震惊！！！金属髋关节会导致骨损失，你造吗？

材料牛注：人造髋关节置换手术是仿照人体髋关节的结构对人体进行修复的一种手术。然而，近日柏林的研究团队证明了在植入物中金属离子的释放会导致骨损失。为保障患者健康，医生、毒理学家和生物学家之间进行跨界合作以研发新型植入物。

在全髋关节置换手术中，金属-金属（metal-on-metal）植入物的外壳和头部都由钴-铬-钼合金制成。已经有报告称植入物的磨损会导致金属离子释放到体内。由于在多数情况下都可以观察到骨损失（骨质溶解）的现象，一些生产金属植入物的厂家已经从市场上召回此类材料。最近，来自柏林Charité - Universitätsmedizin 和DRK Klinikum Westend的医生和研究人员已经证明钴和铬释放会导致骨损失。研究结果表明金属离子会损伤骨形成细胞的祖细胞，该结果已发表在最新一期的Biomaterials杂志上。

全髋关节置换手术已被喻为“世纪手术”。在德国每年约要进行22万例这样的手术，且大部分的髋关节置换手术都能得到满意的效果——让患者腿部重获行动的能力同时没用痛苦。目前，该手术大多数使用金属-聚乙烯或陶瓷-陶瓷植入物。而金属-金属植入物会导致附加骨损失，短期内需要进行修复手术。

柏林的研究团队通过测试邻近组织、关节液和骨髓，寻找由于暴露在铬和钴中而可能导致的变化。研究发现，金属磨损颗粒和溶解的金属离子决定了患者的骨头在铬和钴中整体的暴露水平。溶解的金属离子会到达骨髓，损害那里的间充质基质细胞（MSC）和形成骨细胞的祖细胞（一种负责骨矿化类型的细胞）。同时研究者还发现，从具有高金属浓度的患者骨髓中分离出的MSC已经失去了分化成造骨细胞的能力。 研究人员取正常人的细胞，将细胞物放入一定浓度的铬和钴中培养，也得到了相同的结果。

局部暴露评估试验为能够更好地理解金属磨损的生物反应做出了显著贡献，并有助于我们找到植入失败的真因”。Julius Wolff研究所的研究员兼德国毒理学学会（GT）成员的Janosch Schoon补充道：“根据我们的研究，产品的腐蚀和磨损是由多种因素造成的。所涉及的材料性质起核心作用，就像生物力学和解剖因素对特定病人的影响。如果要充分估计髋关节植入物成分中的各种金属所产生的实际暴露水平，我们需要一个系统的方法。”

人造髋关节使用寿命更长了，而且出现并发症（如无菌性松动）的机率显著下降。“为了确保长期成功以及植入物寿命超过15年， 我们需要进一步加深对所用材料生物效应的认识，特别是那些金属植入材料”，中心肌肉骨骼外科医务主任Carsten Perka博士教授解释道。“这就是为什么我们进一步鼓励和促进Berlin-Brandenburg再生疗法中心的医生、毒理学家和生物学家之间跨学科合作的原因。” 他们的研究结果表明：用金属-金属植入物的弊大于利。

研究人员会继续利用研究结果来改进未来植入物的设计和组合来保证病人安全 ，当然这一道路还十分漫长。

论文地址：Influence of particulate and dissociated metal-on-metal hip endoprosthesis wear on mesenchymal stromal cells in vivo and in vitro

原文链接：Hip implants—metal wear impairs bone-forming cells' function

本文由编辑部王宇提供素材    李全编译    黄超审核，点我加入材料人编辑部，在学习中进步，保持学习的习惯。