涂層鎂可降解材料應用于青光眼外引流手術的可行性研究

牟意玲

摘 要：為驗證人青光眼外引流手術硬導管材質從合金鎂更換為涂層鎂的可行性，通過3個方面進行了綜述。一是從代謝動力學角度理論分析，涂層鎂的安全性高于合金鎂，且合金鎂配合緩釋技術已經在人眼外科植入物中得到了穩定可靠的應用，證實涂層鎂也有應用價值;二是根據兔青光眼模型中的涂層鎂、合金鎂硬導管觀察結果，合金鎂硬導管應用于兔青光眼外引流手術具有領先性;三是考察人造骨組織和關節結構中使用合金鎂和涂層鎂的人體臨床效果，發現即便在鎂代謝紊亂綜合征患者中，涂層鎂仍具有高于合金鎂的安全性。涂層鎂應用于人青光眼植入手術，其安全性較合金鎂要高，從而認定涂層鎂有應用于青光眼外引流手術的可行性。

關鍵詞：涂層鎂;合金鎂;青光眼;外引流術;可行性;安全性

中圖分類號：TQ321 文獻標識碼：A文章編號：1001-5922（2022）02-0057-03

青光眼（Glaucoma）的直接病因是視神經乳突萎縮導致視場范圍縮小，一定概率造成不可逆永久失明的常見眼病。絕大部分青光眼患者存在眼壓升高壓迫視神經及視神經乳突的早期癥狀，該癥狀病程中通過小梁切除造瘺術、前房埋管術或后房埋管術可以有效緩解眼壓，充分延緩青光眼惡化進程。相關研究在兔眼小梁蜂窩封閉模型中進行試驗，發現硬埋管術中涂層鎂前房埋管和后房埋管均較合金鎂有顯著臨床優勢。此處涂層鎂指早期用于體內置入結構疏油涂層的陶瓷化鎂離子化合物結構，一般由磷酸鎂（MgO-P2O5）、磷酸鈣鎂（CaO-MgO-P2O5）、鎂玻璃（SiO2-MgO，又稱硅酸鎂）按一定比例結合形成的陶瓷狀網狀納米結構。

本研究在已有研究方法體系下，針對涂層鎂結構前房硬埋管和后房硬埋管的臨床可行性進行了相關性研究。

1 涂層鎂的代謝動力學與毒理學

合金鎂一般由鎂（Mg）、鈣（Ca）、鐵（Fe）、鋼（Fe-C）不銹鋼（Fe-C-Cr-Ni）等常規可代謝金屬采用體內成型法或體外成型法形成合金人體植入物，其本質為金屬單質中性態物質。受制于鎂單質的水活潑性，在置入生物體后，會形成一定程度的水毒性，其反應式為：

Mg+2H2O→Mg （HO）2+H2↑

該過程一方面在體內產生微溶性氫氣，容易形成體內氣室，且該反應過程為放熱反應。如果合金鎂用于口腔手術、骨成型手術等，與緩釋涂層結合，人體具有足夠的抗性。但鎂合金用于眼內手術，微量氫氣析出過程和放熱反應過程會給玻璃體、前方、后房等眼內腔體帶來額外壓力，或可加速青光眼進程[1]。相關研究中也基本否定了鎂合金在眼內手術植入物中的應用安全性，雖然當前諸多硬性眼內植入物使用覆蓋緩釋涂層的鎂合金結構，且罕見不良反應，但研究中指出鎂合金眼內植入物的安全性存在理論隱患[2]。

涂層鎂的本質是一種含鎂金屬陶瓷材料，包含磷酸鎂、磷酸鈣鎂、鎂玻璃等組分，其中Mg2+離子以氧化態存在，可以直接被人體組織代謝吸收降解，該過程不產生水解氣體和放熱過程。Mg2+離子代謝過程中的毒性反應主要來自其肝毒性和腎毒性。

與合金鎂強制代謝緩釋控制過程不同，眼內環境本身對Mg2+離子的代謝反應能力有限，使用涂層鎂眼內硬植入物時，無需對其代謝過程進行緩釋控制。同時，Mg2+離子屬于人體必要金屬離子，血清Mg2+離子濃度正常值為0.8～1.0 mmol/L（1.5～2.5 mEq/L），腦脊液內Mg2+離子濃度稍高，而前房內導管總質量一般不超過0.03 g，后房內導管總質量不超過0.04 g，且Mg2+離子在陶瓷結構中的質量比一般不超過15%，常規代謝速度下不會產生生物毒性。據報道，涂層鎂在動物模型多處自然不控制代謝過程中具有良好的安全性[3]。

2 涂層鎂眼內植入物的兔模型試驗結果討論

據文獻[4]、文獻[5]報道，張昆亞（2019）等[4]、康欣（2018）等[5]在研究中使用了相同的兔青光眼模型，該模型使用生物膠對150只安哥拉白兔右眼執行小梁網人工栓塞，選擇75只建模后眼壓升高35%～55%的安哥拉白兔作為青光眼早期兔模型，其中25只使用合金鎂前房硬導管;25只使用涂層鎂前房硬導管;25只作為空白參照組不進行手術處理。建模45 d的3個組共75只兔模型的青光眼發病率（視神經乳突微縮度）和眼內壓區間的實驗結果如表1所示。

由表1可以看出，空白參照組的青光眼發展程度（以視神經乳突萎縮程度計算）遠大于合金鎂組和涂層鎂組，且其眼內壓升高率遠大于合金鎂組和涂層鎂組。可以認定，合金鎂組和涂層鎂組具有顯著療效。單純比較合金鎂組和涂層鎂組，涂層鎂組的青光眼發展程度較低，且眼內壓變化率較小。證實涂層鎂組較合金鎂組的療效更顯著。在兔青光眼模型中討論了該結果的原因，涂層鎂組在眼內代謝過程中，不會產生微溶性氣體析出，不會產生反應放熱，所以不會產生額外眼壓[6]。該組文獻證實了前文第1節中的假設，涂層鎂眼前房導管與合金鎂前房導管均可以在代謝期內有效釋放眼房水并緩解小梁網堵塞造成的眼內壓升高從而減緩青光眼發展過程，但涂層鎂組的穩定性更強且安全性更高。

3 涂層鎂眼前房導管與合金鎂緩釋眼前房導管的安全性比較

有學者利用人腎透析臨床記錄研究了鎂植入物的代謝腎毒性，包含了眼晶狀體緩釋鎂合金、陶瓷關節合金鎂陶瓷（與涂層鎂組分近似）、骨水泥鎂陶瓷（與涂層鎂組分近似）等[7]。研究中發現，美陶瓷的接觸代謝半衰期較合金鎂接觸代謝半衰期長7.62倍，即在擁有緩釋層支持的前提下，合金鎂的代謝速度仍遠超過涂層鎂。更緩慢的代謝速度讓涂層鎂的腎毒性更低。

鎂代謝紊亂綜合征人群中，植入緩釋合金鎂與涂層鎂的高血鎂發病率有顯著差異。利用確診鎂代謝綜合征患者癥候群，研究了82例合金鎂植入預后數據和96例涂層鎂植入預后數據，包含了骨水泥植入、人造關節植入等，雖未涉及到眼內植入，但仍可以從鎂代謝安全性角度做出分析[8]。上述研究中，兩組患者的實際高血鎂癥狀表現如表2所示。gzslib202204012249

從表2中可知，高血鎂檢查的陰性、弱陽性、陽性、顯著陽性患者確診方法詳見IDC-11高血鎂臨床診斷標準。比較兩組患者數據發現，即便在鎂代謝紊亂患者中涂層鎂組的陰性率（43.8%）遠高于合金鎂組（34.1%），三類陽性患者檢出率也低于合金鎂組，證實涂層鎂在鎂代謝異常患者癥候群中也有較高的安全性。有學者在相關研究中指出，鎂代謝異常患者對血清鎂離子的代謝能力較低，但藥物控制下涂層鎂（陶瓷鎂）的代謝壓力較小，腎毒性及肝毒性表達較低，代謝安全性更高[9]。

4 結語

從鎂代謝理論出發，涂層鎂雖然并未在眼外科植入物中得到應用，但從合金鎂在眼外科植入物中的臨床應用效果數據來看，即便合金鎂在眼外科植入物中的安全性也可以得到基本保障，而涂層鎂的實驗環境安全性遠高于合金鎂。相關文獻中有關實驗共兩大類：其一是兔青光眼模型中的涂層鎂應用，證實兔眼中的涂層鎂安全性更高，其二是其他相關科室在人臨床外科植入物中的涂層鎂（陶瓷鎂）應用，證實在骨外科等科室使用大重量涂層鎂時，安全性高于合金鎂。所以，該研究最終認為，涂層鎂應用于人青光眼前房硬導管和后房硬導管植入物成型時，具有高于合金鎂的安全性。

【參考文獻】

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