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2018年4月25日

陳春燕 大學道

中文大學骨科教授 研製完「鎂」駁骨金屬

根據統計處推算,香港人口將持續老化,65歲及以上長者的比例,於2036年會增至31%。骨質疏鬆、骨折是老化帶來的健康問題之一。香港人普遍運動量、維他命D和鈣的攝取量不足,髖關節、脊椎及手腕最常出現骨折。治療骨折的方法之一是用鋼釘或鈦釘、釘板固定。但這些物料比骨骼硬,而且不會分解,需要再做拆除手術,留下的釘孔容易再引起骨折。

親身經歷過嚴重骨折、二次手術的壓力,中大矯形外科及創傷學系(骨科)的秦嶺教授開始鑽研可降解的鎂金屬固定物,想出一套完「鎂」駁骨術。

因為喜歡體育運動,秦教授在北京體育大學畢業後去到科隆的德國體育大學攻讀博士,專業是運動創傷學、運動醫學和康復學。當時新成立的雪犂聯會要推廣雪犂(雪犂與單車的構造相似,只是車輪變成滑雪板)這項競技運動,邀請多國人士參賽,教授便是中國隊的其中一員。

受意外啟發

在雪犂比賽中,運動員要鬥快滑下山坡,意外發生在秦教授第三次出賽的時候。「1991年,我到瑞士的達沃斯(Davos)參加雪犂錦標賽。練習時,我從最高、最陡的黑色跑道滑下來,前面剛好有人停在跑道旁邊。跑道不寬,我怕撞到他們,就衝出了跑道。」他回想道。

白茫茫的一片雪地下可能是平地,也可能是一個坑。教授衝下去的便是一個坑,頭撞到雪犁上,結果顴骨兩處骨折。其時醫生用不銹鋼固定物幫他接駁顴骨。可手術後一年,醫生通知教授要把固定物取出來,他頓感晴天霹靂。「感覺跟第一次手術不一樣。人受傷時,當然渴望盡快接受手術,再大的痛苦都不是什麼事情。但傷口已長好了,要在臉上再施一次手術,多了傷疤之餘,又怕傷到眼球。手術風險加上費用,心理、財政壓力很大。」

自此,秦教授對骨折修復產生了很大的興趣。剛好當時國際上在這一方面發表得最多文獻、研究做得最好的地方正是Davos。於是他博士畢業後又到Davos,在世界知名的國際骨折內固定研究所(The AO Research Institute)從事博士後研究,開始做很多骨質疏鬆、藥物發展、骨折癒合等骨科研究。

後來輾轉來到香港、加入中大,秦教授一直未忘要研發最理想的骨折固定物。「如果固定設備在體內完成它的任務後便開始降解,不用做第二次手術拿出來,就可以避免了很多心理、經濟壓力。」可在人體內分解的骨折固定物料其實還有聚乳酸,不過它的問題是降解時間仍然較長(一、兩年之內都不大會分解),降解後乳酸局部堆積,會引起炎症。2011年,教授認識了一些研究可降解金屬(鎂正是其中一種)的材料學專家,結果大家一談就擦出火花。

事實上,人們並非最近才知道鎂可以分解。而且在一百多年前,歐洲人便已將鎂應用於醫療上。哪為什麼現在才有鎂釘、鎂釘板?秦教授解釋:「這和金屬提煉、加工、成形、去雜質的技術和設備有關。以前鎂的純度不高,一到體內碰到體液,很容易也很快就降解。骨頭還未長好它就分解掉的話,骨頭還會斷。所以成功的都是比較小、不太負重的骨頭。比較堅硬、穩固的不銹鋼、鈦金屬就成為主流。」

「過剛者易折,善柔者不敗」,鎂的強度不及不銹鋼、鈦等金屬,這卻又成為它的優點。人體只倚賴不銹鋼或鈦製固定物固定患處,反而會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。同時教授也發現,鎂分解時還會帶來一些好處。他指出:「第一,鎂可以促進骨頭生長;第二,它可以形成一個鹼性的環境,幫助抑制細菌。目前臨床上,有人用蛋白來促進骨質新陳,但是那很昂貴,鎂就價廉物美。」

取長而補短

10年前,能做到所謂的「兩個九」,即是純度達99%的鎂,生產純度已算很高。可教授說即使是「三個九」(99.9%)還是不行,「現在做到99.99%,只有0.01%的雜質,到這個水平,鎂的降解速度才能控制得好。」冶金技術的提升,又能將鎂和其他對身體沒有危害的金屬結合,形成合金,硬度也就可以得到一定的提高,讓一些負重較大的地方同樣可以用鎂釘來固定駁骨位置。

秦教授的團隊便特別就髖部傷患研發了鎂釘,可於兩年內完全分解。他補充道:「髖部是負重很大的地方,照道理鎂的應用會有局限性。於是我們混合不同的金屬組合,有的地方用的還是傳統的不銹鋼、鈦金屬,但靠近骨折癒合地方的部件就用鎂來代替、組裝,促進骨頭的修復。雖然將來有必要的話還是要把其他金屬取出,不過部分人,尤其是老年人,就不一定要拿出來。而且老人的骨頭修復得慢,鎂正可改善骨質疏鬆、促進骨折早點修復。」

現在教授正和大連一家醫院合作,進行單一中心臨床試驗,於200名骨折病人身上成功運用鎂釘固定患處。印象最深刻的是他們發現骨壞死的病人年紀並不一定很大,其中一個病人便是一個不到20歲的年輕人。

「這個年輕的病人在建築工地上摔下來,股骨頭斷掉。常規治療是打三根釘,把骨頭固定住。可是血管受到破壞,血供不能恢復,骨頭也會壞死。剛巧他就是這樣的情況。如換個金屬的人工關節是可行的,手術也不是那麼複雜。但是問題是他很年輕,我們都知道人工股骨頭的壽命是有限的,活動愈多壽命愈短。如他活到80歲,至少要換兩三次。他是從農村來的,一次手術要7、8萬元,然後要做3次手術,心理和經濟壓力都很大。」

最後病人選擇了鎂釘,一年多過去,教授和醫院每半年就跟進病人情況一次,整個結構維持住了,功能也恢復得很好。教授笑言:「最初我們叫他回來檢查,他說自己可以走,沒有問題,不願意回來,怕醫生收他的錢。你想想對這些病人來說,不用做那麼多手術、不用替換人工關節,這個研究的意義非常大。」

社會人口老化,骨科有不少留院病人都是老年人。而香港的骨科醫生人數比例又不高,醫生壓力也愈來愈大。要成為一位骨科醫生,完成醫學院的6年本科課程與1年實習外,還需要至少6年的專業教育及培訓。不過教授發現,因為香港醫療需求大,基本上很少人從醫學院畢業以後接着讀博士。他也希望這個情況將來能有所改變。

撰文:陳春燕

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