本期为大家介绍一篇通过可生物降解的镁螺钉固定的血管化骨移植治疗股骨头坏死的文章。文章于2016年3月发表在Biomaterials期刊上，题目为：Vascularized bone grafting fixed bybiodegradable magnesium screw for treating osteonecrosis of the femoral head（通过可生物降解的镁螺钉固定的血管化骨移植治疗股骨头坏死）

期刊介绍：

BIOMATERIALS

IF=8.387

出版周期：双周刊

审稿周期：平均1.5月

官方网址：https://www.elsevier.com/journals/biomaterials/0142-9612

投稿须知：https://www.elsevier.com/journals/biomaterials/0142-9612/guide-for-authors

偏重的研究方向：生物材料(8)组织工程(4)药剂学(3)肿瘤诊断(3)纳米材料(2)蛋白载体(2)纳米递送(2)光动力治疗(2)蛋白质药物(1)靶向治疗(1)免疫学(1)抗肿瘤(1)靶向(1)心血管植入器械(1)再生医学(1)生物化学与分子生物学(1)生物物理(1)生命科学(1)药物学(1)医疗设备(1)

中国人发表的文章：2014年中国人文章占该期刊总数量为31%

研究背景：

• 股骨头骨坏死（ONFH）的发病率逐年上升，主要影响年轻和中年患者。

• 人工髋关节置换术仍是ARCO IV期患者治疗过程中应用最广的手术方法。但是该手术不适用于年轻人以及运动量较大的IV期ONFH患者。对于年轻患者，血管化骨移植的疗效优于髋关节置换术。

• 目前ARCO II期和III期患者进行血管化骨移植的疗效不太满意，术后骨瓣移位、对周围血管造成损伤、骨再生迟缓等问题依然存在。

• 目前临床使用的可降解材料易造成机体的排斥反应，近年来镁以及镁合金在骨植入材料中的应用已引起广泛关注。

研究设计：

• 一项前瞻性随机临床试验。

• 筛选出48位ONFH（29男，19女）患者，随机分为镁螺钉组（自体血管化骨移植加镁钉固定）和对照组（自体血管化骨移植不加固定）。

研究方法：

• 流程：

• 手术方法：在髂前上方4厘米处进行约12厘米的双曲线切口，用于前外侧接近髋关节。对缝匠肌和阔筋膜张肌之间的间隔进行定位并沿皮肤切口的方向切开。在暴露髋关节囊之前，将股直肌和臀中肌肌肉小心地分开。分离血管并结扎血管相应的血管分支。根据外侧股骨回旋血管上行分支的位置，从髂前上方取长约5厘米，宽3厘米的血管化骨瓣。将带蒂骨瓣保存在盐水包裹的纱布中供以后使用，并从该区域收获足量的自体松质髂骨。然后将关节囊切割成“T”形以暴露股骨头部和颈部。 通过在股骨颈旁边的股骨头底部的前部形成的50px×75px的骨窗除去坏死性病变并刮除。使用高速研磨钻头去除坏死骨并刮除股骨头中的空腔，直到观察到出血。用冲击器械提升股骨头塌陷区域，然后用自体骨移植物和先前收获的血管化骨移植物填充该区域。将植入的骨瓣用Mg螺钉固定，然后闭合伤口。

研究结果：

• Mg螺钉的降解速率。1个月、3个月、6个月、12个月时Mg螺钉分别为原尺寸的3.7±0.4%、9.3±0.8%、13.7±0.4%、25.2±1.8%。

• 与对照组相比，Mg螺钉组被植入的骨瓣Heinz值更高，证明Mg螺钉可以增加植入物周围组织的骨矿物密度。Mg螺钉组植入的骨瓣与残余骨之间的融合界面更大。

• 术后Mg降解过程中Mg螺钉组未发生骨瓣移位、脱出现象；对照组中有3（12%）例发生骨瓣脱垂。随访过程中，Mg螺钉组只有（28.7%）例发生股骨头塌陷；对照组中有6例（24%）。

• Mg植入后血清Mg、Ca和P未发生瞬时变化、且保持在正常生理范围内。

图1为用于骨瓣固定的镁基螺钉。(A)镁螺钉；（B）镁螺钉固定方法示意图。

图2为通过取髂骨骨瓣植入股骨头坏死患者在手术治疗示意图。A为应用镁螺钉固定坏死区。B为a:血管化的骨移植（左：髂骨骨瓣的来源；右：去除坏死骨后用Mg螺钉固定骨移植物）；b:股骨侧凸的上升分支；c：股骨头挖掘区；d:股动脉侧弯动脉；e:股动脉；f: 插入Mg螺钉用于骨瓣固定。

图3为Mg螺钉生物降解速率的时间变化。A-D：术后1个月、3个月、6个月、12个月时患者股骨头的X线成像。E：Mg螺钉的降解速率。1个月、3个月、6个月、12个月时镁螺钉分别为原尺寸的3.7±0.4%、9.3±0.8%、13.7±0.4%、25.2±1.8%。

图4为术前和Mg螺钉植入术后3、6、12个月的影像学图片。对照组(A-D)和Mg螺钉组（E-H）均未见骨吸收。

图5为术后6个月的CT图像：对照组的骨瓣（蓝环区）在股骨头外侧移位，提示骨瓣从初始植入部位移位(A、C、E和G)；Mg螺钉组的骨瓣（蓝色圆圈区域）发现在股骨头内，表明在Mg螺钉固定后没有发生位移。与对照组相比，Mg螺钉组被植入的骨瓣Heinz值更高，证明Mg螺钉可以增加植入物周围组织的骨矿物密度。白色箭头代表可生物降解的Mg螺钉，骨瓣周围有骨生长(B、D、F和H)。

图6为术后第0、1、7和14天患者血清中Ca，P和Mg的含量。术前、术后不同时间点三种矿质元素水平均无显著性差异。虚线是临床诊断Ca、P、Mg血清异常变化的生理范围。

研究讨论：

本研究是一项前瞻性随机化临床研究，采用Mg螺钉对血管化的骨瓣进行固定对ARCOII和III期ONFH患者进行手术干预。得出的结论是：与没有任何皮瓣固定的常规方法相比，Mg螺钉治疗功效更好、可以更好的稳定骨瓣；降解的Mg离子的合成代谢作用证明，在螺钉和骨瓣融合区域周围有比以往更佳的骨形成作用；Mg螺钉的降解速率是可耐受的；Mg螺钉生物相容性好，螺钉周围无组织坏死，植入后未发现血液生化指标异常。高纯度的Mg螺钉可以提供良好的骨螺钉固定，具有相当大的医疗应用潜力。

本研究的不足之处在于，Mg螺钉的适应症尚未明确。在外科系统应用之前，需要进行适应症的多中心、随机化前瞻性临床试验。