骨折手術用的鋼板和鋼釘,鈦合金和不鏽鋼的哪個好?

骨關節科王德利 發佈 2023-06-06T22:10:48.902858+00:00

目前骨折手術中用的鋼板或者鋼釘只有少部分是不鏽鋼,大部分是鈦合金材料,鈦合金是一種惰性金屬,生物相容性較好,並且不容易發生斷裂,它感染率也低於不鏽鋼,但這不代表不鏽鋼沒有自身的優勢。

目前骨折手術中用的鋼板或者鋼釘只有少部分是不鏽鋼,大部分是鈦合金材料,鈦合金是一種惰性金屬,生物相容性較好,並且不容易發生斷裂,它感染率也低於不鏽鋼,但這不代表不鏽鋼沒有自身的優勢。

不鏽鋼合金

不鏽鋼合金應用於骨科手術已經超過了100年,至今也還在使用,316L型不鏽鋼通常用於骨組織的癒合。316L型醫用不鏽鋼在上世紀70-90年代很受歡迎,因為它與生物液體直接接觸時最耐腐蝕,通常用來製造手術鋼板和螺釘,它的優點有三個,第一,彈性模量較大,材料抵抗彈性變形能力強,剛性強,比骨頭還硬。第二,不鏽鋼螺釘的扭轉特性與鈦螺釘不同,比鈦螺釘更容易操作,可以提醒醫生不要擰得太緊。第三,它的價格要比鈦合金要便宜。

鈦合金

鈦的重量比不鏽鋼要輕得多,這種材料的優點在於與骨骼的彈性模量相似,彈性和韌性更好,人體相容性更佳,也更耐腐蝕。而且不會失去光澤,不會引起過敏。相較不鏽鋼材料感染率也更低,一些研究表明在骨折癒合中,鈦合金形成的骨痂更多,骨不連的情況比不鏽鋼少,這是因為鈦合金鋼板可在骨折部位進行足夠的微動,如果太緊的話不利於骨折的癒合。鈦合金也有缺點,第一,價格昂貴。第二,暴露在氫、氮和氧中很容易受到污染,可能影響使用。第三,不鏽鋼可能比鈦具有更強的抗彎性。

兩者的對比

  • 與不鏽鋼相比,鈦合金重量更輕,但不容易失效或者斷裂。
  • 與不鏽鋼相比,鈦合金雖然剛性較低,但總體比不鏽鋼更堅固。
  • 與不鏽鋼相比,鈦合金不易產生免疫反應,具有更強的耐腐蝕性。
  • 與不鏽鋼相比,鈦合金能通過核磁共振檢查,不鏽鋼則可能不行。

總體來說,鈦合金的性能優於不鏽鋼,目前主流也是鈦合金,鈦具備柔韌性,彎曲而不會斷裂。鈦還可以刺激周圍的骨骼生長,骨骼會和植入物長到一起。從而非常牢固地固定在骨骼上,以髖關節置換為例,鈦合金用於股骨柄,不少患者二十多年後人工關節依然保持原位,更適用於年輕患者。

除此之外,在股骨遠端和脛骨骨折固定的研究中,與不鏽鋼相比,鈦植入物的失敗率和併發症發生率更低。在使用髓內釘治療脛骨幹骨折時,與不鏽鋼相比,鈦釘的斷裂率較低。但在鎖骨、橈骨遠端、腳踝和足部等區域,這兩種材料的差別還沒有非常確切的結論。

該選哪一種

鈦合金的性能更好,不鏽鋼的性價比高,如果手術前已經決定一兩年後就拆掉鋼板,可考慮使用不鏽鋼鋼板或者螺釘,經濟上花費更少。如果以後不準備拆鋼板,例如脊柱等手術,建議使用鈦合金,它具有和人體優良的相容性,不會隨時間腐蝕,而且貼合性也好。除此之外,醫生也會根據具體的骨折部位考慮使用哪種材料。

醫學科普,僅供參考。

參考資料:

《骨科植入材料》,NIH,2022.

《外科植入物中的不鏽鋼和鈦》,AZO,2013

《使用鈦與不鏽鋼植入物進行骨折固定的系統評價》,NIH,2021.

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