jīng)濟負擔。

　　文章作者為南京大學醫(yī)學院張翼峰博士、香港中文大學醫(yī)學院許建坤博士、阮曄純助理教授，通訊作者為香港中文大學秦嶺教授和北京大學鄭玉峰教授。在此，作者向本項工作的所有參與者致謝!