右侧胫腓骨骨折合并金属过敏的一例报告

梁振 李健宁 陈继铭 刘怀毫 魏波

现代骨科内固定材料越来越多的选用金属材料，传统金属内固定材料分为不锈钢、钴合金、钛合金以及新兴的生物可降解塑料－PLA[1]等。自 1966 年，首例金属过敏病例被报道，随着金属植入物的广泛应用，近年来，出现越来越多的金属过敏病例报道[2-3]。进入 21 世纪，金属植入物应用越来越广泛，骨折合并金属过敏也成为大家日益关注的问题。我院收治 1 例因外伤致右侧胫腓骨骨折患者，患者既往有金属过敏病史，入院后于我院成功完成右侧胫骨折复位＋克氏针内固定＋石膏外固定手术，现报告如下。

临床资料

一、一般资料

患者，男，48 岁，已婚，汉族，工人，主诉“摔倒致右小腿疼痛、肿胀 3 h”入院，患者自诉对“金属类”过敏，已知对多种金、铁类佩戴物过敏，平素佩戴手表、含金属钮扣的皮带后出现皮肤溃疡，入院查体：双下肢多处大面积斑片状皮损，界限清楚，表面覆盖鳞屑，右小腿肿胀，局部压痛，右下肢轴向叩击痛阳性，肢端活动、感觉及血运正常。右小腿 X 线片提示：右胫骨骨折，骨折端向后向上伴旋转移位；右腓骨骨折 ( 图 1 )。诊断：( 1 ) 右侧胫腓骨骨折；( 2 ) 金属过敏；( 3 ) 寻常型银屑病。入院后予右下肢石膏外固定、留取皮损局域皮屑完善过敏原检查，培养提示硫酸镍过敏 +++ ( 图 2 )，其它化学物不同程度过敏。

图1 右胫腓骨正侧位 X 线片图2 过敏原检查结果Fig.1 AP and lateral image of the right tibiofibulaFig.2 Allergen test results

二、治疗方法

术中予右下肢持续牵引，右胫骨骨折手法复位困难，遂术中改行骨折切开复位、固定术。切开后见右胫骨下断端为斜型骨折，移位明显，清除骨折断血痂，骨折端复位，持骨器钳夹并保持骨折端良好的对位对线，交叉钻入直径 2.5 mm 2 枚克氏针固定骨折端，再于骨折端横行钻孔，予 3 股 10 号缝线环形捆扎固定骨折端，透视确认骨折端复位良好后术毕，术后予右下肢石膏固定。

术后 1、15 天复查 X 线片提示骨折端对位对线可，未见发生内固定物排斥反应 ( 图 3 )，患肢伤口皮肤无红肿、渗液。术后 20 天复查未见内固定植入物部位皮疹形成等过敏反应 ( 图 4 )。

图3 术后右胫腓骨正位 X 线片图4 术后右小腿皮肤情况Fig.3 Postoperative AP image of the right tibiofibulaFig.4 Postoperative skin of the right lower limb

讨 论

一、接触过敏性皮炎 ( allergic contact dermatitis，ACD )

ACD 属于 IV 型迟发性超敏反应，实际上是由低分子量小物质 ( 半抗原 ) 诱导的 T 细胞启动免疫应答，发挥细胞毒性功能并分泌炎症介质以产生湿疹样皮肤反应[4]。ACD 的发生一般分为两个阶段，( 1 ) 敏化阶段，以亚临床先天性免疫激活为特征，此阶段表现为无症状；( 2 ) 致敏阶段，此阶段表现为 ACD 的瘙痒性病变[5]。协助诊断ACD 的试验有皮肤黏膜斑贴试验 ( patch test ) 及淋巴细胞转化试验 ( lymphocyte transformation test，LTT )，斑贴试验作为诊断 ACD 的金标准，具有重要的临床意义[6]。目前治疗 ACD 的方法有局部应用皮质类固醇、系统行免疫抑制剂及服用阿利维 A 酸药物等，但是脱离过敏原是任何一种治疗方法取得成功的关键因素[7]。

二、骨科内固定植入物组成

金属过敏常见的过敏源有镍、铬、钴、钼等材料，根据统计，高达 17% 女性和 3% 的男性对镍过敏，1%～3%的人对钴和铬过敏[8]。镍过敏的最常见来源为珠宝、皮带扣、手表等。Basko-Plluska 等[9]统计了目前常用的金属植入物中金属离子含量，金属镍在骨科常用内固定植入物( 如不锈钢 ) 中含量较高，而金属镍含量低的氧化锆、维塔立合金价格昂贵，临床应用较少。

三、植入物相关的 ACD

如上所述，ACD 是由低分子量小物质 ( 半抗原 ) 诱导而产生免疫应答，在金属的过敏反应中，金属颗粒形成金属盐而充当半抗原角色，与人体免疫蛋白结合并形成完全抗原，最后导致过敏反应。多种金属离子是 ACD 的常见触发因素，金属离子与朗格汉斯细胞及树突状细胞上的主要组织分子结合，产生免疫信号，由抗原呈递细胞运送到淋巴结，并将过敏源或半抗原呈递给 CD4+T 细胞，当再次暴露于相同的半抗原时，将引起相关的过敏反应[10]。人类 Toll 样受体已经被证明在镍金属引起 ACD 的发展中发挥重要的作用[11]，另外，胸腺基质淋巴细胞生成素受体 TSLPR 在 DC 细胞上表达增加，同样触发了金属过敏的发生[12]。

目前临床上金属植入物材料包括不锈钢、钛合金等，其中金属成分主要包括镍、钴、铬等。镍过敏是金属过敏最常见的一种，大剂量镍或长时间接触镍金属将导致各种副作用，主要危害在于其遗传毒性、血液毒性、致畸性、免疫毒性和致癌性，镍过敏在女性中发病率更高，多表现为湿疹样皮炎、荨麻疹等[13]。研究表明[14]，镍比钯、金等金属相更具有过敏反应的潜力，其主要原因为 TLSP 和TLSPR 基因高表达，从而引起哮喘和过敏性炎症反应。Ko等[15]研究表明，20% 受试者患有镍过敏，7.4% 受试者患有钴过敏反应，可见与镍相比，钴是一种不太常见的过敏原。国外报道提示钴过敏多表现为局部组织炎症反应、假瘤、假体松动等[16]，后期需要进行翻修手术治疗。铬是一种原子序数为 24 的过渡金属，铬盐可引起皮肤刺激和过敏性接触性皮炎，水泥、皮具、手机以及化妆品都是铬过敏的过敏原[17]。与其它金属过敏不一样的是，铬过敏多表现为慢性皮炎，并且易复发[17]。研究表明[18]，NLRP3 活化将促进铬离子的细胞毒性作用，将导致骨坏死发生。

钛合金材料是临床上应用最广泛的植入材料，钛金属由于其具有高抗腐蚀性和优异的生物相容性，被认为是首选的植入物材料[19]。然而随着钛合金材料广泛应用，不少文献报道了钛过敏的病例报告[20]，钛过敏的临床表现是多样的，除了植入物无菌性松动外，还包括皮炎、邻近组织的慢性炎症、伤口延迟愈合等。研究表明，钛过敏的免疫反应过程表现为钛金属以离子形式与天然蛋白质结合形成半抗原，触发肥大细胞和嗜碱性粒细胞，从而形成 IV 型过敏反应。钛作为一种潜在过敏原，尽管钛合金材料已广泛应用于临床，并且具有促进骨整合作用，但由于金属离子和碎片释放，有机会导致过敏反应的发生，因此建议在植入物放置前进行过敏诊断测试[21]。

Merle 等[22]对诊断植入物相关的 ACD 归纳以下的诊断标准：( 1 ) 植入内固定物数周或数月后出现慢性湿疹；( 2 ) 以内固定物周围皮肤湿疹最严重；( 3 ) 排除其它过敏性或全身性因素；( 4 ) 对其中一种合金金属，斑贴试验呈阳性或强阳性；( 5 ) 去除内固定后，症状迅速消失。

四、骨折合并金属过敏的内固定物选择

Reed 等[23]在对既往合并金属过敏病史的 44 例骨折患者研究表明，22 例在金属内固定物植入后出现了不明原因的皮疹 ( 13 例 )，关节痛 ( 8 例 ) 以及关节松动 ( 1 例 )。骨科手术中，术后出现植入物松动、周围肉芽肿形成、伤口渗液等现象，意味着手术的失败。因此，对于金属过敏的骨折患者，术前应详尽讨论手术计划，重点在于内固定物的选择。利用 PubMed、Medline 等数据库查阅国内外相关文献，鲜有骨折合并金属过敏的文献报道。Lützner等[24]把 120 例没有金属过敏史的患者按照膝关节置换装置有无涂层随机分成两组，统一行膝关节表面置换术，经过 1 年随访，涂层组的血清中金属离子未见明显升高。Faschingbauer 等[25]认为，既往患有金属过敏或者斑贴试验阳性的患者应该使用低过敏性物质治疗，包括涂层钛或钴－铬植入物，在选择金属植入物时，应慎重考虑植入物的不同替代解决方案，如应用没有金属元素的植入物组件( 如陶瓷 )，如果确定过敏的金属后，应选择非过敏性金属植入物，如纯钛等。

五、四肢骨折合并金属过敏的治疗方案

斑贴试验是诊断过敏反应的标准方法，此方法简单、方便，并且应用较为广泛。根据变态反应原理，将可疑的致敏源敷贴于皮肤上，诱发产生局部过敏反应，从而确定过敏原[26]。斑贴试验属于体内测试，是评估 IV 型超敏反应的金标准，广泛可用并且易于应用，但是由于皮肤和假体周围深部组织中的抗原呈递细胞表达仍不清楚，因此针对深部组织的金属过敏反应，应联合补丁测试或许是更好的选择[25]。

Krecisz 等[27]、Frigerio 等[28]在金属植入物的前瞻性研究中指出，金属离子 ( 如铬、钴等 ) 常是致敏因素，因此术前评估应考虑金属敏感性，将有助于外科医师为患者选择合适的金属内固定物，在为具有金属 ACD 症状的患者植入金属内固定物前，必须进行斑贴试验筛查；对于确诊金属过敏的患者，应提供无过敏金属的植入物。Axe等[29]建议，应在术前详尽询问患者金属过敏史，特别是镍过敏，如果是择期手术，申请皮肤科医生或过敏学专家帮助进行确认测试；如果急诊手术，患者确认为金属过敏或不愿接受检查，建议使用非镍植入物。当然，除了金属植入物以外，应避免其它致敏因素，如手术器械、环境条件等。

骨科骨折手术中，广泛应用金属内固定物及金属器械，然而这些材料基本都含有硫酸镍成分，在处理金属过敏的骨折患者时，往往增加了手术及选用内固定材料的难度。本病例在术前详细询问过敏病史，并完善过敏源检查，及时发现硫酸镍过敏病史，并及时调整手术方案，重新选择内固定植入物。考虑纯钛钢板费用高昂，患者经济负担重，于是术中应用克氏针＋缝线内固定联合石膏外固定方法，术后未见患肢伤口红肿、渗液，复查 X 线片未见骨折端移位。

通过本病例的诊治，体会如下：对于既往有金属过敏病史的骨折患者，应详细询问过敏病史，尽可能完善过敏源检查，必要时完善皮肤黏膜斑贴试验或 LTT。对于确诊金属过敏的骨折患者，为减轻经济负担，可尝试闭合复位＋外固定方法；当骨折闭合复位困难时，可改用骨折切开复位，骨折断穿孔，缝线捆绑，选用含镍成分相对低的克氏针做临时内固定，联合石膏外固定方法，术后观察伤口情况及骨折愈合情况，早期拔除克氏针。本手术方法一方面解决了骨折复位及固定问题，另一方面减轻了患者的经济负担，避免了后期内固定植入物松动及伤口渗液等过敏反应。