骨段滑移术治疗骨缺损的临床应用进展*

梁喜斌 任龙喜秦泗河

（北京市垂杨柳医院矫形骨科，北京100022）

骨段滑移术治疗骨缺损的临床应用进展*

梁喜斌 任龙喜**秦泗河

（北京市垂杨柳医院矫形骨科，北京100022）

骨段滑移术是Ilizarov医生在牵拉成骨理论基础上设计的治疗骨缺损的特色方法，其通过外固定架对骨缺损的肢体提供支持固定，然后在缺损骨干的上端或下端截骨，将外固定架可滑移的钢针固定在截断的骨段上，按照既定的方向、合适的速度与频率滑移骨段，截骨端在承受持续牵拉的截骨面之间产生新骨，当骨段滑移至与骨缺损的另一端对合时，对合端在压应力作用下转化成骨，从而修复骨缺损。随着Ilizarov技术在国内的推广，骨段滑移术也为骨科医师在治疗骨缺损、骨不连、骨感染、骨肿瘤等时提供了新的思路与方法。本文就骨段滑移术治疗骨缺损的临床应用及相关问题进行综述。

骨段滑移；骨缺损；牵拉成骨

骨段滑移术也称为骨搬运、骨转移、骨端/段延长等，是Ilizarov医生在牵拉成骨理论基础上设计的治疗骨缺损的特色方法。骨段滑移术充分利用时间变量，通过外固定架缓慢滑移截骨块，牵拉成骨的同时修复骨缺损，且修复后肢体长度未增加，故译为“骨段滑移术”更贴切[1]。随着Ilizarov技术在国内的推广，骨段滑移术为骨科医师在治疗骨缺损、骨不连、骨感染、骨肿瘤等疾患时提供了新的思路与方法。本文就骨段滑移术在骨科临床中治疗骨缺损的临床应用及相关问题进行综述。

1 骨段滑移术的作用原理

20世纪50年代，Ilizarov经过临床实践和基础研究发现张力-应力法则（law of tension-stress,LTS），即牵张应力对组织生长和再生的刺激效应，通过对活体组织缓慢持续牵伸，所产生的张应力能够激发并维持某些组织结构的再生。基于LTS并结合临床实践，Ilizarov提出了牵拉成骨（distraction osteogenesis, DO）技术[2]，即持续的牵张力会刺激骨生长，引起肌肉、筋膜、皮肤、神经和血管的增生性代偿适应，牵张结束后新生骨组织经原始的膜内成骨过程矿化，可以在生理应力刺激下改建成正常的骨结构。

骨段滑移术是基于牵拉成骨技术，通过外固定架对骨缺损的肢体提供支持固定，然后在缺损骨干的上端或下端截骨，将外固定架可滑移的钢针固定在截断的骨段上，按照既定的方向、合适的速度与频率滑移骨段，截骨端在承受持续牵拉的截骨面之间产生新骨，当骨段滑移至与骨缺损的另一端对合时，对合端在压应力作用下转化成骨，从而修复骨缺损。骨段滑移术修复骨缺损的过程与单纯牵拉的骨延长不同，它是牵拉应力（张应力）和压缩应力（压应力）同时作用产生的生物学效应，即牵拉使部分骨组织延长再生，压缩使骨缺损内的软组织部分凋亡或根据局部组织的功能需求进行转化和再生修复[1]。

关于骨段滑移的速度与频率，Ilizarov认为1 mm/d更有利于骨组织的牵拉再生。但实际临床应用中应根据不同的患者及病情实施个体化的治疗，最好在0.5～2 mm/d，牵伸滑移的频率为每天4～6次，这样可以减轻患肢疼痛，以利于骨痂的生成。总原则是“宁慢勿快”，如果出现疼痛，可减慢速度至0.5 mm/d，或停止滑移2～3 d，待症状缓解后再继续滑移。而对于滑移骨段的长度多少比较合适？目前文献没有明确的数据，但其长度要求能够穿针2～3枚，骨质不能太疏松，且要求血运良好，能够在牵拉应力下成骨并且能够与对合骨端压缩愈合。

虽然骨段滑移术可以通过多种器械实施完成，但基于Ilizarov技术原理的环式外固定架更具优势[3]。这种外固定架在剪切、旋转及弯曲应力方向上稳定性高，轴向允许有微动,这对新骨形成及对合端愈合都有利。Iacobellis等[4]对100例应用骨段滑移术治疗的患者进行随访，其中股骨26例，胫骨74例，49例应用环式外固定架，25例应用单边外固定架，随访发现其主要并发症为骨段对合端的不愈合、延长骨段的骨化不足以及膝关节僵直，另外环式与单边外固定架比较，对于治疗时间及并发症的发生没有明显差异，但环式外固定架更适合并随肢体畸形的治疗，而单边外固定架更舒适，尤其对于股骨的治疗。

对于骨段滑移过程中牵拉成骨的质量监测，可根据术后X线片计算骨痂直径率（callus diameter ratios，CDR）：延长骨痂的最小直径与截骨端之间的比率。CDR为判断骨痂生长质量的一个量化指标，既可作为外固定拆除的预判标准，也可作为拆除外固定后对于骨折再发风险的评估，当CDR＞85%时均未发现骨痂畸形或新生骨骨折[5]。另外还需参考骨愈合指数（bone maturation index），又被称为“外固定治疗指数（external fix index）”[6]，即牵拉成骨每延长1 cm到新生骨矿化基本完成，骨愈合强度达到可安全去除外固定架所需要的时间。骨愈合指数所需的时间从20 d至1～2个月不等，这与患者的年龄、截骨位置和延长的总长度以及辅助治疗的方法有关。一般来讲，干骺端截骨比干部截骨愈合速度快，因干骺端侧支循环好、骨小梁表面区域大，牵拉成骨发生的速度较骨干截骨快。

2 骨段滑移术的临床应用

在骨科临床中，骨段滑移术主要应用于骨缺损的治疗。由某种因素引起完整骨段或骨块部分丢失，形成缺损间隙，称为骨缺损，包括骨不连、骨髓炎、骨创伤、肢体肿瘤切除、先天性胫骨假关节导致的骨缺损[7]，且此类缺损多为大段骨缺损或节段性骨缺损。对于大段骨缺损目前定义不清，一般认为骨缺损长度超过其直径的2～2.5倍即视为大段骨缺损[8]。目前修复骨缺损的方法包括骨段滑移、自体骨或同种异体骨移植、膜内诱导技术、人工骨（骨水泥、生物陶瓷、组织工程骨等）和基因疗法等，可根据患者的实际情况和医师的临床经验应用，亦可联合应用不同的疗法。Marais等[3]应用骨段滑移联合抗生素PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）填充骨缺损死腔治疗慢性胫骨骨髓炎患者7例，清创后骨缺损长度为5～8 cm，平均7 cm，随访18～45个月，平均28个月，骨髓炎全部治愈，平均外固定佩戴时间为77周（52～104周），平均外固定指数81 d/cm（45～107 d/cm），结论认为PMMA可帮助填充空腔治疗感染，但不能缩短外固定指数。

Ilizarov骨段滑移术以仿生理念为基础，依靠牵拉再生促进骨与组织生长，通过外固定架将部分正常骨段缓慢滑移至骨缺损处，既能诱导牵拉骨段后方的成骨，又能刺激骨段压缩的结合位点的转化性骨生长，从而重建和修复缺损。另外骨段滑移术能使骨缺损区域内瘢痕组织软化，临床应用时不强调消灭创面，也不要求切除瘢痕组织，随着骨段向缺损区域滑移，骨段周围正常组织随同骨段向缺损区移动，伴随着两骨端的靠拢，创面随之缩小并被消灭，瘢痕组织逐渐被正常组织替代。骨段滑移术不受骨缺损长度的限制，已成为节段性骨缺损治疗的金标准[9]，另外更适合于治疗伴随畸形的骨缺损。有学者认为[10,11]，临床上对于四肢长骨骨缺损≤4 cm的患者可采用自体骨或异体骨移植；骨缺损＞4 cm时可应用Ilizarov外固定架行骨段滑移术。

2.1 骨不连、慢性骨髓炎导致的骨缺损

骨不连临床表现为骨折端不愈合，骨折处假关节活动，X线示骨折端骨痂较少，骨端分离，骨端硬化现象，骨髓腔被致密硬化的骨质封闭，外科治疗常需切除硬化骨，这样会导致骨缺损或原有骨缺损加重。慢性骨髓炎是由微生物感染引起的伴有骨组织破坏的炎症反应，病程长达几个月甚至更长，病变部位可同时累及骨髓、骨质、骨膜及周围软组织，而骨质的破坏吸收可导致骨缺损。治疗上要求彻底清创，包括死骨切除、感染和瘢痕化的骨质及软组织的切除，其目的在于建立良好的血液循环，以此消灭感染，但彻底清创会导致或加重骨缺损，同时伴随出现软组织缺损。Ilizarov技术可一期清创、截骨、安装外固定架，术后伤口敞开并定期换药，术后7～10 d开始

2.2 创伤性骨缺损

四肢创伤性骨缺损多由交通、建筑及工业中的高能量损伤导致，多见于严重粉碎性骨折及骨外露或创伤后骨折不愈合。开放性四肢创伤骨缺损常合并软组织严重损伤或缺损以及神经、血管的损伤，治疗上往往清创后先应用显微外科技术覆盖创面或修复血管，同时或然后进行骨重建。对于单纯创伤性骨缺损，骨缺损小于3 cm，植骨多可奏效；骨缺损＞3 cm时，松质骨植骨桥接术往往不能成功[15]。对于伴随软组织缺损的骨缺损，可应用Ilizarov技术一期治疗。钟万润等[16]报道应用骨段滑移技术一期修复胫骨缺损合并软组织缺损患者7例，均为开放性骨折GustiloⅢB型，清创后小腿软组织缺损面积平均为30.4cm2（12～70 cm2），缺损平均为9.2 cm（4～17 cm），术后随访平均19.3个月（9～36个月），7例患者的骨缺损全部治愈；5例一期愈合，2例对接端出现骨不连，植骨后愈合。另外，这7例患者软组织缺损面积均不同程度缩小，6例一期愈合，1例植皮后愈合。

2.3 肢体肿瘤瘤段切除导致的骨缺损

缓慢滑移骨段，在治愈骨髓炎的同时修复骨与软组织的缺损。Morasiewicz等[12]报道应用Ilizarov技术治疗股骨干骨不连伴短缩畸形患者16例，缺损长度为1.5～13.5 cm（平均6.9 cm），除1例肥大型假关节未愈合，其余均获愈合。Emara等[13]应用Ilizarov骨段滑移治疗感染性胫骨骨不连伴骨缺损33例，其中17例在骨段滑移结束后改用髓内钉进行固定，所有患者均达到骨性愈合。Nho等[14]报告应用Taylor外固定架成功治疗1例6 cm长的胫骨合并2.5 cm的软组织缺损、感染性骨不连，术后骨性畸形和短缩矫正满意。

面对四肢肿瘤尤其是恶性肿瘤，选择截肢还是保肢是曾经困扰患者的难题。但如今随着影像学、放疗、化疗、肢体重建技术的发展，多数四肢肿瘤可选择保肢治疗，当然最终的选择须依据患者个人及家属的意愿。对于多数四肢恶性肿瘤或侵袭性良性肿瘤，其治疗需瘤段的广泛切除与功能重建，如果因局部解剖结构的限制无法行广泛切除，则可行结合放疗和（或）化疗的边缘切除；而对于大多数良性肿瘤，可行边缘切除。无论何种瘤段切除，都不可避免造成大段骨缺损。对此临床上可采用假体置换、自体带蒂腓骨移植、同种异体骨移植、Ilizarov骨段滑移术等重建治疗。上述方法虽各有千秋，但骨段滑移术似乎更经济微创，对肢体的功能重建有其独到优势，这也为骨肿瘤术后的重建提供了新的思路。Mc-Coy等[17]报道应用Ilizarov骨段滑移术治疗20例四肢骨肿瘤患者行瘤段切除后导致的骨缺损，缺损长度平均7.9 cm（1.2～18 cm），结果骨重建长度为7.1 cm（3.5～18 cm），外固定指数33.5 d/cm（9.5～58.3 d/cm），平均随访81.7个月，ASAMI骨愈合评分和功能评分：优10例、良3例；MTST（Musculoskeletal Tumor Society score）功能评分下肢为93%，上肢为87%。Watanabe等[18]长期随访22例应用Ilizarov骨段滑移术治疗的骨肿瘤患者，平均年龄25.3岁，骨重建长度平均8.1 cm，外固定指数平均40.3 d/cm，随访202个月，MTST评分91.5%，其中18例治愈，2例无瘤生存，1例胫骨骨巨细胞瘤复发，1例死于其他疾病，14例患者能进行各种体育运动。

3 骨段滑移术的临床相关问题

骨段滑移术亦有其不足之处，例如治疗周期长，长期配戴外固定架会给患者的生活带来不便，而且在治疗期间需要医生付出较多的时间和精力。除此之外骨段滑移术还有不同类别的问题、障碍或并发症：针道感染、骨痂生长不良、对合端骨延迟愈合或不愈合、骨段轴向偏移、临近关节的僵硬、皮肤软组织内陷、慢性疼痛等。

对于成人骨缺损＞7 cm者，治疗康复周期可长达1年以上，所以术前需向患者详细讲解治疗的方法、程序和治疗周期，让患者作好心理准备。Blum等[19]认为应用骨段滑移技术治疗大段骨缺损，其治疗康复时间长、负重时间晚、患者耐受性差，可能出现关节僵硬等问题。所以，治疗期间要求患者加强临近关节的功能锻炼，拆除外固定后要加强锻炼，可应用CPM机行关节的康复锻炼。

为了缩短外固定时间，提高患者的舒适度，可应用外固定架结合髓内针进行骨段滑移，截骨安装外固定架，同时植入髓内针固定，骨段滑移完成后拆除外固定并锁定髓内针；或者骨段滑移结束后二期手术安装髓内钉同时拆除外固定支架，固定并维持肢体长度直至骨痂完成矿化，据此可防止过早拆除外固定器造成新生骨再骨折、成角畸形、滑移骨段轴向偏移、长度丢失等风险。Emara等[20]认为，Ilizarov技术结合髓内钉固定能缩短外固定时间，在骨段滑移至对合端且牵拉成骨较理想时，去除外固定架后行髓内钉固定，可减短外固定时间同时减少患者生活障碍与心理问题的发生。Rozbruch等[21]报道，在内外固定结合的基础上Ⅰ期完成骨段滑移延长，之后扩髓植入髓内针，能显著提高延长段骨痂的矿化速度，其认为可能是再次扩髓后的骨碎屑起到骨诱导作用从而促进骨痂矿化。

疼痛常由钢针对皮肤牵拉刺激引起，可减慢滑移速度，必要时口服镇痛药。针道感染需早期预防，针道护理很重要，感染重者可口服抗生素或更换钢针位置。骨痂生长不良可采取“手风琴技术”技术。骨段滑移对接后，对合端延迟愈合可行植骨治疗，自体游离植骨可以促进骨愈合，缩短带外固定时间；在延长区域，骨痂退变情况下亦可考虑植骨治疗。曲龙[22]认为对于6～10 cm的骨缺应用采取骨段滑移治疗，12个月左右均可治愈，即便出现延迟愈合或骨不连，及时采取“手风琴技术”和植骨治疗也均可治愈。皮肤软组织内陷可行皮下松解；骨段轴向偏移发生后要及时调整外固定架纠正偏移，必要时可手术干预。

4 结论及展望

目前骨段滑移术主要应用于骨缺损的治疗，但并非骨缺损只能应用骨段滑移术治疗，临床医生可根据自身经验采用不同的方法施治。但对于大段骨缺损，尤其是伴随软组织缺损、感染或畸形的骨缺损，骨段滑移仍是经济且疗效确切的方法。虽然骨段滑移术尚存不足，但近年来联合应用髓内固定、膜内诱导、游离腓骨移植、组织工程等技术治疗骨缺损，可弥补单一疗法的一些不足，也许是今后发展的方向。大段骨缺损的治疗仍然是临床难题，患肢功能的重建尚有诸多问题需要解决。

[1]曲龙,秦泗河.伊利扎洛夫技术中Bone Transport的中文命名商榷.中华骨科杂志,2009,29(3):274.

[2]李刚,秦泗河.牵拉成骨技术的基础研究进展与带给骨科的启示.中华外科杂志,2005,43(8):540-543.

[3]Marais LC,Ferreira N.Bone transport through an induced membrane in the management of tibial bone defects resulting from chronic osteomyelitis.Strategies Trauma Limb Reconstr,2015,10(1):27-33.

[4]Iacobellis C,Berizzi A,Aldegheri R.Bone transport using the llizarov method:a review of complications in 100 consecutive cases.Strategies Trauma Limb Reconstr,2010,5 (1):17-22.

[5]Mamada K,Nakamura K,Matsushita T,et al.The diameter of callus in leg lengthening:28 tibial lengthenings in 14 patients with achondroplasia.Acta Orthop Scand,1998,69 (3):306-310.

[6]秦泗河.Ilizarov技术概述.中华骨科杂志,2006,26(9): 642-645.

[7]Borzunov DY.Long bone reconstruction using multilevel lengthening of bone defect fragments.Int Orthop,2012,36 (8):1695-1700.

[8]王富明,陈鸿奋,陈滨,等.牵拉成骨技术治疗下肢大段骨缺损.中华创伤骨科杂志,2011,13(6):530-533.

[9]庄乾宇,翁习生,秦泗河.Ilizarov技术基础及临床应用研究进展.中华骨科杂志,2012,32(3):277-282.

[10]Abdel-Aal AM.Ilizarov bone transport for massive tibial bone defect.Orthopedics,2006,29(1):70-74.

[11]El-Gammal TA,Shiha AE,El-Deen MA,et al.Management of traumatic tibial defects using free vascularized fibula or Ilizarov bone transport:a comparative study.Microsurgery, 2008,28(5):339-346.

[12]Morasiewicz L,Orzechowski W,Kulej M,et al.The results of treatment of bone defects and non-union within the femoral shaft with shortening of femur using Ilizarov method. Orthop Traumatol Rehabil,2007,9(4):366-376.

[13]Emara KM,Allam MF.Ilizarov external fixation and then nailing in management of infected nonunions of the tibial shaft.J Trauma,2008,65(3):685-691.

[14]Nho SJ,Helfet DL,Rozbruch SR.Temporary intentional leg shortening and deformation to facilitate wound closure using the Ilizarov/Taylor spatial frame.J Orthop Trauma, 2006,20(6):419-424.

[15]黄雷,魏武,李兵,等.骨段滑移术治疗胫骨缺损合并软组织缺损.中华骨科杂志,2009,29(5):393-397.

[16]钟万润,汪春阳,韩培,等.外固定支架骨搬运技术一期治疗胫骨缺损合并软组织缺损.中华创伤骨科杂志,2014, 16(11):935-938.

[17]McCoy TH Jr,Kim HJ,Cross MB,et al.Bone tumor reconstruction with the Ilizarov method.J Surg Oncol,2013,107 (4):343-352.

[18]Watanabe K,Tsuchiya H,Yamamoto N,et al.Over 10-year follow-up of functional outcome in patients with bone tumors reconstructed using distraction osteogenesis.J Orthop Sci,2013,18(1):101-109.

[19]Blum Al,BongioVanni JC,Morgan SJ,et al.Complications associated with distraction osteogenesis for infected nonunion of the femoral shaft in the presence of a bone defect: a retrospective series.Bone Joint Surg Br,2010,92(4):565-570.

[20]Emara KM,Allam MF.Ilizarov external fixation and then nailing in management of infected nonunions of the tibial shaft.J Trauma,2008,65(3):685-691.

[21]Rozbruch SR,Kleinman D,Fragomen AT,et al.Limb lengthening and then insertion of an intramedullary nail:a case-matched comparison.Clin Orthop Relat Res,2008, 466(12):2923-2932.

[22]曲龙.骨搬运治疗骨缺损与骨不连-Ilizarov技术的临床应用.北京:人民卫生出版社,2009,37.

Clinical applica tion progress of bone transport for bone defects*

LIANG Xibin,REN Longxi**,QIN Sihe
(Department of Orthopaedics,Beijing ChuiYangLiu Hospital,Beijing 100022,China)

Bone transport is the characteristic method for treatment of bone defect,which is based on the distraction osteogenesis and designed by doctor Ilizarov.After osteotomy and debridement,the limb with bone defect was fixed with external fixator and the transport bone segment was fixed with needles which can slide.Bone transport was performed according to the established direction,velocity and frequency.Then new bones generated between resected surfaces so as to repair the bone defects.With Ilizarov technique popularized in China,bone transport provides a new idea in the treatment of bone defects,nonunion,infection and tumors.In this paper,we reviewed the application and related problems of the bone transport.

Bone Transport;Bone Defects;Osteogenesis,Distraction

2095-9958（2017）04-0169-04

10.3969/j.issn.2095-9958.2017.02-18

首都临床特色应用研究项目（课题编号：Z141107002514038）**

任龙喜，E-mail：rlxpldd@sina.com