作者：上海交通大学医学院附属第六人民医院骨科 龚良智
足踝部是人体负重与运动的重要结构，其
金属材料在足踝部骨折内固定中的应用现状与临床考量
金属内固定是足踝部骨折治疗的“基石”，经过百余年的发展，现在已形成了以钛合金为主流，镍钛合金、不锈钢、碳纤维复合材料等为补充的内固定材料体系。金属材料具有优异的力学强度与良好的生物相容性，经过长时间临床应用验证，在足踝部骨折的治疗中发挥着重要作用。
钛合金是综合性能最优的内固定材料 钛合金的拉伸强度高达860MPa，弯曲强度超过1000MPa，弹性模量为110GPa，在力学性能与生物相容性之间实现了理想平衡，其制备的锁定钢板、金属螺钉等是足踝部骨折的首选内固定材料。扫描电镜下可见其表面平整光滑、抗分层性能优异且疲劳稳定性良好，可耐受足踝在日常负重或跑跳中产生的反复循环载荷。近年来，钛合金的临床应用逐渐由传统标准制式钢板向个性化定制发展。3D打印技术的成熟进一步拓宽了其临床应用范畴，基于患者CT数据的1∶1比例三维重建技术，能够精确还原骨折部位的解剖形态，在此基础上设计的个性化钛合金钢板可与骨面实现完美贴合。笔者团队的临床实践表明，3D打印个性化钢板不仅能够完美匹配踝关节的复杂解剖弧度，还可根据骨折线的走行特点精准设计钉道方向，避免螺钉穿入关节腔，提高了复杂足踝骨折的复位质量和固定稳定性。此外，定制化多孔钛合金支架孔隙率可达60％～80％，其微观结构与人体松质骨结构高度相近，能有效诱导骨组织长入，实现生物性固定。表面改性技术（如喷砂酸蚀处理、双磷酸钙涂层）亦有望显著提升钛合金的骨整合效率。
镍钛合金是具有独特理化特性的功能性材料 镍钛合金兼具形状记忆和超弹性效应，能够对骨折端形成持续的动态加压，可有效弥补骨吸收造成的压力衰减。其弹性模量（40～75GPa）在医用金属中与人体皮质骨（约20GPa）最为接近，可显著降低应力遮挡效应。在足踝部骨折治疗中，镍钛合金多作为辅助固定组件应用，其中以内置加压元件的胫距跟髓内钉最具有代表性，常用于Ⅰ期关节融合的严重骨折病例。Terrill等研究表明，镍钛合金髓内钉可保留67％的动态载荷传导能力，优于钛合金，更利于骨痂生成。此外，微型镍钛合金钉还可应用于内踝、腓骨远端等低负重区撕脱骨折的加压固定，其持续加压特性能够支持患者早期下地负重。然而，镍钛合金整体力学强度有限，加工工艺复杂，存在镍离子释放诱发过敏的潜在风险，且缺乏长期随访证据，目前仍难以单独承担高负重的固定。
不锈钢是经济实用的内固定选择 尽管普及度不及钛合金，但不锈钢具有可靠的力学强度、良好的加工性能及低廉的价格等优势。Liang等及Gu等的研究均证实，通过个性化塑形或合理的双窗显露多钢板固定，不锈钢材料在治疗三踝或复杂后踝骨折时，能够实现理想的解剖复位，术后关节功能恢复可达优良标准。但近年来，随着钛合金生产成本的显著下降和工艺的日渐成熟以及患者对治疗效果和安全性要求的不断提升，目前临床上已基本不再使用不锈钢内固定材料。
碳纤维复合材料是极具潜力的新型金属替代材料 近年来，碳纤维聚醚醚酮（CFRPEEK）复合材料制备的钢板作为一种新型内固定材料，在足踝外科领域展现出独特的应用优势，其弹性模量为18GPa，与人体皮质骨更为接近，显著降低应力遮挡效应，减少废用性骨吸收的发生；优异的射线可透性，术中透视无金属伪影，能够实现真正的“可视化固定”；CFRPEEK骨板重量轻，可减少术后患者的异物感和不适感；良好的生物相容性，可降低局部炎症反应风险。笔者团队成功运用国内首个CFRPEEK骨板完成了腓骨骨折的治疗，认为CFRPEEK骨板特别适用于对影像学评估要求高的关节内骨折、合并金属过敏的患者以及对术后美观有较高要求的年轻患者。这一材料在接骨板上的创新应用，标志着骨科材料学领域的重大突破，能够为患者提供更安全、更精准的治疗选择。但是，该材料在足踝部骨折治疗的临床应用时间比较短，其长期生物安全性和力学稳定性仍需更多大样本、长周期的临床研究进一步验证。
金属内固定材料的应用缺陷 尽管金属内固定材料取得了快速发展，但也存在一定的局限性：（1）应力遮挡效应显著。金属刚度远高于人体骨组织，易导致废用性骨吸收及
可吸收材料在足踝部骨折内固定中的应用现状与临床考量
可吸收内固定材料已从早期的聚乙醇酸（PGA）演进至聚左旋乳酸（PLLA）及其复合材料，并逐渐向可吸收镁合金、锌基合金等材料拓展。
可吸收聚合物钉棒是临床应用最广泛的可吸收体系 以PLLA为主的可吸收聚合物通过自增强技术，初始弯曲强度达200～300MPa，可满足足踝部非负重或部分负重区的固定需求。依据2025年发布的《可吸收聚合物钉棒在足踝外科临床应用的专家共识》，可吸收钉棒可安全应用于足踝部各类骨折及截骨术的内固定，其优势在踝关节面骨折块固定、关节融合术，以及对金属植入物过敏的患者中尤为突出。针对合并严重骨质疏松或粉碎性骨折的复杂病例，建议将可吸收钉棒与金属内固定物联合使用，以确保足够的力学稳定性。多项临床研究证实，可吸收钉棒固定踝关节骨折的疗效与金属空心钉相当，且具有免除二次手术取物、患者满意度高等优势。本期王诚等采用外踝截骨入路结合可吸收棒固定治疗距骨体骨折，复位效果满意，术后功能恢复良好，避免了二次手术创伤，中期随访疗效确切。
可吸收镁合金是极具潜力的新一代可吸收材料 可吸收镁合金的初始抗拉强度为250～300MPa，弹性模量45GPa，与人体骨组织的生物力学特性高度匹配。May等报道，镁合金螺钉与钛合金螺钉在骨折愈合率方面比较差异无统计学意义（P＞0．05）；但镁合金组无须二次手术取出植入物，显著减轻了患者的生理创伤与经济负担。此外，Zhao等研究证实，可生物降解的高纯度镁螺钉可有效用于踝关节骨折的临床治疗，为足踝部骨折提供足够的机械强度和稳定性。
可降解锌基合金是兼具力学与生物学优势的新兴可吸收材料 可降解锌基合金力学性能介于镁合金与钛合金之间，初始抗拉强度可达200～400MPa，是近年来可降解材料领域的研究热点。生物学性能方面，锌合金在降解过程中释放的锌离子能够促进成骨相关基因的表达，增强骨整合能力，并具有一定的抗菌活性，可降低术后感染的发生率。目前，可吸收锌基合金材料的应用仍处于临床前研究阶段，其长期生物安全性、降解产物的代谢途径以及在足踝等高负重区骨折中的应用效果仍需进一步验证。
可吸收内固定材料的临床应用优势与不足 可吸收内固定材料具有多方面的临床优势：其弹性模量与人体骨组织高度匹配，可有效减轻应力遮挡效应；材料在体内通过水解反应逐步降解吸收，无须二次手术取出；因无金属伪影干扰，不影响术后CT及MRI的精确评估。可吸收螺钉的膨胀自锁特性使其在植入骨质后可实现轴向与径向的双向加压，显著提升螺钉的抗拔出强度。可吸收镁合金和锌基合金在降解过程中释放的金属离子具有良好的骨诱导活性，能主动促进成骨细胞的增殖与分化，从而加速骨折愈合。在临床应用中，PLLA可吸收材料和可吸收镁合金的异物反应率为0％～15％；因其抗扭力较弱，术中必须规范操作、充分攻丝，切忌暴力拧入，以防螺钉发生断裂。此外，其长期植入的安全性尚需更多大样本、长周期的临床研究进一步验证。
足踝部骨折内固定材料的临床选择与决策思考
从“坚强固定”到“弹性固定”的转变 传统的AO骨折治疗理念强调的“坚强固定”，显著降低了骨不连与畸形愈合发生率，奠定了现代骨折治疗的基础。但足踝部作为人体负重与运动的重要结构，在维持骨折端基本稳定的前提下，允许一定程度生理性微动的“弹性固定”对术后功能恢复也十分重要。因此，在临床实践中需辨证把握两种理念的适用边界，根据骨折类型与患者需求实现个体化精准治疗。
联合固定策略在足踝部骨折治疗中的应用 单一内固定材料往往难以兼顾复杂骨折的力学稳定与生物学修复双重需求。随着对骨折愈合生物学机制的认识不断深化，金属内固定结合可吸收材料辅助固定的联合策略逐渐得到认可。在三踝骨折或Pilon骨折中，金属材料提供整体力学支撑，可吸收螺钉进行关节面骨块的有限内固定，既能保证解剖复位，又减少了软组织剥离与金属使用量。临床研究报道，联合固定方案治疗Pilon骨折的美国足踝外科协会（AOFAS）踝与后足评分优良率可达81％，感染、骨不连等并发症发生率显著低于单纯金属内固定。对于距骨粉碎性骨折，采用金属空心加压螺钉提供轴向支撑，辅以可吸收棒固定游离软骨块，可最大程度保护距骨脆弱的血供。
临床决策的个体化原则 足踝部骨折内固定材料的选择应基于“阶梯化”与“个体化”原则。对于简单关节面骨折、金属过敏或拒绝二次手术的患者，优先选择可吸收聚合物等可吸收材料；对于高能量粉碎性骨折、负重区主力固定及严重骨质疏松患者，首选力学性能稳定的金属内固定材料；对于中重度复杂骨折，可采用联合固定策略。术者需在恢复力学稳定与保护生物学环境之间寻找最佳平衡。在临床决策中还应考虑患者的年龄、职业、功能需求及经济状况。对于年轻、活动量大的患者，应优先选择生物相容性好、骨整合能力强的材料，以减少远期并发症；对于老年、活动量小的患者，可调整材料选择标准，在保证疗效的前提下适当兼顾经济性。经济效益方面，钛合金内固定材料最具性价比，适用于绝大多数足踝部骨折患者；PLLA可吸收钉棒总费用与钛合金接近，且避免二次手术，适用于非负重部位的足踝部骨折固定；镍钛合金、碳纤维复合材料、可吸收镁合金、3D打印等因成本高、医保报销有限且技术要求高，在基层医院常规开展还较为困难。
未来与展望
目前，足踝部骨折内固定治疗已进入“金属为主、可吸收补充、联合优化”选择应用新阶段。未来该领域的发展将聚焦以下方向：（1）可吸收材料的功能化改性。精准调控降解速率使其与骨愈合进程完美匹配，并攻克原位显影难题。（2）金属内固定材料的表面工程优化。针对糖尿病、骨质疏松等特殊人群，提高骨整合能力，降低感染与松动率。（3）3D打印个性化植入物的规范化。推动3D打印从个体化探索向临床标准规范转变，提升复杂骨折治疗的同质化水平。（4）可降解金属的长期循证验证。进一步明确镁合金、锌合金等可降解金属材料的长期生物安全性与力学适配性。（5）碳纤维复合材料的临床推广。开展大样本、多中心临床研究，明确其适用范围和长期疗效，推动其成为足踝部骨折内固定的重要选择。
综上，内固定材料的发展始终围绕着“更精准、更微创、更生物”的目标不断前进。作为临床医生，应紧跟材料科学的发展步伐，不断更新治疗理念，根据患者的具体情况选择最适宜的内固定材料和治疗方案，以最大限度地恢复足踝功能，提高生活质量。利益冲突：所有作者声明不存在利益冲突。
来源：中国骨伤2026年6月第39卷第6期
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