生物醫(yī)學(xué)材料的發(fā)展綜合體現(xiàn)了材料學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等多個領(lǐng)域科學(xué)與工程技術(shù)的水平，已發(fā)展為整個經(jīng)濟體系中最具活力的產(chǎn)業(yè)之一。不過，生物醫(yī)學(xué)材料有著最基本的要求:無毒性，不致癌，不致畸，與人體組織相容性好等。能否符合這些要求，是判斷一種新型生物醫(yī)學(xué)材料是否安全的最低條件。
以來自德國的新特力公司生產(chǎn)銷售的Magnezix®鎂基骨螺釘為例，據(jù)該司相關(guān)宣傳報道指出其“植入體內(nèi)在人體內(nèi)會自動降解,并轉(zhuǎn)化為人體自身的骨組織,同時,提供了穩(wěn)定的力學(xué)性能和生物可吸收性的最理想的骨螺釘。”
然而，上述鎂基骨螺釘含高含量的稀土元素，雖然能顯著提高產(chǎn)品的耐蝕性和機械性能，但越來越多研究表明稀土元素對人體存在潛在危害。而關(guān)于這些安全性問題，新特力公司并未提及，引發(fā)了人們對稀土鎂合金作為臨床醫(yī)用材料的擔(dān)憂。
稀土元素是15種鑭系元素和釔、鈧共17種元素組成的一組金屬，盡管人們對稀土元素的興趣日益濃厚，但目前關(guān)于這些材料的毒性影響仍然爭論不休。國內(nèi)外研究均表明稀土元素在機體內(nèi)有急性慢性毒性和遠期效應(yīng)等負面影響，輕則導(dǎo)致骨質(zhì)疏松，重則引起腦中毒、染色體畸變(下文均有出處)！
推動稀土鎂合金作為醫(yī)用材料是功還是過？或許我們可以從國內(nèi)外的諸多研究中找到答案。
早在20世紀80年代，國外即報道了RE對動物機體的急性慢性毒性、遠期效應(yīng)、生化效應(yīng)以及可能產(chǎn)生的負面影響等[1] ;BRINER等[2] 在長期低劑量YbCl3暴露的神經(jīng)毒性評價研究中提出, 稀土元素鑭可能是一種潛在的致畸劑;國內(nèi)外的研究還表明, RE對生物體具有“hormesis效應(yīng)” , 即低劑量表現(xiàn)促進作用而高劑量產(chǎn)生抑制作用, 反映RE在機體內(nèi)蓄積可能誘發(fā)負面效應(yīng)[3] 。
目前國內(nèi)外的相關(guān)研究已經(jīng)至少證明了稀土的以下生物安全隱患：
稀土在人體內(nèi)具有蓄積性。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)的陳祖義等[4,5]針對稀土元素在骨與腦部的蓄積及相關(guān)毒性做了比較系統(tǒng)的調(diào)研。研究發(fā)現(xiàn)，稀土通過血液輸導(dǎo)而在各臟器組織中滯留或蓄積，尤其是骨骼內(nèi)蓄積性的報道比較多；同時，研究同時還發(fā)現(xiàn)，陳祖義等應(yīng)用核素示蹤技術(shù)研究稀土中的鈰(141Ce)、釹(147 Nd)在小鼠體內(nèi)的分布, 結(jié)果表明, 大腦對Ce和Nd具有蓄積性[ 6-7] 。
稀土能引起骨質(zhì)疏松。李榮昌等[ 8] 以低劑量(2 mg·kg-1·d-1 ) La(NO3)3、長時間(6個月)給大鼠灌胃的試驗結(jié)果表明, RE在骨中具有蓄積性;骨組織的電鏡觀測還表明, 試驗組大鼠骨小梁變細、變薄甚至斷裂(非機械損傷所致)并出現(xiàn)大量窩陷, 結(jié)晶度增加, 腿骨微結(jié)構(gòu)發(fā)生變化, 呈現(xiàn)骨質(zhì)疏松癥狀。
稀土能引起染色體畸變。楊頻[ 9] 1985年綜合國內(nèi)外報道指出, 144 Ce可以引起鼠的眼、骨髓、睪丸染色體畸變。王洋等[10] 用硝酸鑭對小鼠腹部皮下注射(每天1 次, 連續(xù)7 d)劑量大于100 mg·kg-1時, 發(fā)現(xiàn)一定濃度的La3+具有明顯的遺傳毒性。
稀土對腦毒性具有效應(yīng)。朱為方等[ 11] 對大鼠的研究表明, 攝入低劑量RE在短期(8個月)即可出現(xiàn)大腦毒性反應(yīng), 攝入中等劑量則更為明顯, 表明RE對高級神經(jīng)中樞毒性很敏感。
除此之外，朱為方[12]對贛南稀土區(qū)自然人群流行病調(diào)查表明, 該區(qū)人群因通過食物鏈長期攝入低劑RE導(dǎo)致兒童智商和成人中樞神經(jīng)傳導(dǎo)速度顯著下降, 說明RE對大腦功能有影響。
目前，對于稀土在人體內(nèi)的長期甚至終生效應(yīng)還幾乎不可知，缺乏相應(yīng)的研究和臨床案例，這些都讓稀土鎂合金的醫(yī)學(xué)安全性險上加險。
尤其是作為骨科植入物或心血管植入物，稀土鎂合金的長期安全性還有待進一步考量。
參考文獻：
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