本文原载于《中华骨科杂志》年第12期
前十字韧带是限制胫骨前移和保持膝关节旋转稳定性的重要结构。近年来，由高强度对抗性运动导致的前十字韧带损伤发病率明显上升[1]。常见的损伤机制是在下肢直立状态下突发暴力导致小腿外翻及内旋，应力直接作用在膝关节前十字韧带的腱骨结合部位，进而产生前十字韧带撕裂或断裂[2]。前十字韧带损伤可影响膝关节活动度，而异常膝关节活动将导致半月板受损[3,4]、关节软骨面损伤[5]、关节内代谢异常[6]及关节退行性改变[7]。为了恢复膝关节的正常功能，采用自体移植物进行前十字韧带解剖重建是目前临床上治疗前十字韧带损伤的常规手段。
前十字韧带重建的标准方案是在关节镜下取自体髌韧带或腘韧带植入胫骨、股骨骨隧道并用内植物加强固定(图1)。根据前十字韧带重建术中固定物的位置分为关节内固定和关节外固定两种[8,9]。界面螺钉是常用的关节内固定物，可将自体移植物直接挤压在骨隧道内，提供牢固而坚强的固定，得到了越来越广泛的应用。界面螺钉材料经历了传统的金属材料向生物可降解材料发展的历程，但无论哪一种材料都存在一定的缺陷。金属材料存在移植物切割、MRI干扰及需要二次手术取出等问题；可吸收界面螺钉容易发生断钉，其降解产物可引起机体无菌性炎症反应。因而，寻找更优化的界面螺钉材料一直是生物材料学领域的研究热点。近年来，基于人体必需营养元素的镁金属界面螺钉展现出了巨大的临床应用潜力，它具有可降解特性，力学强度及生物活性均优于可吸收高分子聚合物材料。
图1前十字韧带重建手术示意图。在原前十字韧带的胫骨、股骨止点处分别钻取骨隧道，用界面螺钉挤压固定肌腱移植物于股骨及胫骨骨隧道
本文以"螺钉"、"前十字韧带重建"、"screw"、"anteriorcruciateligamentreconstruction"作为关键词，在维普中文科技期刊数据库、中国知网CNKI数据库、万方数据知识服务平台、PubMed、Ovid、WebofScience、SpringerLink及ScienceDirect数据库进行检索，获取相关文献共篇。根据题目和摘要排重后，初步筛选相关文献篇。根据以下标准进一步排除文献：①文献类型为评论、讲座或病例报告；②同一研究者的阶段性报告或中英文重复发表文献；③无法获得全文且无详细摘要的文献；④证据等级Ⅳ级和Ⅴ级的文献。最终选取文献40篇(中文文献8篇、外文文献32篇)，其中镁金属界面螺钉相关文献9篇(中文文献1篇、外文文献8篇)。文献筛选流程图见图2。
图2文献筛选流程图，最终纳入文献40篇
通过阅读文献探讨理想的界面螺钉材料需要满足的条件；临床常用的金属材料及可吸收高分子聚合物材料螺钉的优缺点；可降解镁金属界面螺钉在生物相容性、生物力学性能及生物活性方面的优势，为镁金属界面螺钉的研究及临床应用指明方向。
一、理想的界面螺钉所需条件(一)固定强度
界面螺钉固定后移植物的强度应尽量接近原前十字韧带，满足日常活动及逐渐加强的康复锻炼的需求。尽管大量前期研究分析了各种日常活动中前十字韧带的受力情况，但对重建的前十字韧带需要满足的标准力学强度范围一直存在争议。
Morrison[10]测量了健康成年人日常活动(平地走路、上下楼梯、上下坡)中前十字韧带的受力情况。结果证实，前十字韧带受力从高到低依次为：下楼梯N，走平路N，上坡93N，上楼梯67N，下坡27N。Markolf等[11]在人体标本上对比分析了正常膝关节从屈曲90°到过伸5°过程中前十字韧带、自然状态髌韧带重建的前十字韧带及过张状态髌韧带重建的前十字韧带的受力情况。结果发现受力大小依次为过张状态髌韧带移植物(最高N)，自然状态髌韧带移植物(最高N)及正常前十字韧带(最高45N)。Shelbourne和Gray[12]在临床研究中发现髌韧带移植物固定在胫骨和股骨骨隧道中重建前十字韧带时的最大拔出力仅为N，但后期康复锻炼和日常活动中患者均表现出良好的膝关节功能恢复。因此，尽管较强的固定强度有利于前十字韧带重建后早期高强度的康复锻炼，但界面螺钉所需要的标准力学强度范围仍无法确定。
(二)固定刚度
移植物固定刚度是指固定后移植物抵抗拉伸形变的能力，表现为移植物拉伸过程拉力-位移曲线中线性变化节段的对应曲率(图3)。在目前的技术条件下，移植物重建后前十字韧带的固定刚度难以长期维持在自体前十字韧带的原有固定刚度范围[13]。界面螺钉技术将移植物直接固定于关节面，克服了纽扣钢板、骑缝钉等间接固定器械导致的固定点转移[14]，减少了活动过程中移植物的形变幅度。尽管如此，在移植物固定部位生物学愈合之前，康复锻炼活动中移植物反复拉伸仍然会使循环负荷持续作用在界面螺钉固定部，导致界面螺钉松动，出现膝关节松弛、移植物移位及骨隧道扩大等现象[15,16,17]。因而，提高移植物的长期固定刚度，将有利于提高前十字韧带重建手术的临床效果。
图3腱骨复合体拉伸过程的拉力-位移曲线。固定刚度为拉力(σc)与位移(δc)对应值的比值(图片来医院)
(三)生物学特性
理想的界面螺钉材料除满足基本的生物相容性外，还应该能够促进移植物生物学固定，保证移植物长期坚强固定。既往研究发现，应用骨-肌腱-骨移植物重建前十字韧带，8周后组织学观察结果证明骨隧道内移植物终端发生了骨性愈合[18]。而应用自体肌腱重建前十字韧带，腱性移植物要在3个月后才出现腱骨愈合[19]。骨性愈合和腱骨愈合分别是两种不同的移植物类型完成生物学固定的组织学标志。因而，为了使重建前十字韧带获得更好的功能，材料本身一方面需要维持长时间的力学强度和刚度，另一方面还需要提高移植物生物固定(骨性愈合或腱骨愈合)形成速率，才能维持重建前十字韧带的稳定固定。
二、常用的界面螺钉材料(一)金属界面螺钉
金属材料，包括钛合金和钴铬钼合金，是目前骨科内固定器械的主要材料。金属界面螺钉是最早应用于前十字韧带重建的界面螺钉[20]，在力学强度的维持、生物相容性及骨长入特性等方面具有优势。Myers等[21]通过采用金属界面螺钉治疗前十字韧带损伤的回顾性研究，证实金属界面螺钉在膝关节活动度、膝关节稳定程度及膝关节功能(Lysh?lm和Tegner评分)等方面恢复良好。
尽管存在上述优势，金属材料也存在很多负面效应，如界面螺钉扭入时对移植物的切割作用、金属残留物对术后MR检查的干扰作用、体内长期残余金属可能引起严重的无菌性炎症反应，需要二次手术取出。另外，McGuire等[22]报告以金属界面螺钉重建十字韧带的患者例，术后随访5年期间出现Cyclops病变、股四头肌萎缩、关节肿胀、运动受限、髌韧带炎、内侧胫骨面出血性骨膜炎各1例及膝关节粘连性病变5例。这一结果证实多数应用金属界面螺钉的患者需要二次手术取出，金属界面螺钉的临床应用会增加患者的手术次数、住院时间及经济负担。
(二)可吸收高分子界面螺钉
可吸收高分子界面螺钉克服了金属界面螺钉需要二次手术取出的缺陷[23]，已逐渐取代了金属界面螺钉的临床应用。目前应用较为广泛的可吸收螺钉包括聚左旋乳酸界面螺钉、聚外消旋乳酸界面螺钉及复合材料螺钉。可吸收高分子界面螺钉可在体内降解，不影响MR检查及二期翻修手术，不像金属螺钉会带来血行感染等并发症[15]。Ettinger等[24]通过体外力学试验证实，可吸收界面螺钉(Milagro、BioactIFOsteotrans、BioComposite和MegaFix)固定肌腱移植物的初始力学强度和钛界面螺钉无明显差异。Hegde等[20]将前十字韧带断裂患者随机分为两组，分别使用可吸收螺钉和金属螺钉进行前十字韧带重建的固定，术后1年Lysh?lm和Tegner评分两组差异无统计学意义，膝关节功能接近。
可降解螺钉的问题主要包括术中断钉、随时间延长出现的加速分解、无菌性炎症、骨隧道变宽及螺钉滑脱等(图4)[25]。分析其原因，可能与高分子聚合物材料在水化、解聚过程中造成的环境pH值改变、周围骨溶解及破骨细胞反应激活有关[26]。因此，对可降解材料界面螺钉的研究，应在保证材料力学性能的前提下，进一步提高材料的生物相容性及骨长入特性。
图4可吸收高分子界面螺钉重建前十字韧带。自体肌腱移植重建术后1年，螺钉(箭头)降解过程中造成无菌性炎症，使钉道(五角星)变宽、螺钉滑动及肌腱移植物移位(图片来医院)
三、镁金属界面螺钉新型的镁金属生物材料具有良好的力学特性、可降解特性及生物活性，引起了材料学领域，尤其是医用材料学领域的密切白癜风用什么治疗甘露聚糖肽胶囊 零售 价格 元是多少
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