骨填充与粘合双重功能：基于猪骨折模型的镁磷酸盐水泥创新应用研究

为解决关节附近复杂骨折术中重建难题，德国维尔茨堡大学医院团队开展了一项突破性研究，评估兼具粘合性与可钻性的镁磷酸盐水泥（MgP）在猪胫骨劈裂压缩骨折模型中的双重应用。研究发现，采用MgP水泥先粘合复位再钢板固定的新术式（Group A）与传统术式（Group B/C）相比，位移值更低且生物力学稳定性相当（p>0.05），最大载荷达6046±451 N。该研究为骨折一体化修复提供了创新解决方案，论文发表于《BMC Musculoskeletal Disorders》。

　　

在骨科和创伤外科领域，关节周围骨折伴随骨缺损的治疗始终是临床难题。传统方法依赖自体骨移植，但存在供区并发症、尺寸限制等问题；而现有钙磷酸盐骨替代材料虽能填充缺损，却无法实现骨折块的即时粘合固定。更棘手的是，当前临床缺乏既能粘合骨折碎片又可钻孔固定的"全能型"骨水泥，导致复杂骨折常需分步处理——先钢板固定再填充骨水泥，手术效率低下。

德国维尔茨堡大学医院创伤外科的Stefanie Hoelscher-Doht团队与生物材料专家Uwe Gbureck合作，意外发现添加植酸（phytic acid）的镁磷酸盐水泥（MgP）具有独特双重特性：在粘稠阶段能像"骨胶水"般粘合骨折块，固化后又可耐受钻孔操作。这种偶然发现催生了一个革命性设想：能否用单一材料同步实现骨折解剖复位和骨缺损修复？为验证这一设想，研究团队在《BMC Musculoskeletal Disorders》发表论文，系统评估了MgP水泥在猪胫骨劈裂-压缩骨折模型中的生物力学性能。

研究采用三项关键技术：首先建立标准化的猪胫骨劈裂-压缩骨折模型，通过材料试验机以25 mm/min速度产生10 mm凹陷；其次设计三种手术方案对比（Group A：MgP粘合复位+钢板固定；Group B/C：传统钢板固定后注射MgP或羟基磷灰石水泥a-TCP）；最后通过3000次循环加载（300N）和破坏性测试，结合光学位移测量系统（ARAMIS 3D）量化稳定性参数。

Fracture model
团队创新开发了高重复性的猪胫骨劈裂-压缩骨折模型。通过135°双截骨设计配合12mm直径凹陷区，模拟临床常见的关节面塌陷。该模型成功克服猪骨密度高的挑战，为后续生物力学测试奠定基础。

Biomechanical test model
循环加载测试显示，采用新术式的Group A总位移（2.98±0.89 mm）低于传统术式Group B（4.25±1.66 mm）和Group C（4.66±1.82 mm），但差异未达显著性（p=0.07）。光学位移测量同样显示Group A最低（2.31±1.04 mm），提示粘合复位可能更有效维持关节面高度。

Maximum load
破坏性测试中，羟基磷灰石水泥组（Group C）最大载荷显著最高（7000±629 N，p<0.01），但经初始骨折力标准化后，三组无显著差异（p=0.74）。值得注意的是，Group A刚度（1185±291 N/mm）与传统组相当，证明新术式未牺牲力学性能。

Bone cements
材料学分析揭示，MgP水泥（Mg₃(PO₄)₂/MgO+植酸）在PLR（粉液比）1.714时兼具理想粘度和固化特性。其pH值6-7.5和低温放热（27.8-32.5°C）确保生物相容性，而植酸镁螯合作用赋予独特粘合性。

研究结论指出，这是首次证实单一材料可同步实现骨折粘合复位与缺损填充。尽管最大载荷略低于传统材料，但MgP水泥在维持解剖复位方面展现优势。该技术突破有望简化手术流程，特别适用于关节周围多碎片骨折。讨论部分强调，现有羟基磷灰石水泥（a-TCP）虽力学性能优异，但降解缓慢且无粘合功能；而MgP水泥的快速降解特性（动物实验已证实）可能更利于骨再生。团队建议下一步开展大型动物愈合研究，评估其长期生物学效应。

这项研究为骨折治疗提供了全新范式——通过"骨胶水"实现精准解剖复位，再辅以内固定增强稳定性。其科学价值不仅在于材料创新，更开创了"粘合-填充-固定"一体化手术理念，为复杂骨折治疗带来革命性可能。