李政垚 刘洁颖 吴狄 王海 吴志宏 高鹏 王以朋* 赵宇*

    (中国医学科学院北京协和医学院北京协和医院1.骨科，2.医学科学研究中心，北京 100730)

    骨折、截骨矫形治疗的核心是使骨断端保持稳定，所以内固定物的性能对治疗效果有着关键性的影响。理想的内固定物具有高度生物相容性、足够的机械强度和断裂韧性。目前临床获批和最常用的是金属内固定物，材料包括不锈钢、钛和钴铬钼合金。但是这些材料长时间滞留体内可能会造成永久性的物理刺激、慢性炎症反应，或释放有毒元素，所有这些反应都会损害机体健康[1,2]。同时，传统金属植入物与天然骨骼之间的弹性模量差异造成的应力遮挡效应会干扰骨的新陈代谢，从而导致骨丢失，并可能出现继发性骨折[3]。传统金属材料不具有生物可降解性，必须进行二次手术去除植入物，这会增加患者的疼痛、手术风险和医疗费用。因此，适用于骨科的可降解内固定物的研发已成为生物医学材料研究的热点之一。

    近年来，镁及镁合金作为骨科应用的潜在材料受到越来越多的关注[4,5]。由于镁及其合金在水溶液中的腐蚀敏感性而具有天然的生物降解能力，特别是在溶液中含有氯离子的情况下降解更加确切[6]。并且镁具有良好的生物相容性[7]，在植入和降解过程中主要释放的镁离子(Mg2+)可用于人体正常代谢。与传统金属材料如不锈钢(200 GPa)、钴基合金(230 GPa)、钛合金(115 GPa)相比，镁(40～45 GPa)的弹性模量与天然骨的弹性模量(3～20 GPa)更匹配，从而能够降低应力遮挡效应的发生概率[8]。

    镁及镁合金材料降解过程中产生的局部高镁环境直接作用于骨折周围的组织与细胞。在正常人体内，血清中高镁可直接导致心律失常甚至死亡，然而高镁环境对组织、细胞的影响的研究目前较少。医用材料研发中，已有很多关于镁合金材料浸提液对成骨相关细胞影响的研究，但是在浸提过程中同时造成的浸提液pH值升高、Ca离子浓度下降等其他变化会在人体缓冲系统作用下被减弱。为剔除上述影响因素，本研究通过对常用镁合金材料进行浸提处理，测定浸提液中镁离子含量，以此为依据配置含有相应浓度镁离子的细胞培养液进行细胞培养。以高于人体血清镁正常值上限为“高镁离子环境”，研究单纯细胞外高镁离子环境对成骨相关细胞的影响，从而为反向进一步研发具有合适降解速率的、适合作为医用材料的镁合金/含镁复合材料提供参考。

    人骨髓间充质干细胞(human bone marrow mes?enchymal stem cells,hBMSCs)的增殖与分化在骨折愈合的过程中发挥重要作用 ......