引用本文： 王斌, 贾松, 卢爱东, 秦泗河, 刘伟, 郝睿峥, 王伟, 霍永新, 赵刚. 环式外固定器结合髓内钉行骨段滑移术治疗胫骨非感染性骨缺损. 中国修复重建外科杂志, 2015, 29(11): 1348-1352. doi: 10.7507/1002-1892.20150291 复制
开放粉碎性骨折、骨髓炎、骨不连、骨肿瘤等术后造成的大段骨缺损对肢体功能造成影响，给患者生活带来不便。目前，Ilizarov骨延长技术广泛应用于长骨大段骨缺损治疗，但单纯应用Ilizarov外固定器存在一些不足，如外固定器佩戴时间较长、肢体成角、旋转、再次骨折等。2008年6月－2012年10月，我们联合应用髓内钉加环式外固定器行骨段滑移术治疗22例胫骨非感染性骨缺损，疗效满意。报告如下。
1 临床资料
1.1 一般资料
患者纳入标准：① 骨缺损≥5 cm；② 小腿近段完好，允许植入髓内钉；③ 多次传统手术后仍不能治愈者；④ 术前白细胞正常，延长段局部无红肿热痛炎性症状。
本组男15例，女7例；年龄24～58岁，平均36.8岁。均为外伤术后致骨折不愈合或畸形愈合（17例），骨缺损（5例）；其中交通事故伤12例，重物砸伤6例，高处坠落伤4例。左侧15例，右侧7例。所有患者胫骨发育正常，血运及感觉正常，其中有2 例患者延长段局部有植皮瘢痕。清除坏死骨后骨缺损或肢体不等长5.0～12.5 cm，平均8.05 cm；其中胫骨近端缺损8例，中段缺损5例，远端缺损9例（其中合并肢体短缩2例）。
1.2 手术方法
术前采用抗感染治疗，创面行封闭式负压引流、植皮及皮瓣手术，待创面愈合后3个月行骨段滑移，其中近端骨滑移14例，远端骨滑移8例。
患者于全麻（5例）或持续硬膜外麻醉（17例）下，取仰卧位。去除骨折端坏死无生机骨质，至有红色骨质露出。取膝前髌韧带正中切口，逐层切开达胫骨平台，于胫骨平台下方约0.5 cm处的斜坡上开口，沿髓腔方向钻孔、扩髓；取胫骨结节下或内踝上内外侧长约3 cm纵切口，切开皮肤及皮下组织筋膜，暴露胫骨，于胫骨结节下2～3 cm或内踝上4～5 cm平面定位，用线锯或微型截骨器截骨。首先部分截骨，保留胫骨前侧部分骨皮质的连续，植入相应长度髓内钉。胫骨远、近端各放置2个全环作为固定环，截骨滑移骨段放置1个全环作为牵引环，每个全环用2枚2.0 mm克氏针固定，滑移骨段处再加1枚半针固定；外加一足部矫形器。用牵张器拉紧克氏针，调整外固定器使其与皮肤保留足够间隙，然后完全截断胫骨。术中牵引滑移骨段远离固定端以确定是否截骨完全，将牵引环向邻近固定环加压2～3 mm，确保截骨处无间隙并给予适当压应力。切口内置一引流管，缝合骨膜及切口。本组外固定器放置时间2～26个月，平均10.2个月；外固定器指数0.3～3.2个月/cm，平均1.57个月/cm；胫骨延长长度5.0～12.5 cm，平均8.05 cm。
1.3 术后处理
术后常规应用抗生素，24 h内拔出引流管；进行常规针道护理，指导患者功能锻炼。术后7～10 d开始骨延长，速度为0.75～1.00 mm/d，分4次完成。如年龄较大、营养不良、延长时疼痛难忍，可适当减慢延长速度。定期摄X线片观察骨段位置及矿化情况。拆除外固定器时4例应用克氏针、8例应用钢板固定滑移骨段与远端骨段。
2 结果
本组患者术后均获随访，随访时间19～58个月，平均32个月。术后均未发生内固定物感染；所有患者均获骨性愈合，愈合时间4.7～19.4个月，平均11.9个月。1例去除外固定器后滑移骨段与远端骨段用克氏针固定，由于固定不牢固，出现滑移骨段回缩，再行截骨滑移痊愈；1例出现延长段矿化延迟，行“手风琴”技术治疗后痊愈；1例去除外固定器后出现延长段再骨折，因有髓内钉未作特殊处理，随访3个月后骨折愈合；1例骨延长患者因全针打入髓内钉远端锁定孔，导致延长失败，拔出原克氏针，重新打入新克氏针后顺利延长；1例延长过程中出现皮肤皱褶，手术切除皱褶皮肤后愈合良好；2例遗留足下垂畸形，采用小切口松解跟腱及佩戴足踝矫形器，但未能完全矫正。术后去除外固定器及髓内钉后采用Hohl膝关节外科临床评分系统[1]对膝关节功能进行评价，获优15例、良5例、可2例，优良率90.9%；采用Baird-Jackson踝关节评分系统[2]对踝关节功能进行评价，获优10例、良3例、可7例、差2例，优良率59.1%。见图 1。
图1
患者，男，30岁，左小腿胫骨骨折内固定术后不愈合，导致骨缺损 ⓐ钢板内固定术后8个月X线片示骨折不愈合 ⓑ 胫骨近端截骨安装环式外固定器及髓内针X线片 ⓒ 术后3个月X线片示骨段滑移完成 ⓓ 术后16个月X线片示骨矿化良好 ⓔ 术后20个月拆除外固定器后X线片 ⓕ 术后37个月下肢外观及功能
Figure1.
A 30-year-old male patient with bone defect because of bone nonunion after internal fixation of fracture ⓐ X-ray film at 8 months after internal fixation of fracture,showing bone nonunion ⓑ X-ray film after external fixator in proximal tibial bone and intramedullary needle ⓒ X-ray film at 3 months after operation,showing bone transport was completed ⓓ X-ray film at 16 months after operation, showing good bone mineralization ⓔ X-ray film at 20 months after operation,showing removal of external fixator ⓕ Appearance and function of the lower extremity at 37 months after operation
3 讨论
3.1 联合应用环式外固定器与髓内钉治疗胫骨非感染性骨缺损的优势
长骨大段骨缺损多因开放粉碎性骨折、感染性骨髓炎彻底清除大块死骨、外伤后骨不连反复多次手术切除硬化骨，以及骨肿瘤大段病骨切除等所致。胫骨因其全长的1/3位于皮下，在创伤后特别是合并重度软组织创伤或不恰当的内固定术后，极易发生软组织坏死、缺损，导致骨质外露[3]，继而发生骨髓炎、感染性骨不连。修复骨缺损的方法包括传统植骨、带血运骨移植、膜诱导技术以及 Ilizarov骨延长技术等[4-6]。自体髂骨移植可用于5 cm以下骨缺损，但需要良好的植骨床，植骨块爬行替代过程较长；带血运骨移植可用于＞5 cm的骨缺损，但对显微外科技巧要求高。这两种方法均存在供骨区有限、骨量不足以及神经损伤等并发症。
Ilizarov技术利用牵拉成骨原理，解决了长骨大段骨缺损供区不足、植骨不愈合以及肢体短缩导致的肢体不等长问题，采用骨搬移技术不必担心增加骨缺损范围，可彻底清除死骨，使骨断端成为新鲜的、有丰富血运的正常骨，从而彻底消灭伤口内感染源，同时降低了局部软组织张力，为日后软组织及骨愈合创造了有利环境[7]。但其存在带架时间长、对位对线不良、成角畸形、二次调整外固定器、拆架后易发生再骨折、接合端软组织嵌插等不足，且骨段在滑移过程中可能出现边缘缺血坏死导致圆锥形改变，滑移端到达对接点后不能达到有效的轴向加压等。根据黄雷等[8]的报道及本研究结果，联合应用髓内钉增加了肢体稳定性、允许外固定器的早期移除、允许快速恢复运动及活动幅度、减少了克氏针放置时间及患者痛苦、降低了针孔感染率，且可预防在延长中的轴向偏移，使骨端对合后有效地轴向加压，骨端顺利愈合。
3.2 髓内钉在骨延长中对骨矿化（血供）的影响
影响延长骨生长的因素有骨膜、截骨位置、延长速度、延长频率以及生物力学等，髓内钉显著增加了延长系统的稳定性，防止血液循环建立后由于不稳定而被破坏，为骨生长创造了优良生物力学环境[9]。王斌等[10]研究证实，如果没有稳定的骨支架，即使成功重建血液循环，也可能因骨折移动而再次损伤血管。扩髓虽造成了骨内膜血管数量减少，但不会延长骨折愈合时间，其原因是扩髓的机械刺激和创伤的炎性反应使骨折间隙周围充血，早期血供代偿性增加；同时扩髓造成新的创伤，导致离心性血流被向心性血流取代，这些对骨折愈合有促进作用[11]。De Bastiani等[12]报道愈合指数为1.4个月/cm，与本组平均1.57个月/cm相近，上述临床数据支持髓内钉不会造成牵拉成骨时间延长。
3.3 外固定器移除时限探讨
新骨延长愈合时间通常用外固定器指数即愈合指数表达。愈合指数是指延长1 cm至新骨完全矿化去除外固定器所需时间，愈合指数与患者年龄、病理特点、截骨位置、辅助治疗方法和延长总长度有密切关系。骨延长后移除外固定器最佳时期尚无统一客观指标。大量临床文献[13]推荐的安全方法是，在达到平均愈合指数后，让患肢完全负重锻炼行走 2个月左右，使骨的愈合质量接近正常后再移除外固定器。有文献报道[14-15]还可测定骨密度，应用Micro-CT来评价骨愈合情况，对骨质进行形态学和定量分析，包括皮质骨矿含量、皮质骨密度、体积骨矿含量、体积骨密度、骨体积分数、骨小梁数量、骨小梁厚度等。为尽早去除外固定器，可采用二次稳定手术，如在滑移完成后植入钢板或克氏针。Gulabi等[16]报道了外固定器联合带中间孔髓内钉的手术方法，骨段滑移完成后，在髓内钉中部锁定孔打入锁钉，固定滑移段，以减少外固定器佩戴时间。但患者往往不愿做二次手术，需对患者进行宣讲，保证手术顺利进行。我们一般按以下原则：如果接合端对合好，加压1个月，去除外固定器，手术应用交叉克氏针或钢板内固定；如对合欠佳，则加压直至骨折愈合良好。
单纯环式外固定器虽可早期行骨延长术，但在骨段滑移到预期位置后，需要继续佩戴较长时间外固定器以在骨矿化时间段提供固定作用。而内外结合法治疗胫骨非感染性骨缺损，可早期去除外固定器，由髓内钉及后续的钢板、克氏针提供固定，大大缩短了外固定器固定时间。
3.4 注意事项
① 胫骨近干骺端血供丰富，且富含松质骨，有尚能转化为成骨细胞的MSCs，故与骨干相比有更强的成骨能力[17]。有学者[18]报道了在胫骨干骺端截骨进行肢体延长及骨段滑移术，取得了很好效果。② 由于髓内钉远近端有锁定孔，中间无锁定孔，对于小腿延长患者，移除外固定器后应锁定远端锁定孔。对于骨段滑移患者，如局部皮肤条件好，可早期移除外固定器，用钢板锁定；如局部皮肤条件差，无法置放钢板，可用克氏针固定，以防滑移骨段回缩。移除外固定器后稳定性完全由髓内钉及钢板克氏针维持，由于延长区处于矿化初始阶段，故要根据X线片所示具体情况指导负重功能练习。③ 完全截骨前安装Ilizarov环式外固定器并调整至小腿周围与全环间空隙均等，避免皮肤卡压。④ 植入克氏针时应避开血管神经，避免腓总神经及胫后血管损伤，且要注意髓内钉位置，避免打入髓内钉锁定孔导致延长失败。⑤ 尽量避免在瘢痕区打入克氏针以防难忍疼痛；安装髓内钉后再安装外固定器；打入克氏针时应尽量选择皮质骨区域，如遇阻挡，可退回克氏针调整角度重新打入，以避开髓内钉。⑥ 在胫骨延长后由于肌肉韧带牵拉，可造成足下垂，可采用小切口松解跟腱及佩戴足踝矫形器预防足下垂。⑦ 为获得良好再生，截骨必须精确、低能、骨膜下截骨，尽可能避免使用骨锯或粗暴的手法复位[19]。
本组结果表明，联合应用带锁髓内钉和环式外固定器，减少了对位对线不良和再骨折发生率，以及由于长时间带架导致的各种并发症，为治疗胫骨大段非感染性骨缺损提供了一种新的思路。
开放粉碎性骨折、骨髓炎、骨不连、骨肿瘤等术后造成的大段骨缺损对肢体功能造成影响，给患者生活带来不便。目前，Ilizarov骨延长技术广泛应用于长骨大段骨缺损治疗，但单纯应用Ilizarov外固定器存在一些不足，如外固定器佩戴时间较长、肢体成角、旋转、再次骨折等。2008年6月－2012年10月，我们联合应用髓内钉加环式外固定器行骨段滑移术治疗22例胫骨非感染性骨缺损，疗效满意。报告如下。
1 临床资料
1.1 一般资料
患者纳入标准：① 骨缺损≥5 cm；② 小腿近段完好，允许植入髓内钉；③ 多次传统手术后仍不能治愈者；④ 术前白细胞正常，延长段局部无红肿热痛炎性症状。
本组男15例，女7例；年龄24～58岁，平均36.8岁。均为外伤术后致骨折不愈合或畸形愈合（17例），骨缺损（5例）；其中交通事故伤12例，重物砸伤6例，高处坠落伤4例。左侧15例，右侧7例。所有患者胫骨发育正常，血运及感觉正常，其中有2 例患者延长段局部有植皮瘢痕。清除坏死骨后骨缺损或肢体不等长5.0～12.5 cm，平均8.05 cm；其中胫骨近端缺损8例，中段缺损5例，远端缺损9例（其中合并肢体短缩2例）。
1.2 手术方法
术前采用抗感染治疗，创面行封闭式负压引流、植皮及皮瓣手术，待创面愈合后3个月行骨段滑移，其中近端骨滑移14例，远端骨滑移8例。
患者于全麻（5例）或持续硬膜外麻醉（17例）下，取仰卧位。去除骨折端坏死无生机骨质，至有红色骨质露出。取膝前髌韧带正中切口，逐层切开达胫骨平台，于胫骨平台下方约0.5 cm处的斜坡上开口，沿髓腔方向钻孔、扩髓；取胫骨结节下或内踝上内外侧长约3 cm纵切口，切开皮肤及皮下组织筋膜，暴露胫骨，于胫骨结节下2～3 cm或内踝上4～5 cm平面定位，用线锯或微型截骨器截骨。首先部分截骨，保留胫骨前侧部分骨皮质的连续，植入相应长度髓内钉。胫骨远、近端各放置2个全环作为固定环，截骨滑移骨段放置1个全环作为牵引环，每个全环用2枚2.0 mm克氏针固定，滑移骨段处再加1枚半针固定；外加一足部矫形器。用牵张器拉紧克氏针，调整外固定器使其与皮肤保留足够间隙，然后完全截断胫骨。术中牵引滑移骨段远离固定端以确定是否截骨完全，将牵引环向邻近固定环加压2～3 mm，确保截骨处无间隙并给予适当压应力。切口内置一引流管，缝合骨膜及切口。本组外固定器放置时间2～26个月，平均10.2个月；外固定器指数0.3～3.2个月/cm，平均1.57个月/cm；胫骨延长长度5.0～12.5 cm，平均8.05 cm。
1.3 术后处理
术后常规应用抗生素，24 h内拔出引流管；进行常规针道护理，指导患者功能锻炼。术后7～10 d开始骨延长，速度为0.75～1.00 mm/d，分4次完成。如年龄较大、营养不良、延长时疼痛难忍，可适当减慢延长速度。定期摄X线片观察骨段位置及矿化情况。拆除外固定器时4例应用克氏针、8例应用钢板固定滑移骨段与远端骨段。
2 结果
本组患者术后均获随访，随访时间19～58个月，平均32个月。术后均未发生内固定物感染；所有患者均获骨性愈合，愈合时间4.7～19.4个月，平均11.9个月。1例去除外固定器后滑移骨段与远端骨段用克氏针固定，由于固定不牢固，出现滑移骨段回缩，再行截骨滑移痊愈；1例出现延长段矿化延迟，行“手风琴”技术治疗后痊愈；1例去除外固定器后出现延长段再骨折，因有髓内钉未作特殊处理，随访3个月后骨折愈合；1例骨延长患者因全针打入髓内钉远端锁定孔，导致延长失败，拔出原克氏针，重新打入新克氏针后顺利延长；1例延长过程中出现皮肤皱褶，手术切除皱褶皮肤后愈合良好；2例遗留足下垂畸形，采用小切口松解跟腱及佩戴足踝矫形器，但未能完全矫正。术后去除外固定器及髓内钉后采用Hohl膝关节外科临床评分系统[1]对膝关节功能进行评价，获优15例、良5例、可2例，优良率90.9%；采用Baird-Jackson踝关节评分系统[2]对踝关节功能进行评价，获优10例、良3例、可7例、差2例，优良率59.1%。见图 1。
图1
患者，男，30岁，左小腿胫骨骨折内固定术后不愈合，导致骨缺损 ⓐ钢板内固定术后8个月X线片示骨折不愈合 ⓑ 胫骨近端截骨安装环式外固定器及髓内针X线片 ⓒ 术后3个月X线片示骨段滑移完成 ⓓ 术后16个月X线片示骨矿化良好 ⓔ 术后20个月拆除外固定器后X线片 ⓕ 术后37个月下肢外观及功能
Figure1.
A 30-year-old male patient with bone defect because of bone nonunion after internal fixation of fracture ⓐ X-ray film at 8 months after internal fixation of fracture,showing bone nonunion ⓑ X-ray film after external fixator in proximal tibial bone and intramedullary needle ⓒ X-ray film at 3 months after operation,showing bone transport was completed ⓓ X-ray film at 16 months after operation, showing good bone mineralization ⓔ X-ray film at 20 months after operation,showing removal of external fixator ⓕ Appearance and function of the lower extremity at 37 months after operation
3 讨论
3.1 联合应用环式外固定器与髓内钉治疗胫骨非感染性骨缺损的优势
长骨大段骨缺损多因开放粉碎性骨折、感染性骨髓炎彻底清除大块死骨、外伤后骨不连反复多次手术切除硬化骨，以及骨肿瘤大段病骨切除等所致。胫骨因其全长的1/3位于皮下，在创伤后特别是合并重度软组织创伤或不恰当的内固定术后，极易发生软组织坏死、缺损，导致骨质外露[3]，继而发生骨髓炎、感染性骨不连。修复骨缺损的方法包括传统植骨、带血运骨移植、膜诱导技术以及 Ilizarov骨延长技术等[4-6]。自体髂骨移植可用于5 cm以下骨缺损，但需要良好的植骨床，植骨块爬行替代过程较长；带血运骨移植可用于＞5 cm的骨缺损，但对显微外科技巧要求高。这两种方法均存在供骨区有限、骨量不足以及神经损伤等并发症。
Ilizarov技术利用牵拉成骨原理，解决了长骨大段骨缺损供区不足、植骨不愈合以及肢体短缩导致的肢体不等长问题，采用骨搬移技术不必担心增加骨缺损范围，可彻底清除死骨，使骨断端成为新鲜的、有丰富血运的正常骨，从而彻底消灭伤口内感染源，同时降低了局部软组织张力，为日后软组织及骨愈合创造了有利环境[7]。但其存在带架时间长、对位对线不良、成角畸形、二次调整外固定器、拆架后易发生再骨折、接合端软组织嵌插等不足，且骨段在滑移过程中可能出现边缘缺血坏死导致圆锥形改变，滑移端到达对接点后不能达到有效的轴向加压等。根据黄雷等[8]的报道及本研究结果，联合应用髓内钉增加了肢体稳定性、允许外固定器的早期移除、允许快速恢复运动及活动幅度、减少了克氏针放置时间及患者痛苦、降低了针孔感染率，且可预防在延长中的轴向偏移，使骨端对合后有效地轴向加压，骨端顺利愈合。
3.2 髓内钉在骨延长中对骨矿化（血供）的影响
影响延长骨生长的因素有骨膜、截骨位置、延长速度、延长频率以及生物力学等，髓内钉显著增加了延长系统的稳定性，防止血液循环建立后由于不稳定而被破坏，为骨生长创造了优良生物力学环境[9]。王斌等[10]研究证实，如果没有稳定的骨支架，即使成功重建血液循环，也可能因骨折移动而再次损伤血管。扩髓虽造成了骨内膜血管数量减少，但不会延长骨折愈合时间，其原因是扩髓的机械刺激和创伤的炎性反应使骨折间隙周围充血，早期血供代偿性增加；同时扩髓造成新的创伤，导致离心性血流被向心性血流取代，这些对骨折愈合有促进作用[11]。De Bastiani等[12]报道愈合指数为1.4个月/cm，与本组平均1.57个月/cm相近，上述临床数据支持髓内钉不会造成牵拉成骨时间延长。
3.3 外固定器移除时限探讨
新骨延长愈合时间通常用外固定器指数即愈合指数表达。愈合指数是指延长1 cm至新骨完全矿化去除外固定器所需时间，愈合指数与患者年龄、病理特点、截骨位置、辅助治疗方法和延长总长度有密切关系。骨延长后移除外固定器最佳时期尚无统一客观指标。大量临床文献[13]推荐的安全方法是，在达到平均愈合指数后，让患肢完全负重锻炼行走 2个月左右，使骨的愈合质量接近正常后再移除外固定器。有文献报道[14-15]还可测定骨密度，应用Micro-CT来评价骨愈合情况，对骨质进行形态学和定量分析，包括皮质骨矿含量、皮质骨密度、体积骨矿含量、体积骨密度、骨体积分数、骨小梁数量、骨小梁厚度等。为尽早去除外固定器，可采用二次稳定手术，如在滑移完成后植入钢板或克氏针。Gulabi等[16]报道了外固定器联合带中间孔髓内钉的手术方法，骨段滑移完成后，在髓内钉中部锁定孔打入锁钉，固定滑移段，以减少外固定器佩戴时间。但患者往往不愿做二次手术，需对患者进行宣讲，保证手术顺利进行。我们一般按以下原则：如果接合端对合好，加压1个月，去除外固定器，手术应用交叉克氏针或钢板内固定；如对合欠佳，则加压直至骨折愈合良好。
单纯环式外固定器虽可早期行骨延长术，但在骨段滑移到预期位置后，需要继续佩戴较长时间外固定器以在骨矿化时间段提供固定作用。而内外结合法治疗胫骨非感染性骨缺损，可早期去除外固定器，由髓内钉及后续的钢板、克氏针提供固定，大大缩短了外固定器固定时间。
3.4 注意事项
① 胫骨近干骺端血供丰富，且富含松质骨，有尚能转化为成骨细胞的MSCs，故与骨干相比有更强的成骨能力[17]。有学者[18]报道了在胫骨干骺端截骨进行肢体延长及骨段滑移术，取得了很好效果。② 由于髓内钉远近端有锁定孔，中间无锁定孔，对于小腿延长患者，移除外固定器后应锁定远端锁定孔。对于骨段滑移患者，如局部皮肤条件好，可早期移除外固定器，用钢板锁定；如局部皮肤条件差，无法置放钢板，可用克氏针固定，以防滑移骨段回缩。移除外固定器后稳定性完全由髓内钉及钢板克氏针维持，由于延长区处于矿化初始阶段，故要根据X线片所示具体情况指导负重功能练习。③ 完全截骨前安装Ilizarov环式外固定器并调整至小腿周围与全环间空隙均等，避免皮肤卡压。④ 植入克氏针时应避开血管神经，避免腓总神经及胫后血管损伤，且要注意髓内钉位置，避免打入髓内钉锁定孔导致延长失败。⑤ 尽量避免在瘢痕区打入克氏针以防难忍疼痛；安装髓内钉后再安装外固定器；打入克氏针时应尽量选择皮质骨区域，如遇阻挡，可退回克氏针调整角度重新打入，以避开髓内钉。⑥ 在胫骨延长后由于肌肉韧带牵拉，可造成足下垂，可采用小切口松解跟腱及佩戴足踝矫形器预防足下垂。⑦ 为获得良好再生，截骨必须精确、低能、骨膜下截骨，尽可能避免使用骨锯或粗暴的手法复位[19]。
本组结果表明，联合应用带锁髓内钉和环式外固定器，减少了对位对线不良和再骨折发生率，以及由于长时间带架导致的各种并发症，为治疗胫骨大段非感染性骨缺损提供了一种新的思路。
