作者：中国人民解放军联勤保障部队第940医院创伤骨科     李文帅

感染性大段骨缺损多由于开放性损伤、骨髓炎感染部位未能得到及时有效的控制，致使感染连续扩散、反复发作最终演变而来，缺损范围超过自身修复能力致使缺损区无法重建。目前，学术界对于大段骨缺损的定义尚未形成统一标准，基于临床实践经验和相关研究数据，普遍将长度超过4cm的骨缺损定义为大段骨缺损。随着生活水平提高、交通事故发生率逐渐升高，开放性骨折造成的感染性大段骨缺损患者也逐年增多，高能量下肢创伤伴大量骨和软组织损失，因其治疗周期长、过程复杂，复发和致残风险高已成为骨科医师面临的挑战。坏死的骨骼具有异物效应使细菌定植并逐渐形成生物膜，感染往往迁延不愈，病程可达数年甚至数十年，部分患者甚至面临截肢的风险。彻底清创是控制骨感染的关键，但清创后骨缺损范围超过临界尺寸，骨骼无法自行愈合，给后期骨重建带来困难。随着医疗技术的快速发展，感染性大段骨缺损的修复策略取得了显著进展，笔者将从诊断和治疗两个方面系统阐述。

病理生理机制

坏死的组织和骨骼可使病原体定植并逐渐形成多糖蛋白复合物及生物膜结构，生物膜作为病原体的保护屏障，使抗生素、免疫细胞和抗体很难穿透，病原体不能被中性粒细胞吞噬。补体过度激活以及自由基和蛋白酶的释放导致周围正常细胞凋亡，引发局部免疫缺陷反应，骨质破坏累及骨皮质全层形成死骨，体积较大的死骨超过了吞噬细胞溶解吸收的能力，残留的死骨逐渐转变为异物性病灶，并为病原体定植提供生物膜载体，从而形成持续性感染源，引发炎症反应及生成新生骨。外周骨膜不断生成新生骨及骨壳，部分骨干脱落变成死骨由新生骨壳包裹，新生骨壳上的孔道排出脓液及死骨，软组织损坏变薄而破裂，窦道经久不愈，窦道口皮肤长期受到脓液刺激部分会发生恶变。

影像学及病理学检查

X线检查可见病灶处有骨溶解、骨周及骨内膜有新骨生成、皮质不规则、髓腔内可见致密的死骨、骨质破坏或增生、非特异性骨膜反应、萎缩性骨不连、骨缺损等；CT可见骨膜反应、积液、脓肿、骨质破坏范围；MRI可见脓肿、窦道和软组织病变，较其它影像学检查可提前3～5天发现骨髓炎，灵敏度和特异度诊断率高达90%以上；放射性核素锝-99骨扫描对骨组织代谢活力的检测有较高的灵敏度，且白细胞核素扫描对大量白细胞聚集的感染部位有高度特异性，两种诊断方法联合应用显著提高了慢性骨髓炎诊断的准确率。病理组织学检查：对病灶骨进行HE染色可见大片死骨，部分伴有纤维骨组织退变，髓腔内充满淋巴细胞并伴有肉芽组织、新生小血管、新生的成纤维细胞，局部有含铁血黄素的沉积。

治疗方法及效果

膜诱导技术：膜诱导技术又名Masquelet技术，是治疗感染性大段骨缺损常用的一种术式，分两个阶段进行。一期开窗后彻底清创，清理髓腔及坏死组织并做细菌培养和病理学检查，之后打磨骨端至出现少量出血的活动骨骼(红辣椒征)后根据缺损区长度放置含万古霉素的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)骨水泥，闭合切口，术后根据药敏试验静脉给予抗生素治疗2周；负载万古霉素的骨水泥可使缺损区周围生成诱导膜，诱导膜具有促进新生血管及骨痂形成的作用，从而为移植骨提供丰富的营养、血管内皮生长因子和转化生长因子等，引导骨再生，避免自体骨吸收；抗生素骨水泥的机械强度近似于正常骨质，可维持正常的生物应力，预防缺损区骨折，而且持续释放抗生素形成高浓度抗生素释放区域，可显著降低病灶的感染率；但因其无法降解，需再次手术取出，对患者二次创伤较大，且在固化过程中持续释放热量会损伤周围组织。二期沿原切口取出骨水泥，并将骨残端新鲜化直至可见点状出血，该过程应保护诱导膜，然后植入自体/同种异体骨，缝合诱导膜及手术切口；自体骨源于自身，其组织相容性高，无排异反应。

Masquelet技术可根据骨缺损的形状进行制备，达到各种部位的骨组织重建，但必须在彻底清创后开展，若清创不彻底骨坏死范围将进一步扩大。Simpson等研究发现清创超过正常软组织2mm和超过正常骨组织5mm的切除范围能显著降低术后复发率。自体骨富含大量的生物活性物质如成骨细胞、细胞因子等，且与受区骨组织相融合，是公认的最佳移植材料，但因其自身有限，较大范围的自体骨移植将会受限，且移植后供区可能出现神经血管损伤、出血、感染和疼痛等相关并发症；同种异体骨移植材料来源广泛，可满足大段骨缺损的修复重建，手术时间明显缩短，避免了其它部位的手术创伤和相关并发症，但可能会出现排斥反应，且对供区血运依赖性较强，愈合速度较慢。Masquelet技术的缺点是骨移植后需要较长时间的恢复和松质骨皮质化，易出现骨吸收、应力性骨折、骨延迟愈合或不愈合等并发症。

改良双平面截骨骨搬运技术：改良双平面截骨骨搬运技术在传统Ilizarov技术基础上进行创新性改进，采用独特的“日”字形截骨设计，通过精确的术前规划和定位，在病灶近端和远端内侧分别做两组相互垂直的“日”字形截骨窗，实现了双平面立体截骨，术中术后两组外固定架同步控制截骨段进行上下搬移，搬移时间是单平面截骨骨搬移的1/2。与传统单平面截骨骨搬移技术相比，该技术提高了下肢血运及组织再生速度，缩短了骨搬移过程中外固定架佩戴时间，降低了治疗过程中可能出现钉道感染、钉道松动、关节僵硬、皮肤感染的风险，而且也有利于延长区骨的矿化，降低再次骨折及成骨不良的风险，患者可早期下床活动，对于大段骨缺损值得开展；对于合并软组织、血管、神经损伤的患者绝对禁忌，搬运过程中患肢会持续疼痛，且会出现力线偏移。传统单平面截骨骨搬移与改良双平面截骨骨搬移均不受骨缺损长度的限制，在搬移过程中周围的神经、肌腱、结缔组织以及皮肤受到牵拉刺激可逐渐生长，不仅解决了骨不连、骨缺损的问题，还可解决皮肤软组织缺损的问题，但术后邻近关节僵硬、患肢力线不良、轴向偏移、神经及血管损伤的风险较高，由于外固定架佩戴时间较长，给患者生活带来了极大的不便。

3D打印重建技术：3D打印技术是计算机模拟人体的骨组织结构将功能性纳米材料、药物、细胞及细胞因子混合到生物材料中制成具有良好机械性能、耐腐蚀性及生物相容性的微孔钛、微孔钽支架，之后在金属表面进行涂层，经过系统评估后再将支架植入患者体内，实现对患者的量身定做。多孔纳米网状结构不仅可以营养细胞和输送氧气，还有利于药物释放控制感染和骨组织细胞向内部生长，为大段骨缺损的修复重建提供新的可能，可解决自体/同种异体骨不足及同种异体骨移植带来的并发症，患者可尽早下床活动，是未来取代移植物重建骨缺损的一种有效方法；当骨缺损长度超过长骨的60%时，骨移植、骨搬运都不能满足骨缺损的重建及残端的稳定，但3D打印移植物可满足重建需求，在未来生物医学领域具有巨大的潜力。

3D打印技术可根据手术需求及对侧肢体数据进行假体的制备，精准匹配骨缺损形态，保持下肢正常的形态和长度，弹性模量近似宿主骨，避免应力遮挡，具有较强的支撑力，有利于生物力学传导和功能恢复，减少了关节僵直等并发症。在微观层次上控制适宜孔径、孔隙率、应力强度，调节细胞交流、联结，为残端骨细胞长入提供适宜的环境，满足骨缺损重建的生物稳定，减少假体松动带来的疼痛，在感染性大段骨缺损重建方面具有显著的优势；在控制适宜孔径的同时，也可以模拟微孔结构促进小孔彼此相通，既有利于血管的再生，也可以避免与骨面摩擦产生积液，为接触骨面的长入实现生物重建。假体表面的涂层不仅可降解、可吸收，还具有局部缓释抗生素的能力，通过药物缓释系统给药维持长时间稳定的血药浓度，避免传统高频次给药导致血药浓度的不稳定，在维持药效的同时既能显著减少给药次数和剂量，又能避免全身给药后带来的毒副作用，相比传统局部抗生素载体如骨水泥具有显著优势。目前，由于假体制作成本较高，巨大的医疗费用使大部分患者难以承担，难以广泛开展。

游离腓骨瓣带肌瓣、皮瓣桥式修复术：游离腓骨瓣带肌瓣、皮瓣桥式修复术是治疗感染性大段骨缺损常用的一种术式。景斗星等对9例大段胫骨骨缺损及大面积皮肤缺损的患者进行带血管蒂游离腓骨复合组织瓣移植，术后所有患者均骨性愈合，无延迟愈合及不愈合现象；祁多宝等报道了1例游离腓骨瓣带肌瓣、皮瓣桥式修复大段骨缺损的患者，术后皮瓣成活良好，肌瓣植皮全部成活，骨端愈合良好。一蒂三瓣移植到骨缺损区既能促进骨缺损的重建，又能促进创面的修复，腓骨瓣、肌瓣填塞缺损区后皮瓣覆盖创面，明显缩短了愈合时间、降低了创面的感染风险、加快了局部血液循环。移植的腓骨持续接受应力的刺激使成骨变粗，最终达到胫骨的正常强度，实现骨缺损的修复重建；但该术式对显微外科操作要求极高，手术时间较长，从健侧肢体取腓骨，对正常肢体有破坏，受区由于反复感染，血运差，影响植骨块愈合。

硅橡胶密闭通道诱导技术：硅橡胶材料以多个硅-氧(Si-O)键为主链、支链为有机基团的线性高分子聚合物，通过硫化后形成三维网状的弹性结构，其独特的结构具有良好的生物相容性，不会引起排斥反应，也不会引起溶血反应。骨髓间充质干细胞(BMMSCs)作为成骨细胞的祖细胞，在骨愈合过程中扮演重要的角色，当骨质遭受损坏时，BMMSCs向骨缺损区迁移并不断分化为成骨细胞，参与响应细胞外基质不同信号的成骨过程，在骨再生和免疫中发挥关键作用，它可以很好地黏附在硅橡胶材料表面并且稳定生长，促进骨缺损的修复重建。硅橡胶材料自身不能诱导BMMSCs发生成骨矿化，但BMMSCs黏附于硅橡胶材料表面后就具有成骨分化潜能，在适宜条件下完成成骨矿化。密闭硅橡胶将骨缺损部位的两端紧密连接，在局部范围内形成密闭环境，有效阻止纤维组织的长入，通过软骨内成骨实现骨修复重建；密闭通道内先形成血肿组织，血肿组织含有大量的成骨相关蛋白、成血管相关蛋白和转化生长因子-β1(TGF-β1)等，之后血肿组织通过桥接方式与骨缺损两端相连并逐渐血管化、软骨内成骨，最终成熟骨组织替代软骨组织实现骨重塑，是感染性大段骨缺损修复重建的一种有效方式，值得广泛开展。

交锁髓内钉联合骨移植技术：目前针对感染性大段骨缺损的治疗，清创后稳定骨折断端是促进骨愈合的前提，既往使用钢板内固定需要剥离大量的软组织及骨膜，严重损伤骨缺损部位的血运，且钢板抗弯曲应力相对弱、受力不均，往往不能维持骨缺损断端稳定，易造成螺钉松动和钢板断裂。交锁髓内钉联合骨移植技术在治疗大段骨缺损方面已广泛应用，利用交锁髓内钉的“生物性内固定”方式，并将移植骨填充骨缺损区，不仅能维持骨缺损断端的稳定，而且移植骨产生的骨传导和诱导成骨效应加快了骨缺损部位的修复，提高了愈合率，有文献报道使用交锁髓内钉联合骨移植成功修复长达15cm骨缺损。交锁髓内钉通过长骨干轴心中心固定骨缺损断端，使其在髓内钉上的弯曲应力降低为0，且将其轴向压力均匀分布到髓内钉上，可有效预防骨缺损端旋转、短缩、分离移位；与其它固定方式相比，交锁髓内钉更符合人体生物学特性，抗弯曲、抗扭转能力更强，通过髓内钉对骨缺损区的应力传导刺激缺损断端骨痂生长，加速新生骨改造塑形，加快骨缺损的修复，拔钉后不易出现骨折；手术微创，软组织、骨膜、血管损伤较小，恢复较快，术后早期可以负重及功能锻炼，后期拆除远端锁钉后，可以将静力固定变为动力固定。

目前，对于交锁髓内钉联合骨移植技术治疗大段骨缺损是否扩大髓腔存在很大争议，有观点认为扩大髓腔会破坏骨膜血运，延迟骨缺损修复，增加感染风险；但也有观点认为，扩大髓腔可使骨缺损断端更加稳定，扩大髓腔过程中脱落的骨屑还可弥补髓内钉技术的骨诱导性，对于断端感染、髓腔过窄、紧靠关节的骨缺损患者禁止选择交锁髓内钉联合骨移植术。孙锋等对16例胫骨干开放性骨缺损的患者采用交锁髓内钉联合骨移植技术治疗，术后所有患者均恢复良好，伤口愈合良好、感染得到有效控制、无骨不连及患肢短缩等并发症。

小结与展望

感染性大段骨缺损的治疗一直是临床上较为棘手的问题，严重感染致使成骨细胞受损，从而导致骨髓炎及感染性骨不连的发生。实现骨缺损修复重建的前提是控制感染，骨搬移技术、膜诱导技术、自体/异体骨移植技术、3D打印技术、交锁髓内钉技术等是当前治疗感染性大段骨缺损的主线，随着生物材料及组织工程的发展及多学科交叉，感染性大段骨缺损诊疗方案将更加完善和规范，不断研制各种骨材料并发展骨组织工程，这将为今后骨缺损的修复开辟广阔的发展前景。目前，针对感染性大段骨缺损，临床实践与科学研究在治疗目标上存在差异。临床实践以控制感染、力学稳定及功能恢复为核心，以保证患者安全为前提，主要的治疗方法为一期彻底清创并使用抗生素骨水泥控制感染，二期进行骨重塑。而科学研究着眼于调控免疫微环境、促进生物性骨整合和实现“一次手术”达到根治的效果，主要研究内容为：新型自发泡PMMA骨水泥、双功能生物材料如阳离子聚合物季铵盐改良脱矿骨基质(Qx-D)、智能纳米技术及通过物理刺激(如微电流、热效应)调节免疫细胞功能，促进感染控制和骨再生等。因此，需要通过“临床-研究-技术回流”的不断循环推动领域发展，建立高效的治疗模式，实现对感染性大段骨缺损的修复。

来源：中国骨与关节杂志2025年9月第14卷第9期

(本网站所有内容，凡注明来源为“医脉通”，版权均归医脉通所有，未经授权，任何媒体、网站或个人不得转载，否则将追究法律责任，授权转载时须注明“来源：医脉通”。本网注明来源为其他媒体的内容为转载，转载仅作观点分享，版权归原作者所有，如有侵犯版权，请及时联系我们。)