足部延长术研究与临床应用进展
2025-09-12 来源:中国修复重建外科杂志


作者:首都医科大学附属北京积水潭医院足踝外科     王执宇


足部骨骼缺损和骨短缩畸形是临床较常见疾病,影响患者足部功能和生活质量。随着医学技术进步,足部延长术作为一种创新治疗手段逐渐受到关注,其通过手术方法增加骨骼长度、矫正畸形,恢复足部大体形态和功能。本文旨在综述足部骨延长的技术发展、临床应用、常见并发症及其防治策略,为进一步研究和临床实践提供参考。


肢体延长技术历史沿革


肢体延长技术始于19世纪,早期以一次性延长为主,但因存在严重并发症限制了临床应用。1904年,意大利学者Codivilla首次报道股骨粗隆下楔形截骨联合跟骨牵引技术,实现股骨延长8cm,开创了骨牵引延长先河。20世纪上半叶,Abbott等于1924年设计带牵开固定功能的延长器,通过分期截骨和软组织松解解决张力问题;Ilizarov于1951年提出“张力-应力法则”,发明了环形外固定架,显著降低并发症发生风险,推动延长技术广泛应用,奠定了现代肢体延长术的基础。20世纪后期,Bastiani等于1987年提出“骨痂延长”概念,通过延迟牵引促进骨痂形成,器械革新同步推进,计算机辅助六轴外固定架、全内置髓内延长钉等装置相继问世,兼顾稳定性与微创化。国内自20世纪80年代引入Ilizarov技术,并由我国学者将Ilizarov环形外固定架进行改良,提升了临床实用性。2008年康庆林等应用Ilizarov技术治疗第4跖骨短缩,是我国学者第一次将该技术用于足部延长。当前,以Ilizarov“张力-应力法则”为核心,结合个体化器械设计的肢体延长技术,已广泛应用于肢体短缩、先天畸形、骨缺损等疾病,成为骨科再生医学的重要组成部分。


足部延长常用方法


Ilizarov技术原理及其足部应用    基于Ilizarov“张力-应力法则”,通过微创截骨后安装外固定架,持续缓慢牵张骨段,刺激骨膜及软组织再生,通过膜内成骨形式形成新骨,实现骨缺损的修复与重建。目前,Ilizarov技术在足部疾病中的应用主要集中于外伤导致的跟骨骨缺损以及先天性跖骨短小症治疗。对于外伤导致的跟骨骨缺损,为患者恢复足部形态和功能提供可能。在跟骨缺损或短缩治疗中,常使用多枚橄榄针或2.0mm克氏针结合3.0~5.0mm螺纹针方法固定截骨远、近端;跟骨近端通过钢针和外固定架组件与距骨、小腿固定为整体,跟骨远端骨段与跟骨环固定为一体;延长方向为跟骨解剖轴,延长目标为恢复Pitch角和跟骨长度、高度。在先天性跖骨短小症治疗方面,Ilizarov技术可以精确控制跖骨延长量,跖骨延长时可使用单边或环形外固定架,于截骨远、近端各植入2枚2.0~3.0mm螺纹针,确保固定针与跖骨长轴垂直,外固定架方向应与跖骨平行;于跖骨近端用电钻连排打孔后使用骨刀截骨,避免热损伤;最终延长目标为恢复5个跖骨头圆弧形自然形态,避免过度延长和延长不足;截骨术后5~7d开始延长,每天延长0.75~1mm、分4~6次调节,延长结束后维持固定待骨痂矿化3~5个月,期间指导关节活动以防僵硬。


一期植骨延长术     一期植骨延长术为截骨后立即撑开骨间隙,植入自体骨(如髂骨、腓骨)或同种异体骨,结合钢板、克氏针内固定。根据植骨方式分为两种术式:①间置植骨术:适用于短缩长度<15mm的患者,取三面皮质髂骨块填充截骨间隙,钢板固定。②骨痂撑开术:结合牵张成骨原理,截骨术中急性撑开10~15mm,利用早期骨痂稳定性减少对外固定依赖。目前临床对该技术存在较多争议,其优点为治疗周期短,但延长长度受限,通常认为延长长度<15mm较为安全,但存在植骨吸收风险。Smolle等指出撑开长度超过原长度25%,可能引发伸肌腱张力增高,此外神经、血管也同时被牵拉,过度牵拉严重者可能发生足趾缺血坏死。


临床应用


跖骨短小症     跖骨短小症指跖骨发育短小,会导致足部外观畸形、负重异常,其中第4跖骨受累最常见,女性发病率显著高于男性,易引发转移性跖骨痛、胼胝形成及关节功能障碍。治疗目标是恢复跖骨长度、重建生物力学平衡及改善外观。常见治疗策略包括使用外固定架行牵张成骨延长和使用自体骨或同种异体骨移植进行即刻延长。第1跖骨短小症占跖骨短小症的20%~30%,因涉及负重关键区域,治疗需兼顾力学平衡。2019年陈挺等报道一期植骨治疗5例第1跖骨短小症,跖骨平均延长1.7cm,术后12周骨性愈合,美国矫形足踝协会(AOFAS)评分为87.5分。Lee等比较了第1、4跖骨延长效果,发现前者关节僵硬发生率为22%,后者为15%,第1跖骨延长关节活动受限等并发生相对少,可能与第1跖骨负重应力更大相关。使用Ilizarov技术治疗第1跖骨短小症的研究提示可取得较满意效果。第4跖骨短小症占跖骨短小症的60%~70%,目前治疗以Ilizarov技术为主。邓伟等回顾采用Ilizarov技术治疗的19足跖骨短小症,跖骨平均延长18mm,痛性胼胝改善率83.3%;其指出术前需评估跖趾关节稳定性,对合并关节半脱位者需加用克氏针临时固定。Li等回顾性研究2017年—2020年行跖骨延长术治疗的17例第4跖骨短小症患者,6例患者双足受累,使用Orthofix单边迷你外固定架延长跖骨,随访(55±10.8)个月,跖骨延长达(19.8±3.3)mm,延长处骨痂于术后3~4个月完全骨化,所有患者对结果均满意。Waizy等对5例(8足)第4跖骨短小症在跖骨行中央截骨术,插入腓骨植骨块并锁定板固定,结合软组织手术;术后随访均达2年,跖骨平均延长9.01mm(5.49~12.54)mm、平均延长20.3%,无并发症发生,患者对延长效果及外观均满意。Hung等报道了一期延长与渐进性延长相结合技术,截骨术中先急性延长部分长度(5~10mm),术后再通过外固定架逐步调整,延长效果显著优于传统渐进性延长。Ilizarov技术、一期植骨延长术以及两者结合方法治疗第4跖骨短小症均可获得满意治疗效果,但需注意延长长度,当延长超过15mm时建议采用Ilizarov技术。


合并2个以上跖骨短缩时可选择同期或分期手术。Giannini等应用Ilizarov技术治疗29例跖骨短小症患者的50个跖骨,患者平均获随访5年,结果显示跖骨平均延长13mm,骨愈合率达100%。Kim等于1999年—2012年采用Ilizarov技术治疗41例跖骨短小症患者的83个跖骨,其中第1跖骨30个、第4跖骨53个,发现跖骨延长比例超过41.3%时术后并发症发生率显著增加。既往Ilizarov技术治疗跖骨短小症时,第1、4跖骨延长最常见并发症分别是关节僵硬和针道感染、成角畸形。综上,跖骨短小症主要治疗方法为Ilizarov技术和一期植骨延长术,把握术式适应证、控制延长长度、恢复足部解剖形态是取得满意效果关键,对于外观要求较高的患者可考虑采用一期植骨延长术。根据病情以及患者对治疗效果的要求,也可以考虑多种手术方法结合。


跟骨缺损     跟骨缺损多见于创伤后,可导致严重下肢功能障碍,治疗难度极大。传统植骨术存在骨吸收的问题。近年来,基于Ilizarov“张力-应力法则”的改良技术取得一定进展。Wang等对15例跟骨部分缺损患者应用Ilizarov外固定架延长治疗,AOFAS评分优良率达93.3%。Zhang等采用分期跗骨融合联合渐进延长术治疗6例跟骨缺损超过总跟骨长度40%的患者,跟骨延长达(43.8±3.1)mm,AOFAS评分优良率达100%,为跟骨较大骨缺损治疗提供了新思路。对于跟骨完全缺损,Wardak等提出胫骨倒L形截骨牵张技术,临床应用治疗32例患者,其中53%患者获良好功能(Maryland评分≥75分),均无骨不连发生。除植骨吸收外,跟骨缺损后周围皮肤多有严重瘢痕或皮瓣,传统植骨术后常发生皮肤或皮瓣坏死,且较难恢复跟骨形态,导致效果不佳。而通过Ilizarov技术可使跟骨周围皮肤、血管等组织在缓慢牵拉过程中逐渐适应张力,并且在调整过程中通过更改外固定架组件及时调整跟骨轴线,确保恢复足部三点负重形态,提高患者满意度。


前足缺损    目前关于前足延长报道较少,国外对于前足缺损多选择截肢。国内郑韶博等于2004年报道采用Ilizarov技术对9例(10足)前足缺损行前足延长进行保肢治疗,所有患者前足平均延长8.25cm,足底功能及步态矫正满意率达90%,再生皮肤感觉、厚度、韧度及弹性正常,外形接近健侧足长度及宽度,提示该技术是解决前足缺损所致足部继发畸形、发育障碍及功能缺陷等问题的有效途径。


常见并发症与防治策略


针道感染     针道感染是外固定架延长术最常见并发症,常见致病菌为表皮葡萄球菌和金黄色葡萄球菌Ilizarov环形外固定架使用时因全针贯穿肌肉组织,增加了感染风险,而单边外固定架因半针固定,软组织刺激较小,感染率相对较低。轻度感染(PaleyⅠ级)通过局部聚维酮碘溶液消毒、更换敷料及口服抗生素多可控制;中度感染(PaleyⅡ级)需扩大清创、局部引流;若出现骨髓炎(PaleyⅢ级),需拔除钢针并全身应用抗生素。术中严格无菌操作、术后定期针道护理及避免钢针过度张力切割皮肤也是重要措施。


关节僵硬与挛缩     关节僵硬与挛缩是足部延长术后常见并发症,主要与长期固定导致关节周围软组织纤维化或牵拉损伤有关;跟骨延长则为小腿三头肌张力失衡,可引发踝关节背屈受限,需警惕跟腱挛缩。避免此类并发症发生需在术后2~3周拔除跨关节克氏针,如积极康复锻炼后踝关节背伸角度仍<5°,可考虑行腓肠肌腱膜松解术,如踝背伸角度<0°则考虑行跟腱延长术。康复强调阶梯式治疗,术后第3天开始跖趾关节主动屈伸训练,配合踝关节抗阻训练。


骨不连与延迟愈合     骨不连与延迟愈合是足部延长术棘手问题之一,总体发生率为3.7%~12.6%,其发生机制涉及成骨微环境破坏与生物力学失衡。Jones等认为高能量截骨工具产生的热损伤可导致骨膜及髓内血供破坏。此外延长速度过快,牵张应力超过新生骨痂矿化能力将导致新生骨痂断裂,造成成骨不均匀,最终发展为骨延迟愈合或骨不连。而固定不稳会进一步抑制骨痂生成。全身代谢性疾病如糖尿病以及吸烟,显著加剧骨愈合障碍。防治方法包括术中采用低能量截骨技术,保留骨膜完整性,延长速度需严格控制在0.5~1.0mm/d并分2~6次完成。术后动态监测X线片,如发现骨痂密度明显低于正常该时间骨痂生长,或骨痂显影不均匀、断裂,需暂停延长,等待骨痂矿化;如未形成骨痂,则采用“手风琴”技术进一步促进骨痂生长,同时可结合局部富血小板血浆注射、电磁治疗等辅助治疗,并根据矿化程度动态调整延长速度。


骨折与力线偏移     延长骨段轴线的力线偏移是治疗过程中医生重点关注问题,发生率与固定系统选择及术式设计密切相关。Kim等通过对52例跖骨延长术患者进行平均3.2年随访,发现患者力线偏移发生率为10%。研究表明,单臂外固定架(如OrthofixMiniRail)因多平面支撑不足,轴向偏移发生率可达15%~20%,而环形外固定架(如Ilizarov技术)通过交叉针构建三角形稳定结构,可将力线偏移风险控制在5%以下。外固定架调节方向对力线的保持至关重要,安装时需将外固定架与延长骨段轴线平行。此外,外固定架拆除过早也会导致力线偏移或骨折。


再骨折是足延长术后严重并发症,主要与新生骨组织力学强度不足有关。生物力学研究表明,牵张成骨过程中形成的编织骨需经矿化期逐步转化为板层骨,此阶段过早负重或拆除外固定装置可致应力集中于未成熟骨痂,进而导致骨折。为防止再骨折发生,外固定拆除时需严格评估骨愈合状态,需满足骨痂贯通、骨矿化强度足够且局部无异常活动;拆除前需经历4~6周动力化治疗,增加延长骨段应力刺激,进一步促进骨愈合。拆除后实施分阶段负重训练,逐步过渡至完全负重并辅以支具保护。如拆除过早发生力线偏移或骨折需进行个体化处理,无移位骨折可通过石膏固定6~8周,严重移位骨折则需手术治疗,必要时植骨促进愈合。防治策略包括优化外固定架构型,如选用环形外固定架,并合理规划置针布局,增加固定强度。单边外固定架虽在跖骨延长中对患者日常生活影响较小,但稳定性不如环形外固定架,可通过增加钢针数量或半径,提高稳定性,术后建立动态监测机制评估X线片,发现偏移角度>5°时应及时调整,恢复力线,严重偏移需行翻修术。


展望


足部延长术经过数十年发展,已形成以Ilizarov技术为核心的治疗体系。尽管并发症管理仍具挑战,但微创化、精准化趋势显著提升了疗效与安全性。未来需通过多中心研究明确最佳适应证,结合生物材料与智能技术,如结合人工智能算法预测个体延长耐受度,术中光学相干断层扫描成像评估截骨端血供等技术,推动该领域向个性化、智能化、精准化方向发展,为更多患者恢复足部功能与外观。


来源:中国修复重建外科杂志2025年8月第39卷第8期

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