用于骨骼再生的镁水凝胶：了解这种矿物质如何帮助骨骼愈合的患者友好指南

目录

• 要点
• 理解研究：为何这很重要
• 镁在您身体和骨骼中的作用
• 水凝胶究竟是什么？
• 研究是如何进行的
• 天然镁水凝胶：自然界中的材料
• 合成镁水凝胶：实验室制造的材料
• 关键发现：荟萃分析揭示了什么
• 镁如何在细胞层面促进骨骼愈合
• 临床意义：这对患者意味着什么
• 研究局限性：这项研究未能证明的内容
• 建议：患者应该知道什么
• 信息来源
• 常见问题

要点

• 镁水凝胶是吸水性凝胶，可释放镁以帮助修复骨缺损，甚至包括那些无法自行愈合的关键尺寸缺损。
• 对10项动物研究的系统评价发现，镁水凝胶能显著促进骨形成、血管生成和免疫调节。
• 镁可激活特定的细胞通路，包括Notch1、PI3K/Akt和Wnt/β-catenin，以促进成骨细胞。
• 这些治疗尚未广泛普及；大多数证据来自动物模型，仅报告了有限的人类病例。
• 请与您的医生讨论您的镁状况，以及饮食中的镁是否有助于支持您自然的骨骼愈合。

了解研究：为何这很重要

骨缺损是指由于创伤、感染、肿瘤切除或如骨坏死（因血液供应不良导致的骨组织死亡）等情况导致骨组织丢失或受损。虽然骨骼具有自然再生和自愈的能力，但在某些情况下，损伤过于广泛——这些被称为“临界尺寸骨缺损”——身体无法自行修复它们。

这是医生经常面临的一个重大临床挑战。目前的治疗方法包括骨移植（从患者身体的其他部位或供体获取骨骼）和骨组织工程，后者结合生物材料支架、细胞和生长因子以再生并维持骨组织。

这篇于2025年发表在Journal of Materials Science: Materials in Medicine上的综述文章，系统考察了一种特定的骨修复方法：使用负载镁的水凝胶。研究人员希望了解这些材料的工作原理、存在的类型以及科学证据是否支持其在骨再生中的使用。

镁在您的身体和骨骼中的作用

镁不仅仅是一种普通矿物质——它是人体生理学中不可或缺的元素。成年人体内大约含有20–28克镁，其中约60%位于骨组织中。在那里，它参与维持骨骼健康的关键生化反应。

作为二价阳离子（带正电荷的离子），镁是数百种细胞内（细胞内）酶促反应中不可或缺的辅因子。这意味着如果没有镁，您的细胞所需执行的许多化学反应将无法高效进行。

有趣的是，镁还具有双重抗炎和抗氧化能力。这非常重要，因为炎症和氧化应激会损害骨骼愈合。这些特性在机制上与镁促进骨形成（其成骨潜力）的能力相关联。

含镁植入物最早于20世纪初在欧洲骨科手术中使用。然而，当合成生物材料变得可用时，对含镁解决方案的兴趣有所下降。近年来，随着对能够积极参与愈合过程而不仅仅是被动填充空间的生物活性骨替代物的需求不断增长，研究重新充满热情地回到了含镁生物材料上。

水凝胶到底是什么？

水凝胶是亲水性（喜水）聚合物，形成三维网络结构。可以将它们想象为吸水性凝胶——类似于用于隐形眼镜或伤口敷料的材料——可以经过工程改造以模拟您细胞周围的自然环境。

这些材料表现出几个重要的特性，使其在医疗用途中极具价值：

• 抗压强度：它们能够承受压力并保持形状
• 机械稳定性：它们在体内保持完整
• 生物相容性：它们不会引发有害的免疫反应
• 可控降解性：它们可以被设计为以特定速率分解

水凝胶还可以经过工程改造以具有抗菌性能和止血功能，同时作为有效的药物递送系统。在骨组织工程中，水凝胶尤其有价值，因为它们可以包裹生物活性分子（如生长因子）、细胞以及镁（Mg²⁺）、钙（Ca²⁺）、锌（Zn²⁺）和铜（Cu²⁺）等金属离子。使用这些金属离子是因为它们在骨修复中具有成骨（促骨形成）能力、抗菌作用以及免疫调节（免疫调控）作用。

水凝胶要有效促进骨修复，必须同时展现出具有成骨潜力的强大生物活性，并保持足够的刚度和弹性。满足这两个要求颇具挑战——天然水凝胶往往生物活性高但机械强度弱，而合成水凝胶则强度高但生物功能有限。这推动了多种专用配方的开发。

研究是如何进行的

研究人员于2024年3月进行了全面的文献检索，涵盖2013年1月至2024年3月发表的出版物——超过十年的研究成果。他们检索了四个主要的医学和科学数据库：

1. PubMed
2. Web of Science
3. Scopus
4. Embase

检索策略使用了关键术语的组合，包括“骨再生”、“骨修复”、“骨组织工程”、“水凝胶”、“镁”和“镁离子”。每个数据库的完整检索策略详见原文（见表1）。

纳入标准——符合以下条件的研究被纳入：

1. 研究用于骨再生的镁、其化合物或基于水凝胶的系统
2. 使用带有骨缺损的对照动物模型
3. 专注于单一成分的治疗剂（例如镁或镁化合物）
4. 在过去十年内通过指定平台或领域内权威期刊发表的同行评审英文文章

排除标准——符合以下条件的研究被排除：

1. 是综述文章、回顾性分析，或缺乏随机对照试验设计
2. 与研究重点无直接关联
3. 仅使用体外（实验室）实验模型
4. 结合了多种骨再生成分
5. 在实验设计或统计分析中存在方法学缺陷

应用这些标准后，荟萃分析纳入了来自四个数据库的10项研究。这种系统方法确保结论基于高质量的同行评审证据，而非个人的个案报告。

天然镁水凝胶：自然界中发现的材料

天然水凝胶源自生物来源。虽然它们表现出优异的生物相容性（身体能很好地接受它们）和生物降解性（可自然分解），但其机械强度通常不够理想。已有多种类型与镁结合用于骨修复的研究。以下是各项研究的结果：

明胶水凝胶

明胶是一种广泛用于组织工程的生物聚合物，但由于其机械强度和粘附能力不足，单独使用的临床局限性较大。为了克服这一问题，研究人员采用化学修饰或将其与其他材料结合。

Huang及其同事开发了一种改性明胶复合材料（称为MgT-MCS/GB），该材料能够模拟天然骨微结构，同时实现镁的受控释放。这种方法增强了成骨分化（干细胞转化为骨细胞的过程）、血管生成（血管形成）和神经生长。

一种特别重要的明胶衍生物是甲基丙烯酰化明胶（GelMA），它是通过用甲基丙烯酸酯基团改性明胶合成的。GelMA含有精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（RGD）三肽序列——本质上是一种细胞“粘附密码”，有助于细胞附着、铺展和分化。它还含有基质金属蛋白酶（MMP）响应序列，允许酶介导的降解，这对伤口愈合和组织再生至关重要。

Dubey及其同事设计了一种掺有无定形磷酸镁（AMP）的GelMA基膜。该材料在骨髓间充质干细胞中表现出增强的成骨分化和矿化能力，其中AMP被确定为关键的功能成分。

Jing及其同事通过将镁改性黑磷掺入GelMA中，制造了一种光敏导电水凝胶。该配方实现了镁和磷离子的持续释放，二者协同作用以刺激施万细胞迁移（支持神经再生的细胞）、神经纤维再生以及成骨（骨形成）微环境。随后开发的该系统双层版本证明了加速早期血管化和神经再生，最终促进全面的骨再生和重塑。

丝蛋白水凝胶

丝蛋白主要由丝素蛋白和丝胶组成，具有卓越的机械性能，包括强度、弹性和可加工性。它表现出非凡的生物相容性，异物反应风险极小，其降解特性可调节以匹配长期组织再生的时间进程。

Cheng及其同事证明，将镁注入家蚕丝纳米纤维（BSNF）水凝胶中可形成金属配位网络。纳米纤维与镁之间的结合亲和力直接调节材料的血管生成（血管形成）和成骨潜力。

其他研究表明，将释放三钙磷酸盐离子（镁、硅、锶）的丝蛋白掺入其中，可改变其凝胶化动力学并改善其性能，同时增强血管形成以及骨形成细胞的增殖和分化。

Wu及其同事开发了掺入离子的丝支架，同时促进骨组织和血管组织的形成，并抑制破骨细胞生成（分解骨的过程）。在一项创新方法中，Cai及其同事使用改性丝蛋白工程化了镁包封的微球。这些微球激活了PI3K/Akt通路——一种关键的细胞信号传导途径——以增强成骨潜力，并有效递送间充质干细胞以建立功能性的“骨再生增强单元”（BREUs）。

透明质酸（HA）水凝胶

透明质酸是一种高分子量线性糖胺聚糖，存在于细胞外基质（围绕您细胞的结构性网络）中。它具有固有的生物相容性、生物降解性、非免疫原性（不触发免疫反应）和抗炎特性。

Li及其同事证明，化学修饰的HA可以协调双膦酸盐（减缓骨分解的药物）和镁的共同释放。这种双重方法有效抑制破骨细胞（破坏骨的细胞）活性，同时保留成骨因子的分泌。

一种称为甲基丙烯酰化透明质酸（HAMA）的光敏版本可以使用光激活化学物质进行交联和固化。Wang及其同事开发了一种双层复合水凝胶（GCDH-M），它协调骨髓间充质干细胞的分化，通过改善细胞募集和血管形成，依次增强细胞迁移、增殖、成骨分化和骨形成。

Zhang及其同事工程化了可注射的RGD偶联HAMA复合凝胶，能够同时释放生物活性离子和小分子药物。该平台通过镁介导的碱性磷酸酶（ALP）产生诱导干细胞成骨，随后通过正反馈机制触发地塞米松（一种抗炎药物）的释放，以放大骨形成。该系统为微创递送骨修复治疗提供了一种有前景的策略。

海藻酸钠（SA）水凝胶

海藻酸钠是一种源自海藻的线性阴离子多糖。它具有亲水性、可生物降解性、生物相容性，并能迅速吸水。显著的效果包括免疫刺激特性——它可以诱导单核细胞（免疫细胞）产生白细胞介素和肿瘤坏死因子，从而帮助调节愈合过程。

Zhang及其同事开发了结合海藻酸钠、硅灰石（一种硅酸盐矿物）和谷氨酸的SAG水凝胶。他们的研究结果表明，这些凝胶释放的镁、钙和硅离子可增强干细胞迁移和成骨分化。

Jin及其同事利用氧化海藻酸钠（OSA）和聚丙烯酰胺（PAM）构建了一种双层水凝胶，并掺入钙镁磷酸盐水泥（CMPC）以支持骨再生。CMPC成分释放钙以促进组织矿化，而镁有助于羟基磷灰石（骨骼的主要矿物成分）的形成，调节成骨分化并刺激新骨形成。重要的是，镁还与RGD基序协同作用以调节细胞粘附。该研究表明，镁可激活TRPM7/PI3K信号通路，进而上调Runx2和碱性磷酸酶（ALP）的表达——这两者对于激活成骨细胞至关重要。

壳聚糖（CS）水凝胶

壳聚糖是一种天然衍生的阳离子（带正电荷）线性多糖，含有羟基和氨基基团。它具有生物相容性、可生物降解且无免疫原性。其正电荷使其能够与带负电荷的微生物膜相互作用，破坏这些膜并提供天然的抗菌活性。另一种抗菌机制涉及与DNA结合，从而抑制细菌的RNA合成和细胞增殖。

壳聚糖的一个局限性是其溶解性仅限于酸性溶液——在中性或碱性条件下几乎不溶解。这需要改性及交联策略以实现更好的功能。

Qing及其同事开发了一种具有双重抗菌和成骨功能的壳聚糖水凝胶。氧化镁（MgO）的降解介导了钙和磷的富集并吸引间充质干细胞，最终促进细胞矿化（骨骼组织硬化的过程）。这种生物学反应可能源于镁离子和磷酸根离子共同激活PI3K-AKT信号通路。

Li及其同事开发了一种可注射的磷酸化壳聚糖凝胶，可提供稳定的镁释放以增强生物矿化、血管生成和成骨活性。他们的研究结果表明，磷酸基团在控制镁释放速度方面发挥着调节作用。

Xiong及其同事构建了一种结合壳聚糖和聚丙烯酰胺（PAM）的双层凝胶，显著改善了壳聚糖的机械性能。该系统表明，镁和BMP-2（一种骨形态发生蛋白——一种强效促骨生长因子）的受控共递送可促进成骨细胞粘附并有助于重建皮质骨（骨骼致密的外层）。分阶段释放谱确保成骨过程的顺序激活，其中镁可能通过激活Wnt/β-catenin通路来增强成骨细胞功能。

其他研究探索了使用改性壳聚糖在双层系统中封装氧化镁官能化聚多巴胺（PDAM）颗粒，用于双重骨再生和肿瘤消融。当暴露于近红外光下时，PDAM触发光热肿瘤破坏，而持续的镁释放支持细胞粘附、增殖和骨分化。这种方法在治疗骨肉瘤（骨癌）手术切除后预防复发方面显示出前景。

一种使用羟丁基壳聚糖封装PDAM包覆的镁-碳酸钙微球的创新制剂实现了天冬氨酸（Asp，天冬氨酸）和BMP-2的精确受控共递送。该水凝胶实现了近红外响应的持续BMP-2释放，这对矿物质沉积和加速基质矿化至关重要——这是一个用于定时药物递送的新型平台。

Lu及其同事针对股骨头坏死（由于血液供应不良导致髋关节球状端死亡的一种状况）进行了研究。他们的调查表明，施用负载骨髓间充质干细胞的水凝胶可有效刺激新骨形成，实现三个关键结果：

• 用新生骨痂（新骨组织）桥接坏死骨
• 增强血管网络发育
• 促进骨髓腔重建（恢复内部骨腔）

合成镁水凝胶：实验室制造材料

合成水凝胶是在实验室中制造的。与天然水凝胶相比，它们通常具有更优越的机械性能，但单独使用时生物学活性有限。以下是针对每种合成类型的研究发现：

聚乙二醇（PEG）水凝胶

聚乙二醇（PEG）在水凝胶制造中具有独特的优势。对温度敏感的PEG凝胶——在体温下从液体转变为凝胶——可通过RGD肽序列和BMP-2进行功能化以支持细胞生长，尽管PEG本身缺乏生物学活性。

Zhai及其同事构建了一种基于PEG的纳米复合水凝胶，展示了镁和硅离子的持续释放以及卓越的机械性能。该材料有效促进了成骨细胞的增殖和分化。

随后，该团队利用3D打印技术开发了一种能够共递送镁、硅和活成骨细胞的复合水凝胶，显著放大了这些离子的成骨潜力。他们的研究结果表明，这种结构可作为短期成骨细胞分布和存活的支架，同时表现出长期形成新骨的能力。

Liu及其同事开发了一种具有骨诱导（促骨形成）作用的PEG修饰水凝胶。他们证明，镁可调节水凝胶的物理化学性质，并激活PI3K/Akt/GSK3β/β-catenin信号通路，从而增强骨形成活性。

聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）水凝胶

PLGA展现出卓越的生物相容性和可生物降解性，同时提供可定制的形式，以满足不同的药物释放动力学和包封效率需求。研究表明，将PLGA掺入矿化胶原基质中可增加孔隙率，从而促进营养运输和细胞迁移。

Zhou及其同事设计了一种掺入PLGA的具有骨诱导作用的PMM凝胶，该凝胶通过释放镁加速矿物沉积、促进细胞迁移，并增强诱导的小鼠胚胎成纤维细胞（iMEFs）的成骨分化。在随后针对骨肉瘤相关骨缺损的研究中，同一团队证明，该复合凝胶通过磁高热（磁性颗粒产生的热量）和饥饿疗法后的镁释放，协同放大骨形成细胞的分化，从而改善原位骨再生和矿化。

Xie及其同事发现，掺入坡缕石（一种粘土矿物）的PLGA凝胶可作为防止成纤维细胞浸润（可能干扰骨骼愈合的细胞）的保护屏障，同时刺激骨髓来源的间充质干细胞的粘附、增殖和矿化结节形成。尽管他们记录了材料中存在生物活性镁离子和硅离子，但这些离子与骨形成过程之间的潜在相关性仍不清楚。

聚乙烯醇（PVA）水凝胶

聚乙烯醇（PVA）是一种线性水溶性聚合物，广泛用于水凝胶的制备。其结构中的羟基使其特性得以精确控制。它表现出良好的吸水膨胀能力和生物相容性，并可通过与其他聚合物、生物分子和功能材料结合形成复合材料。其与3D打印的兼容性进一步扩展了其医学应用。

Ma及其同事开发了一种具有增强血管化和骨形成潜力的PVA基生物支架。他们的研究结果发现，纳米坡缕石增强显著提高了支架的孔隙率和机械完整性，并与羟基磷灰石协同放大骨诱导能力。

并行研究表明，无定形磷酸镁-PVA复合材料根据相组成比例表现出可调节的机械性能，其中镁的掺入赋予材料生物活性特征。研究人员还探讨了PVA在引导组织再生（一种使用屏障膜指导新骨生长的技术）中的用途。

其他合成水凝胶

除了上述主要类别外，研究人员还研究了其他合成水凝胶系统。其中一条值得注意的研究路线涉及模拟细胞外基质的PGA（聚乙醇酸）水凝胶，该水凝胶促进细胞浸润到具有架构的镁合金植入物中，最终导致新骨生成。

文献中探索的其他水凝胶载体包括黄原胶（XG）、结冷胶（GG）和聚（N-丙烯酰甘氨酰胺）（PNAGA），每种都为特定应用提供不同的优势。

主要发现：荟萃分析揭示了什么

对从PubMed、Web of Science、Scopus和Embase检索到的10项研究进行的荟萃分析评估了含镁水凝胶在骨骼修复中的疗效。核心发现明确：镁显著增强骨修复过程。

研究表明，镁通过多种互补途径发挥作用：

• 骨诱导：镁主动诱导骨形成，而不仅仅是被动填充缺损
• 血管生成：镁刺激新血管的生长，这对于向愈合骨骼输送氧气和营养至关重要
• 免疫调节：镁有助于在愈合过程中调节免疫反应，减少有害炎症同时支持修复
• 细胞募集：镁将间充质干细胞吸引至损伤部位，在那里它们可分化为骨形成细胞

对更广泛文献的系统评价进一步强调了几种特定的生物学机制。Juan及其同事证明，镁通过激活Notch1信号通路增强骨髓间充质干细胞的成骨分化。值得注意的是，镁仅在未分化的间充质干细胞中调节Notch信号——它对成熟的成骨细胞没有可观察到的影响。这表明镁主要维持干细胞的干性（成为不同细胞类型的能力），而不是直接强制骨成熟。

乔及其同事报道，镁在骨修复的初始阶段调节巨噬细胞介导的成骨（骨形成）和破骨（骨吸收）基因的转录调控。这意味着镁有助于在愈合过程中适时建立骨形成与旧骨分解之间的平衡。

临床证据也支持使用含镁材料。马尔科及其同事记录了口腔种植学中镁膜植入的两例临床病例，结果显示取得了成功且无不良反应。这些病例证明了含镁生物材料在人体患者中的实际应用价值。

镁如何在细胞水平上促进骨愈合

了解镁在细胞水平上的作用机制，有助于患者理解研究人员为何对这种矿物质如此兴奋。镁离子（Mg²⁺）激活体内几种特定的信号通路：

• Notch1信号通路：该通路有助于使干细胞保持未分化状态，保留其在适当时机分化为成骨细胞的潜能。
• PI3K/Akt通路：一条主要的生存和生长通路，可促进细胞增殖和骨形成。多项研究证实镁通过多种机制激活该通路。
• PI3K/Akt/GSK3β/β-catenin通路：上述通路的更详细版本，最终导致成骨活性增强。
• TRPM7/PI3K信号通路：TRPM7是细胞膜上允许镁通过的通道。当镁激活该通道时，会触发下游信号，上调Runx2和碱性磷酸酶（ALP）——这是骨形成的两个关键标志物。
• Wnt/β-catenin通路：一条对骨发育至关重要的通路，镁可能通过激活该通路来增强成骨细胞功能。

在此过程中，两个分子标志物发挥着特别重要的作用：Runx2（作为骨形成“主开关”的转录因子）和碱性磷酸酶（ALP）（一种有助于骨组织矿化的酶）。研究一致表明，镁治疗可增加这两种标志物的水平，从而在分子层面证实了其促骨形成的作用。

临床意义：这对患者意味着什么

本系统评价的发现对可能需要骨再生治疗的患者具有几项重要意义：

1. 更广泛的骨缺损治疗选择：对于患有无法自行愈合的关键尺寸骨缺损的患者，镁水凝胶可作为传统骨移植的替代方案，或用于增强现有的骨移植手术。
2. 改善牙科手术效果：口腔种植学中镁膜成功的临床病例表明，需要牙科植入物或颌骨重建的患者可能从这些材料中受益。
3. 糖尿病性骨缺损修复的潜力：部分被评估的水凝胶系统在糖尿病模型中显示出特别的前景，因为此类患者的骨愈合通常受损。一项研究表明，一种特殊设计的水凝胶减少了炎症性巨噬细胞的浸润，同时增加了血管网络的发展，从而改善了糖尿病条件下的骨形成。
4. 股骨头坏死的新希望：股骨头坏死（一种髋关节骨骼坏死的疼痛状况）患者最终可能从镁水凝胶治疗中受益，该治疗可将坏死骨与新形成的骨组织连接起来。
5. 癌症相关骨修复的潜力：一些镁水凝胶制剂正为接受过骨肿瘤切除手术的患者设计，旨在结合骨再生与抗肿瘤效应。
6. 微创治疗：注射用镁水凝胶可能使医生能够通过简单注射而非侵入性手术治疗骨缺损，从而潜在地缩短恢复时间并减少并发症。

研究局限性：这项研究未能证明的内容

虽然这些发现令人鼓舞，但了解这项研究的局限性非常重要：

• 动物模型主要：大多数纳入的研究使用了动物模型（入组要求为具有骨缺损的对照动物模型）。虽然动物研究对医学研究至关重要，但动物实验的结果并不总能完全预测人类的治疗效果。
• 单一成分聚焦：纳入标准规定研究必须专注于单一成分的治疗剂（仅镁或镁化合物）。在实际临床实践中，骨再生通常涉及多种疗法的联合应用，未来的研究需要探索镁水凝胶如何与其他治疗方法协同作用。
• 研究数量有限：荟萃分析仅纳入了10项研究。虽然这提供了具有统计学意义的结果，但仍需更大规模的临床试验来更确定地证实这些发现。
• 发表时间段：检索范围涵盖2013年1月至2024年3月期间发表的文献。此时间窗口之外发表的研究未被纳入。
• 方法学异质性：纳入的研究使用了不同的水凝胶配方、不同的动物模型、不同的骨缺损类型以及不同的结局指标。这种异质性使得直接比较变得具有挑战性。
• 长期结局尚不明确：虽然研究展示了积极的短期结果，但镁水凝胶在体内的长期命运及其多年后的最终降解产物尚未完全明确。

此外，一项研究指出镁具有浓度依赖性效应——升高的水平可能会抑制细胞增殖。这意味着在水凝胶中获得合适的镁浓度至关重要，最佳给药方案仍需进一步优化。

建议：患者应了解的信息

这项研究提供了宝贵的见解，但也提出了重要的考量因素：

• 对于骨损伤患者：标准的骨愈合治疗仍是首选的一线护理方案。镁水凝胶疗法尚未广泛可用，且主要仍处于研发阶段。
• 对于考虑参与临床试验的患者：对新兴疗法感兴趣且具有复杂骨缺损的患者应与医生讨论，参与涉及镁基生物材料的临床试验是否适合您。
• 对于整体骨骼健康：虽然这项研究侧重于直接递送至骨缺损部位的镁水凝胶，但它也强调了镁对骨骼健康的一般重要性。保持充足的膳食镁摄入（通过坚果、种子、绿叶蔬菜和全谷物等食物）有助于支持您身体天然的骨骼维护系统。
• 咨询您的医生：如果您有骨损伤、骨质疏松症或面临骨移植手术，请咨询您的医疗保健提供者，了解镁状态是否可能影响您的愈合过程。

常见问题解答

什么是镁水凝胶，它如何帮助修复骨缺损？

镁水凝胶是含有镁离子的吸水性凝胶材料。它们可以被植入骨缺损处。镁有助于刺激新骨形成、血管生成和组织再生。在科学研究中，这些水凝胶增强了骨修复效果，甚至对于无法自行愈合的大面积缺损也有效。

谁可能从用于骨修复的镁水凝胶治疗中受益？

具有无法自行愈合的关键尺寸骨缺损的患者可能会受益。研究表明其潜在用途包括牙科植入物、糖尿病性骨愈合问题、股骨头坏死以及肿瘤切除后的骨修复。然而，这些仅是可能性，而非当前的标准治疗方案。需要通过临床试验和医生讨论来确定这种方法是否适合您。

这项关于镁水凝胶的研究是如何进行的？

研究人员在2013年1月至2024年3月期间检索了四个医学数据库中的研究。他们仅纳入专注于镁或其化合物用于骨再生的对照动物研究，并符合严格的质量标准。经过筛选后，他们对10项研究进行了荟萃分析，以评估镁水凝胶促进骨修复的效果。

该综述发现镁对骨骼愈合有何影响？

荟萃分析发现，镁能显著增强骨骼修复。镁通过多种机制发挥作用：诱导骨形成、促进血管生成、调节免疫反应以及吸引干细胞。在细胞水平上，镁激活特定信号通路，包括Notch1、PI3K/Akt和Wnt/β-catenin，并增加Runx2和碱性磷酸酶等标志物。

目前患者可以使用镁水凝胶治疗吗？

不，镁水凝胶尚未广泛可用。它们仍处于研发阶段。大多数研究是在动物身上进行的。仅报道了少数人类病例，例如用于口腔植入物的镁膜。患有复杂骨缺损的患者应与医生讨论，使用这些材料的临床试验是否是一个可行的选择。

关于镁水凝胶的研究有哪些局限性？

该研究主要使用动物模型，而非人类。仅纳入了10项研究。这些水凝胶作为单一成分治疗进行测试，而实际护理通常结合多种疗法。其在人体内的长期影响尚不清楚。此外，镁具有浓度依赖性效应，因此过量的镁可能会抑制细胞生长。需要进行更大规模的人体临床试验。

关于镁和骨骼愈合，我应该向医生询问哪些问题？

如果您有骨损伤、骨质疏松症或需要进行骨移植，您可以询问您的镁水平是否可能影响骨骼愈合。此外，询问您的饮食镁摄入量，因为坚果、种子、绿叶蔬菜和全谷物等食物有助于骨骼健康。如果您有复杂的骨缺损，询问是否有基于镁的材料的临床试验可用。

我的外科医生建议对无法自行愈合的关键尺寸骨缺损进行骨移植。我应该就镁水凝胶作为替代方案寻求第二诊疗意见吗？

第二诊疗意见可以帮助您了解镁水凝胶治疗是否是您骨缺损的可行选择。研究表明，这些水凝胶在动物研究中显著增强了骨骼修复，但尚未广泛提供给患者使用。对于关键尺寸缺损，标准骨移植仍然是常规的一线治疗方法。由于镁水凝胶方法仍处于实验阶段，专家对您的影像资料和治疗计划的审查可以澄清您是否符合临床试验资格，或者常规手术是否是更好的选择。Diagnostic Detectives Network 提供独立的专家第二诊疗意见。

来源信息

Original article title: The role of magnesium hydrogels in bone regeneration: a systematic review and meta-analysis.

Authors: Chen Z, Yang D, Wang S, Hao C.

Publication: Journal of Materials Science: Materials in Medicine (2025) 36:66

DOI: https://doi.org/10.1007/s10856-025-06881-8

Received: 18 December 2024 | Accepted: 24 March 2025 | Published online: 18 August 2025

Author affiliations: Department of Stomatology, Hainan Affiliated Hospital of Hainan Medical University (Hainan General Hospital), Haikou, China; Department of Oral Pathology, School of Stomatology, Hainan Medical University, Haikou, China

这篇患者友好的文章基于发表在开放获取科学期刊上的同行评审研究编写。旨在帮助患者和公众理解该研究的发现。此内容仅供信息参考，不构成医疗建议。请务必就您的具体医疗状况咨询合格的医疗保健专业人员。