甚麼是金屬固定系統？

目前，金屬固定系統是骨折固定的黃金標準，固定裝置通常由金屬合金製成。但是，金屬裝置也有缺點：由於它們比較堅硬，不易彎曲，所以會對下層骨骼產生壓力。它們還可能導致感染的風險增加和傷口癒合不良。在某些情況下，金屬植入物必須在骨折癒合後被移除，從而被迫進行第二次手術。
最近，由合成聚合物組成的可吸收固定裝置引起了許多科學家的注意，因為它們缺乏應力掩蔽，所以可以避免拆除，並能改善骨重建。然而，它們的使用僅限於兒科顱面手術，可能會帶來炎症反應的風險，而且難以植入。
目前，塔夫茨大學工程學院和以色列醫學中心（BIDMC）的一個研究小組利用蠶繭中的絲蛋白開發了手術板和螺釘，不僅可以改善受傷後的骨重建，更重要的是，還可以隨著時間的推移被人體吸收，無需通過手術移除該裝置。這種裝置的療效並不亞於目前使用的聚乳酸甘醇酸固定系統。
相關研究結果發表在2014年3月4日的《自然通訊》雜誌上。論文的共同作者、哈佛醫學院外科副教授Samuel Lin博士指出："與金屬不同，絲蛋白的成分可能更類似於骨骼成分。絲蛋白材料非常堅固。它們在非常高的溫度和其他惡劣的條件下仍能保持結構穩定，而且很容易消毒"。<據共同第一作者、塔夫茨大學生物醫學工程系主任大衛-卡普蘭說："絲蛋白的另一大優勢是它們可以穩定和輸送生物活性成分，因此由絲蛋白製成的板和螺釘實際上可以輸送抗體以防止感染，輸送藥物以增強骨再生，並提供其他支持康復的療法。"
此前，卡普蘭和他的研究小組已經開發了絲質海綿、纖維和泡沫，用於手術室和臨床環境。但直到現在，絲蛋白還沒有被用來開發用於骨折固定的固體醫療設備。
研究人員利用從家蠶（Bombyx mori）的蠶繭中獲得的絲蛋白來製備手術板和螺釘。絲蛋白在家蠶的腺體中產生，並以一種複雜的方式摺疊，從而產生了獨特的特性：特殊的強度和多功能性。
為了測試這種新裝置，研究人員共取了28個絲制螺釘，並將其植入6只實驗室大鼠體內。這些螺釘被非常直接地插入，然後在植入後的4周和8周進行測試。
卡普蘭指出，在植入過程中，所有螺釘都成功植入。由於絲的膨脹速度非常慢，即使在手術過程中遇到液體和周圍組織，新裝置也能保持其機械完整性。這些結果表明，使用絲質鋼板和螺釘可以使患者避免與金屬或合成聚合物裝置接觸液體時出現的併發症。
林說："可吸收、耐用的鋼板和螺釘系統有巨大的空間"。儘管最初的目的是用絲狀螺釘治療面部創傷（每年以數十萬的速度發生），但這種裝置仍有可能治療各種不同類型的骨折。
Lin補充說，由於絲狀螺釘本身是透射線的，外科醫生可能更容易在手術後看到骨折的進展，而沒有金屬裝置的阻礙。一旦骨折癒合，這些螺釘和鋼板將消失，這有很大的好處。研究人員將在更大的動物模型中繼續這項研究，並最終用於人類的臨床試驗。