膜诱导技术治疗胫骨感染性骨缺损的临床研究

杨洋，许长鹏，欧栓机，齐勇

(广东省第二人民医院关节骨科，广东 广州 510317)

膜诱导技术由Masquelet等[1]于1986年首次提出，被广泛应用于感染或肿瘤所致的大段骨缺损的病例中并取得了良好的临床疗效。因其具有应用范围广泛、技术学习曲线短、治疗效果稳定确切等优势，近年来在国内得到大力推广应用。与Papinea技术[2]、Ilizarov技术及带血管蒂的骨移植术相比，膜诱导技术的骨缺损愈合更快，且愈合时间的长短与骨缺损的大小无关，符合骨愈合的“钻石理论”要求[3]。胫骨骨折术后感染的治疗难度大且花费高，有较高的致残率，给患者及医生带来较大压力。如果反复清创和感染，创面周围的软组织及血供会受到较大影响，发展为慢性骨髓炎后治疗难度更大。本文回顾性分析我科自2017年2月至2019年9月应用膜诱导技术治疗的10例胫骨感染性骨缺损患者，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 本研究共10例患者，男8例，女2例；年龄14～64岁，平均(37.3±17.3)岁；车祸伤8例，重物砸伤1例，高处坠落伤1例，均为开放性骨折。按照开放性骨折Gustilo分型，Ⅰ～Ⅱ型9例，Ⅲ型1例，行清创复位内固定术。胫骨干骨缺损8例，胫骨远端干骺端骨缺损2例。基础疾病：1例糖尿病患者，5例男性患者有长期吸烟史。发病至本次入院时间1～6个月，平均(2.5±1.6)个月，且都经历了1次以上的院外手术治疗。所有病例都伴有创面窦道形成及渗液流脓，创面分泌物均行细菌培养1～3次，2例培养阴性，5例金黄色葡萄球菌，1例表皮葡萄球菌，1例草绿色链球菌，1例鲍曼不动杆菌；药敏试验均对万古霉素敏感。

1.2 手术方法及术后处理

1.2.1 第一阶段手术 根据术前影像学检查确定病变范围，行彻底的清创术，拆除内固定物，清理螺钉孔及髓腔内炎性肉芽组织，取病变组织行细菌培养及药敏试验。可节段性切除病灶骨质，剔除死骨并去皮质化，直至骨折断端出现点状渗血。使用环形外固定架固定骨折断端，保证下肢长度及轴线基本正常。置入抗生素骨水泥Spacer(40 g骨水泥加入4 g万古霉素)于骨缺损处的死腔，留置引流并缝合术区。术后继续应用6周敏感抗生素，复查血常规、红细胞沉降率(erythrocyte sedimentation rate，ESR)和C反应蛋白(C-reactive protein，CRP)正常，局部伤口愈合良好、无钉道分泌物及窦道的情况下，可行第二阶段手术。

1.2.2 第二阶段手术 一般于第一阶段手术后2个月进行，仍沿用原环形外固定支架固定骨折。沿原手术切口切开皮肤，避免过度潜行分离以保护诱导膜血供，取出骨水泥Spacer，盐水冲洗囊腔。取髂骨制成颗粒状植入，自体骨不够时可混入异体松植骨，但后者体积量要小于植骨总量的1/3。植骨完成后留置引流，缝合关闭诱导膜。术后予以2周低分子肝素治疗预防深静脉血栓形成，继续应用6周敏感抗生素。避免过早下地活动，定期复查下肢X线，提示植骨处有明显骨痂形成可考虑拄双拐逐渐负重。

1.3 疗效评价 根据Samantha X线评分标准[4]评价骨愈合情况，满分为6分，代表骨缺损完全被新生的骨质连接并塑性良好，0分代表无骨形成表现。骨缺损愈合分级观察指标：(1)骨愈合；(2)未出现感染或复发；(3)局部肢体畸形<7°；(4)肢体不等长<2.5 cm。优：骨愈合良好且2～4指标均满足；良：骨愈合且2～4中满足其中2项；可：骨愈合且满足2～4中1项；差：骨未愈合或再发骨折且2～4均不满足。

邻近关节功能(膝踝)观察指标：(1)疼痛；(2)跛行；(3)邻近关节挛缩>5°；(4)关节活动范围较伤前减少>20°；(5)能否进行正常日常活动。优：无疼痛或轻微疼痛，无跛行，关节挛缩<5°，关节活动范围较伤前减少<20°，能进行正常的日常活动；良：无疼痛或轻微疼痛，日常活动稍受限，存在2～4中任何1项；可：无疼痛或轻微疼痛，日常活动大部分受限，存在2～4中任何2～3项；差：持续疼痛，无法完成正常日常活动，存在2～4中任何1项。

2 结 果

2.1 术后一般情况 10例患者均获随访，随访时间6～36个月，平均(16.8±9.8)个月。所有患者病变处彻底清创，骨水泥Spacer置入后感染均获控制，无复发。清创后骨缺损长度为3～11 cm，平均(6.1±2.8)cm。第二阶段手术与第一阶段手术间隔时间为6～14周，平均(8.5±2.7)周。ESR术前(57.0±14.4)mm/h，术后(16.5±2.8)mm/h，恢复正常时间56～125 d，平均(84.0±22.2)d。CRP术前(65.2±16.4)mg/L，术后(10.6±10.8)mg/L，恢复正常时间15～66 d，平均(41.6±16.2)d。1例患者手术切口延迟愈合，予以再次清创缝合后愈合；1例患者切口皮肤坏死，行皮瓣转移覆盖术后愈合。2例患者第一阶段手术后下肢力线不理想，于第二阶段手术时通过调整外固定支架予以纠正。所有患者均未出现钉道感染及外固定支架松动的情况。

2.2 骨缺损愈合情况 10例患者术后6个月行下肢X线检查，Samantha X线评分为4～6分，平均(5.4±0.7)分。1例患者骨缺损延迟愈合，无骨不连病例，愈合时间6～16个月，平均(9.1±3.1)个月。Paley骨缺损愈合分级：优9例，良1例，优良率为100%。邻近关节功能：优5例，4例良，可1例，优良率为90%。

2.3 典型病例 64岁男性患者，因“左胫骨骨折术后6个月并钢板断裂1周”入院，入院时左小腿明显畸形，有窦道形成并渗液，创面分泌物细菌培养提示金黄色葡萄球菌生长，CRP为77.2 mg/L，ESR为97 mm/h。第一阶段清创术后胫骨遗3 cm骨缺损，8周后行第二阶段植骨术，术后6个月Samantha X线评分为6.0分，Paley骨缺损愈合分级以及邻近关节功能均为优(见图1～4)。

图1 术前X线片示左胫骨感染性骨不连并钢板断裂 图2 第一阶段清创+环形外架固定+抗生素骨水泥置入术后CT影像 图3 第二阶段行抗生素骨水泥取出+植骨术中大体照 图4 术后6个月X线片示骨愈合

3 讨 论

诱导膜修复骨缺损的机制首先在于其具有机械性的包裹作用。诱导膜比骨膜要厚，厚度可达1 mm左右，机械隔离可以防止肉芽组织等纤维组织长入植骨区，避免了植骨的吸收；且诱导膜的包裹作用为植骨区提供了良好的稳定性，便于患者术后早期活动，同时早期的应力刺激有助于植骨区的成骨和塑形[5-6]。动物试验证实了骨水泥与诱导膜不会发生黏连[7]，所以在第二阶段手术取出骨水泥时不会破坏诱导膜的血供。基于此，我们在第二阶段手术时，要注意保护诱导膜的完整性，植骨结束后要将诱导膜紧密缝合，常规放置引流条，防止局部血肿形成。对于本研究中的胫骨感染性骨缺损，诱导膜往往紧贴于皮下组织，组织张力较大，植骨应压实且不能过度填充，可以采取全层缝合的方法直接关闭切口。本研究有1例患者植骨后残留软组织缺损，形成开放植骨状态，术后加强换药最终完全愈合。

其次，诱导膜具有成骨的生物活性，主要表现为诱导膜内层含有大量微血管；诱导膜可以分泌转化生长因子β1、血管内皮生长因子、骨形态发生蛋白2，具有类似骨膜的骨诱导作用[8-10]。动物试验发现，诱导膜的血管活性及成骨活性在骨水泥填塞后4～6周达到高峰，血管活性在3个月时降至高峰期的60%以下，成骨活性在2个月时降至高峰期的40%以下[8，11-12]，故从理论上讲，早期植骨的成骨效果更好。但感染性骨缺损在1个月左右的时间很难达到植骨标准，有文献报道在第一阶段术后17个月时植骨取得了良好的骨愈合[13]，也有学者建议在骨水泥填塞后3个月进行植骨[14-16]。本研究中第一二阶段平均手术间隔时间为8.5周，最长为14周，并没有发现手术间隔时间与骨折愈合效率的相关性。且本研究中均为胫骨感染性骨缺损，软组织条件较差，控制感染较困难，适当延长第一二阶段手术的间隔时间，可以使移植的皮瓣充分上皮化，残存的感染得到进一步清除，有利于第二阶段植骨术后的骨愈合。

膜诱导技术在感染性骨缺损的应用中，第一阶段手术均要求使用外支架固定，主要是为了避免使用内固定增加感染的风险。也有学者尝试在第一阶段手术时采用抗生素骨水泥被覆内固定的方法，并取得良好效果[17-18]。内固定的优势在于良好的稳定性便于患者早期下地活动，避免了外固定架钉道感染及护理不便等缺点。但是包裹骨水泥的内固定在第二阶段手术时很难取出，有增加骨缺损扩大及诱导膜损坏的风险。我们在膜诱导全阶段手术中均使用环形外架固定，感染复发率较低且未发现钉道感染等相关并发症。有2例患者在第一阶段手术后下肢力线不理想，在第二阶段手术时通过调整环形外架便可轻松纠正力线，并不需要在第二阶段手术时更改固定方式。

感染性骨缺损治疗的难点还在于如何遏制感染的复发，所以在第一阶段手术时彻底的清创非常重要。我们在术前均会通过MRI来确定病灶范围，在术中对坏死组织和死骨彻底清创，直至骨端点状出血。术后可以配合局部敏感抗生素灌洗液持续冲洗2周左右，本研究的病例术后无一例复发，证明这是一种阻止细菌入侵的有效手段。万古霉素与骨水泥混合后的稳定性和缓释性优于其他抗生素，通常选用万古霉素作为负载抗生素。文献报道血液中万古霉素的浓度超过25 μg/mL时，有损伤肾功能的风险[19]，但是局部应用万古霉素浓度可达静脉用药的100～200倍，全身血药浓度低，有较高安全性。本研究中万古霉素和骨水泥比例约为1︰10至1︰9，未发现局部高浓度万古霉素对骨愈合及肾功能造成影响。

综上所述，我们使用膜诱导技术治疗胫骨感染性骨缺损取得了满意的临床疗效，是一种有效的治疗手段。但病例数较少、随访时间较短，修复效果是否与清创彻底、诱导膜完整性、植骨时机及植骨材料等多种因素有关及其修复机制仍需进一步的基础试验和临床应用来论证。