Brutna ben måste fixeras för att läka rätt. En del kan gipsas medan andra behöver fästas med skruvar och plattor. Skruvar som ibland måste opereras bort efter att benet har läkt. Tänk om de kunde försvinna av sig själva efter en tid? Silvia Galli, tandläkare och forskare vid Malmö universitet, undersöker möjligheterna att använda skruvar av magnesium.

Idén med att använda magnesium för att påverka funktioner i kroppen är inte ny. Redan i början på 1900-talet undersökte forskare om magnesium kunde användas för att stimulera läkning av blodkärl. Tyvärr stötte de på tekniska problem och forskningen lades ner. Men magnesium är en intressant metall inom många olika områden och man fortsatte att forska på den inom materialvetenskapen. Det genererade ny kunskap som ledde till att läkare inom framför allt ortopedi och kärlforskning så småningom började intressera sig för magnesium.

– Det är en metall med flera intressanta egenskaper. Den förekommer naturligt i kroppen, är ofarlig även i större koncentrationer och den löser upp sig i kontakt med vatten, det vill säga korroderar. När järn korroderar kallar vi det för att rosta, säger Silvia Galli.

Magnesium har många viktiga funktioner i kroppen. Till exempel är metallen nödvändig för många enzymers* funktion, den bidrar vid nybildning av blodkärl, den spelar en viktig roll i att upprätthålla balansen mellan uppbyggnad och nedbrytning av ben, den påverkar cellers förmåga att fästa vid ytor och mycket annat. De två sistnämnda egenskaperna är speciellt intressanta vid behandling med olika implantat.

Titan rostar inte

Implantat som används idag är ofta tillverkade av titan eller rostfritt stål, två kroppsvänliga metaller som inte rostar. Implantat som ska ersätta förlorade funktioner, som till exempel tänder, ska givetvis inte lösa upp sig men det kan uppstå problem med integration i käkbenet så att implantatet lossnar. Ansiktsfrakturer är ett typiskt exempel på frakturer som inte kan gipsas utan måste fästas med skruvar och plattor. Implantatens funktion vid ansiktsfrakturer är att hålla benen på plats tills frakturen är läkt men frågan är varför skruvarna inte bara kan sitta kvar?

– Om de inte utgör något problem kan de få sitta kvar. Tyvärr kan de ibland orsaka smärta, ge upphov till infektioner och inflammationer och för barn som inte har växt färdigt är det olämpligt att lämna kvar implantaten då de kan störa tillväxten. I sådana fall opereras de bort efter att benet har läkt, men en ny operation är alltid ett riskmoment i sig.

Silvia Galli har forskat på implantat som innehåller magnesium i snart tio år, de första åren som doktorand vilket ledde till avhandlingen: On Magnesium-containing Implants for Bone Applications. I den lyckades hon visa att genom att behandla titanimplantatens yta med ett poröst material som innehöll magnesium, och som långsamt löste upp sig, kunde magnesium sprida sig till den omgivande vävnaden. Detta bidrog till att stärka benet runt implantatet och minska risken för att det lossnade.

Magnesium blev ben

Hon studerade också hur skruvar av magnesium, som användes för att fixera frakturer, löste upp sig med tiden. Och då fick hon ett oväntat resultat:

– Vi såg inte bara att magnesiumskruven löste upp sig, vi kunde också se att kalcium och fosfat vandrade in och fyllde utrymmet där skruven hade suttit med en benliknande struktur.

I sin fortsatta forskning har hon bland annat gjort belastningsstudier på de magnesiumbaserade implantaten och jämfört dem med titan och plastimplantat.

– Det är viktigt att förstå vad som händer vid gränsytan mellan metall och ben, om det uppstår spänningar och hur det påverkar benet. Och våra resultat är lovande, de visar att gränsytan vid de magnesiumbaserade implantaten är mycket stark, att det sker en bra integration.

Tillverkningsprocessen mycket känslig för avvikelser

Vad finns det då för nackdelar med magnesium? Silvia Gallis kollegor på materialsidan har sett att tillverkningsprocessen är mycket känslig för avvikelser som påverkar slutproduktens egenskaper. Till exempel kan variationer i temperatur då man svarvar gängorna i magnesiumskruven påverka slutprodukten.

– Alla stegen i tillverkningsprocessen måste därför vara väldigt noggrant kontrollerade, annars bli skruvarna olika från gång till gång. Det händer inte med titan, förklarar Silvia Galli och fortsätter:

– Trots våra positiva resultat från belastningsförsöken är magnesium inte lika starkt som titan eller stål. Det passar därför inte för ben som utsätts för mycket stor belastning, som till exempel lårbenet. Men det duger fint för fixering av ansiktsfrakturer.

Alla hennes försök är hittills gjorda på råttor men hon hoppas kunna påbörja kliniska studier på patienter inom de närmaste åren.

– Vi behöver bland annat hitta rätt balans mellan styrka och upplösningstid. Det får inte gå för snabbt men inte heller för långsamt så att skruvarna sitter kvar onödigt länge.

På frågan när magnesiumskruvar kan börja användas rutinmässigt på kliniker skrattar Silvia Galli.

– Det är väldigt svårt att säga, det kan ta tio år eller också tjugo. Ibland måste det till ett paradigmskifte innan nya metoder blir accepterade.

Text: EVA BARTONEK ROXÅ

*enzym: enzymer är proteiner och fungerar som katalysatorer i kroppen, dvs. reglerar hastigheten på olika kemiska reaktioner. Enkelt uttryckt kan enzymer beskrivas som kroppens arbetare.