开放性胫骨骨缺损的治疗进展
2025-03-17 来源:国际骨科学杂志


作者:山东省文登整骨医院     谭新欢


开放性胫骨骨缺损多由高能量损伤所致,其特征是小腿骨折部位存在广泛的骨组织和软组织损伤或缺损。该类骨缺损损伤大、并发症多,小腿前侧软组织覆盖少,以及伤后血运建立慢,故临床治疗周期较长,且极易产生骨外露、骨不连、骨髓炎等相关并发症。严重者可能出现长期的功能障碍,或导致残疾甚至截肢,因此临床治疗可能面临较大的挑战,目前主要采取分期手术进行治疗。本文将围绕开放性胫骨骨缺损的分期治疗方案,对国内外研究进展进行综述。


术前准备


接诊开放性胫骨骨缺损患者时,应首先详细评估病情,包括明确颅脑、胸腹、内脏等重要部位有无损伤,以及患肢的神经、血管损伤状况和骨折类型等,从而确定手术的适应证和潜在风险,为制定手术方案提供依据。必要时应采取备血、输液等措施,以预防休克、挤压综合征等相关并发症,待病情平稳后再根据小腿损伤情况予以治疗评估。目前MESS评分系统应用最多,建议得分小于7分者行保肢治疗。有研究表明,在严重创伤早期采取快速有效的评估和处置,可以将其死亡率从预期的35%降低至10%以下。


创面修复治疗


创面清创     治疗开放性胫骨骨缺损时,应首先对创区进行全面地毯式清创,确保彻底清除骨折端附近以及软组织中的污染物和坏死组织,以降低感染风险;其次尽量保留尚可保存的软组织,避免过度剥离,以维持局部的血供和免疫功能。在清创期间,骨折端应尽可能保持稳定。依据损伤控制理论,目前主要推荐使用外固定支架,保持骨折段对位对线良好,对骨缺损区则采用抗生素骨水泥暂时占位或予旷置处理。对伴重要血管、神经损伤的创面,应予一期修复;若不能行一期封闭,则考虑采用负压引流技术予以临时封闭,同时术中应注意保护好创区周围各穿支点,为后期行皮瓣转移修复创面治疗预留更多选择。


传统软组织修复技术     软组织修复重建是恢复损伤部位结构和功能完整性的关键步骤。手术修复是治疗小腿软组织缺损的主要手段,移植组织应来源于与缺损区相似的部位,以保证移植后缺损区外观和功能的恢复。在修复过程中,需特别注意保护缺损区周围的神经血管。目前,用局部转移皮瓣及游离组织来修复创面的方法最为常见,其原则是选择距离创面最近且皮肤完整、血运良好的区域作为供区。供区皮肤能够充分覆盖创面,且皮瓣血运足够,才有利于皮瓣存活。


新兴软组织修复技术      随着科学技术的不断进步,传统技术逐渐被新兴技术所取代,为软组织修复重建带来了更多选择。新兴技术一直是医学领域研究的热点,组织工程学的发展则为软组织修复提供了新的思路。自体组织、异体组织等天然材料以及生物活性材料等合成材料的应用,可以改善组织的修复和再生过程,从而促进愈合;精准医学通过基因检测和个体化治疗方案的制定,可以更好地预测治疗效果和风险,有助于提高临床疗效。此外,利用生物打印技术构建个体化的软组织修复材料,也将成为未来的发展方向。


骨缺损的治疗方案选择


在骨缺损程度超过临界值后,胫骨骨缺损即无法单纯依靠自身能力修复,此时须采取手术治疗。骨重建手术方案可因骨缺损的程度、部位,患者年龄,缺损区周围软组织的损伤情况以及医生自身的手术技巧不同而不同。目前可供选择的手术方案较多,不同的手术方案适用于不同的病情。


Papineau技术     技术介绍  Papineau技术适用于胫骨及其周围皮肤软组织小面积缺损的患者,其适应证:①小腿骨与软组织部分缺损,但皮肤缺损面积小于8cm×4cm;②创面周围重要的血管神经尚未损伤,肢体远端血运、感觉良好。治疗过程需分期进行,一期固定清创,创面开放;二期待创面肉芽组织新鲜后,需刮除部分肉芽组织,清理骨折断端直至出现Paprika征以及疏通髓腔超过封闭端5mm以上,再将自体松质骨制作成颗粒状并植入骨缺损区。为避免因植入的骨质吸收而影响愈合,植骨直径应大于正常骨干断端的直径,即长度超过骨缺损区10mm且高于皮肤表面2~3mm,并采取无张力间断缝合处理伤口以缩小创面面积,植骨区表面裹以油纱,再以无菌敷料包扎或负压封闭技术覆盖,直至植骨区被肉芽组织覆盖后再行植皮术治疗。


技术原理  有组织学研究发现,动物骨缺损修复模型在接受清创后,在骨缺损区内会有以Ⅰ型胶原为主要成分的诱导膜缓慢形成,同时有血管内皮生长因子(VEGF)和骨形态发生蛋白(BMP)等成血管和成骨因子的转录因子表达,有利于骨髓间充质干细胞成骨分化。此时行颗粒状松质骨植骨能够通过诱导膜的分泌激发骨髓细胞的分化、增殖,不但可以诱导新生成骨细胞的发育和生长,从而有效提高松质骨诱导成骨及组织架构的能力,而且可以诱导新生血管的生成和长入,以促进新骨及肉芽组织再生。


临床应用  Bao等研究发现,Papineau技术一般适用于骨缺损长度小于4cm的开放性骨缺损。Peeters等认为,清创后行一期植骨联合局部应用抗生素是治疗开放性骨缺损的有效方法。


Masquelet技术     技术介绍  Masquelet技术的应用前提是胫骨缺损区有稳定的支撑及正常的软组织覆盖。该技术通常分2个阶段完成治疗。第一阶段为彻底清创,并采用抗生素骨水泥链珠占位,最后封闭创面。此时骨水泥应该能够包裹2个骨折断端,以满足第二阶段植骨及骨愈合的需要,骨水泥链珠则可以达到占位及预防、控制感染的双重目的。第二阶段为植骨,此时先在生物膜上做1个纵向切口,取出占位的骨水泥,并去除断端硬化骨并打通髓腔,再取适量的自体松质骨填塞于包膜内,最后完整缝合包膜。目前认为,1~2mm大小的颗粒状松质骨为植骨的金标准。由于自体骨来源有限,所以一般用于修复长度小于6cm的骨缺损,而修复长度大于6cm的骨缺损则需使用混有适量皮质骨、同种异体骨或人工骨等的自体骨,且以自体骨含量大于75%为宜。此外,完整的包膜不仅可以防止植入骨质被吸收,而且可以促进植入骨的血管再生,有助于提高成骨活性。


技术原理  骨水泥在植入早期会不断地引发炎症反应,由此引起炎性细胞浸润。在骨水泥置入2周后,诱导膜会逐渐形成生物相容性良好的双层半透膜结构,不但能够诱导间充质干细胞(MSC)及骨祖细胞的黏附、增殖及分化,而且有利于膜外营养渗入组织及毛细血管网;3周后诱导膜的前列腺素E2(PGE2)和BMP-2含量与骨膜相仿;4周时诱导膜的血管紧张素Ⅱ(ANG-Ⅱ)水平最高,其中外膜血管化更为活跃,血管直径增粗明显,而内膜血管组织具有钙化能力,可被诱导分化为成熟的板层骨。此外,膜蛋白提取物能够激发骨髓细胞分化,促进MSC增殖,更有利于成骨细胞发育;6周时诱导膜的VEGF和BMP-2含量达到峰值。因此,第二阶段植骨时间一般为术后6周左右,此时软组织已愈合良好。


临床应用  Zhao等利用Masquelet技术治疗12例胫骨大段骨缺损,且二期采用75%的自体髂骨与复合人工骨混合填充骨缺损区,平均随访69周,发现所有病例均获得影像学愈合。随着对诱导膜结构及生物活性研究的进一步深入,聚乳酸及其复合物等人工合成生物膜已经可以由现代生物工程技术制备获得,这类生物膜不但相对分子质量大小可控,而且生物相容性良好,其应用能够显著缩短治疗周期,并实现个性化治疗。


Ilizarov技术     技术介绍  Ilizarov技术的牵拉成骨(DO)策略不仅可以解决骨缺损的问题,而且可以使皮肤、血管、神经及骨骼肌等软组织在牵拉应力的作用下得以延长和再生。术中选择外固定支架固定点的原则是远离骨折端以及软组织条件差的区域,确定截骨平面的原则一般为尽量靠近干骺端而远离创面,以利于DO,截骨时应注意保护好骨膜组织和骨髓组织,以利于膜内成骨。DO通常在截骨1~2周后按照每天延长1mm的进度,分4~6次进行。DO的骨质矿化周期通常为牵张期的3~4倍,外固定指数(EFI)约为2个月/cm,并发症有轴线偏移、成骨不全、拆除外固定支架后的二次骨折、会师端瘢痕以及皮肤组织内陷形成软组织遮挡等,必要时需行植骨手术治疗。


技术原理   Ilizarov技术的骨搬移术在治疗外伤性骨缺损时可以产生“牵拉再生”及“引导修复”两种形式的骨重建过程,前者为截骨后新生骨区形成时的牵张延长过程,后者则为原骨缺损区断端对接时的骨愈合过程。其理论基础为,在牵张刺激下,骨折端血管壁周围出现活跃的平滑肌细胞,而骨牵拉再生区域中心出现类纤维母细胞堆积并形成胶原纤维,且骨母细胞不断分泌产生骨样组织,从而逐步形成原始骨小梁。从分子角度分析,在DO期间BMP等基因的表达发生改变,表现为自牵拉作用开始至结束后2周内持续升高,BMP受体表达也显著上调。在DO持续诱导下,MSC和内皮祖细胞(EPC)激发募集作用对新骨形成极为关键。牵拉期内循环MSC与EPC数量持续增加,机械牵拉作用转化为生物学效应,最终促进了骨质再生。


临床应用  Aktuglu等的研究发现,Ilizarov技术是治疗胫骨临界骨缺损的金标准。Wu等研究发现,与传统的骨搬移术相比较,在骨搬移过程中进行反复牵压的“手风琴”技术可以缩短骨缺损的治愈时间。


骨组织工程与基因技术     技术介绍  目前,组织工程与基因技术在生物诱导性、相容性与降解性等方面均有优势,已越来越受骨科医生的重视。该技术对提取自患者的种子细胞进行体外培养使其大量增殖,并将目的基因导入其中,同时在体外构建生物支架,再将载有种子细胞的支架移植于骨缺损区,通过传递细胞因子、抗体及化学试剂等促进种子细胞在支架上生长增殖,随着种子细胞逐渐成骨,支架材料也同步降解,最终完成骨的爬行替代。适用于骨组织工程的理想生物材料应具备良好的生物相容性、与骨组织生长同步的降解性、较强的生物活性和骨诱导性以及足够的强度和可塑性。


技术原理  骨组织工程技术主要包括细胞构建、血管和神经化构建和复合构建等。以仿生基质聚乳酸乙胶酯(PLAGA)为基础的生物支架最具代表性,该支架具有与骨小梁相似的细微小孔结构,种植在该支架上的骨细胞繁殖力、吸附力以及成骨力均良好。骨折愈合过程较为复杂,会受到多种具有骨诱导性的生长因子调控,其中较为重要的是转化生长因子(TGF)-β、成纤维细胞生长因子(FGF)、BMP、胰岛素样生长因子(IGF)、表皮生长因子(EGF)及血小板源性生长因子(PDGF)等。这些特定的生长因子通过相关基因表达,可有效促进MSC分泌产生BMP-2、BMP-7等,并通过MSC有丝分裂稳定有效地转化成软骨,再分化成骨细胞,最终通过骨传导蛋白的传递及生长因子的靶向诱导作用,促进对骨缺损区的修复与重建。


临床应用  Liu等运用组织工程骨修复10例胫骨骨缺损并随访7年,发现组织工程骨成骨能力强,且未见明显排异反应。由学者们研发的多种小分子活性多肽具有易调控、稳定性好、成本低廉、安全有效等优点,其在骨组织工程中的应用取得了巨大的进展,其骨组织修复应用前景广阔。


自体骨移植术    小段骨缺损  对骨缺损区软组织条件良好且面积不大者可采用自体骨移植术,植骨来源主要为自体髂骨块、腓骨段、肋骨等结构。自体骨块具有强度高、对供区影响较小的优点,能最大程度地保留移植骨的成骨及骨诱导、骨传导等生物学活性,是治疗小范围胫骨缺损的金标准。但自体骨因取材有限,所以一般只适用于缺损长度小于5cm的小面积骨缺损。


大段骨缺损  当骨缺损面积较大时,可行带血管蒂的自体骨移植。此类骨移植因携有血管蒂,能提供良好的血供,故具有抗感染能力强、愈合率高、安全性好、治疗周期短、成骨能力优、切取容易等优点,且后期骨径会因纵向应力作用而逐渐增大,可塑性强,可满足肢体承重的需要。


临床应用  Taylor等采用血管化腓骨移植修复重建胫骨骨缺损,发现移植后均获得骨愈合,临床疗效满意。Liu等采用带血管腓骨移植治疗胫骨大段骨缺损,随访后发现移植后骨愈合率为100%,认为自体骨移植是大段骨缺损愈合率高的重要保障。


结语


随着快速康复理念的提出,学者们建议,当创面条件允许时,骨缺损与软组织的修复治疗应尽可能同步进行,以利于患者的早期康复锻炼,从而最大程度地恢复肢体功能。相信在不久的将来,随着医学科技的不断进步、多种治疗方案的联合应用以及骨组织、基因等生物工程技术水平的稳步提升,目前有关开放性胫骨骨缺损治疗的种种弊端都能得以更好的解决,并有更多的治疗方案可供选择。


来源:国际骨科学杂志2025年1月第46卷第1期

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