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學術探奇

從雪犂意外得到啟發

駁骨鎂術家秦嶺

秦嶺教授:「鎂對身體有益,也是身體的一部分。」

現時手術一般採用硬度較高的鈦金屬骨釘、骨板,以固定骨折之處,但這些物料不會在人體內分解,骨折處癒合後,便要進行第二次手術移除。秦嶺教授研究的鎂製固定物,則可在人體內自行分解,減低感染風險,日後也不用移除。

鎂質是人體日常所需的微量營養素,可從食物攝取。新矯形物料可以自然分解,便衍生出另一優點,就是為人體補充鎂質,幫助維持身體機能。鎂是生物活性物質,鈦和鋼則是生物惰性物質。

如果秦教授當日沒有遇險,便可能走不一樣的路。他是最早參加雪犂賽事的人士之一。雪犂的構造與三輪車相似,只是車輪以雪橇代替;在比賽中,運動員鬥快滑下山坡。新成立的雪犂聯會推廣這項競技運動,邀請多國人士參賽。

秦教授當時在科隆的德國體育大學攻讀博士學位,獲邀參加雪犂錦標賽,他欣然赴會。他參加過三場賽事,但在瑞士達沃斯高難度滑雪場遇上勁敵。

他在賽事中落後,最終失控衝出賽道,撞擊後其顴骨有兩處骨折。當醫生說可以用不鏽鋼固定物來接駁顴骨,秦教授不假思索便同意。

秦教授說:「人受傷時,當然渴望盡快接受手術。」

但手術後不出一年,其醫生建議移除固定物,因為眼窩四周的微小移動可能引發感染。要在臉上施行第二次大型手術,秦教授頓感晴天霹靂:「心理壓力比財政壓力更大。」

之後,秦教授決定鑽研骨折修復,最終想到以鎂金屬作為材料。

鎂的強度不及鈦等金屬,但這反而是一大優點。植入鈦製固定物,人體便會慢慢倚賴它來固定患處,窒礙新骨生長和癒合。反之,植入鎂製固定物,新骨便會在骨折處附近生長,癒合效果更佳。

高純度鎂金屬釘和骨板

人體內近三百種酵素反應都要鎂來輔助進行。綠葉蔬菜、杏仁和腰果等堅果、豆奶和全穀類等食物都含鎂質,鎂質可以增強骨骼、促進肌肉生長,及保護神經系統。

歐洲早在一個世紀前已把鎂應用於醫療上。然而,今天所生產的鎂,純度卻不可同日而語。十年前,如果製造商可以生產純度達百分之九十九的鎂,便已心滿意足;但要用於手術,便得精益求精。在過去十年,鎂的生產純度已達99.99%。

秦教授的團隊特別就髖部傷患研發了鎂釘,可於兩年內完全分解,從而幫助癒合位置的新骨生長。去年 Nature Medicine 期刊便刊出相關研究成果。此外,秦教授撰寫以鎂釘來固定駁骨位置的論文,也獲另一權威期刊 Biomaterials 刊登。

秦教授不但在矯形外科及創傷學系任教,還是骨關節肌肉研究實驗室骨骼健康及評定中心的主管。除了針對髖部傷患外,秦教授也試驗用鎂材料醫治前十字韌帶的勞損。髖部傷患對於長者尤其危險,因為他們容易在醫院受感染而引起併發症;前十字韌帶的勞損則在15至25歲的年輕病人中常見。醫生難以把韌帶縫合,要在膝蓋上鑽洞,鞏固植入部分。

如果採用普通金屬骨釘,便會有膝蓋持續磨損的風險,最終導致接駁位置擴濶。相反,鎂釘刺激四周的骨頭生長,然後在原位自行分解。

秦教授團隊研發的鎂製骨釘可以自行分解,從而幫助患處新骨生長(圖片來源:  Zhao DW, et al. <em>Biomaterials </em>2016)

秦教授已在實驗老鼠、兔子和羊身上取得成功。他更與華北大連一家醫院合作,進行單一中心臨床試驗,於二百名骨折病人身上成功運用鎂釘固定患處。

人類以雙腳行走,其承重構造與四腳動物有別。國家食品藥品監督管理總局現在進行多中心臨床試驗,評估鎂製固定物的用途,秦教授希望可以早日幫助同胞,同時提升香港的骨科新醫療器械產品研發水平。


秦教授與華南的公司合作,將其發明轉化為商機,在東莞興建了生產基地,生產髖骨用的螺絲釘。

秦教授解釋道:「鎂不是新物料,但我們在醫學的範疇發現新用途。它對身體有 益,也是身體的一部分。」

倘中英文版本出現歧義,概以英文版本為準。

 

本文出自中大主網頁(2018年2月)

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秦嶺 醫療植入物 矯形外科及創傷學系 骨關節肌肉研究實驗室 骨骼健康及評定中心 矯形外科 創傷學 醫學院 主管 教授