儿童颅骨缺损修复材料及修复时机研究进展*

刘 岩，苗 宁，张春阳，2

(1.内蒙古科技大学包头医学院第一附属医院神经外科，内蒙古 包头 014040；2.内蒙古自治区骨组织再生与损伤修复工程技术中心)

近年来，骨损伤发生率呈逐年上升趋势。骨损伤后，骨骼失去强度和刚度，从而丧失骨骼在机体机械支撑和运动过程中的杠杆作用[1]。在众多骨骼损伤中，颅骨损伤占比较大，尤其在儿童群体中，是导致儿童残疾和死亡的直接或间接原因[2]。随着神经外科早期手术减压和护理手段的进步，儿童颅骨损伤后生存率有较大提高，但常遗留颅骨缺损症状。颅骨缺损后，颅骨完整性遭到破坏，原有密封性和保护功能丧失。患儿小面积颅骨缺损，一般采取保守治疗方式可达到自身愈合的效果，但较大面积颅骨缺损通常造成以下影响：(1)大面积缺损，骨窗无法支撑皮瓣，导致皮瓣凹陷综合征，下沉皮瓣将压力传递到脑组织，导致脑组织生长发育受限，致畸风险增加；(2)皮瓣压迫、体位变换以及大气压力等因素易导致脑部血流动力学紊乱，造成脑组织与血管之间物质交换异常，影响相关细胞的新陈代谢；(3)儿童生长发育快，缺损区域易发生改变，后期修复手术难度、危险因素增加；(4)儿童年龄小，自我保护能力较差且好动，缺损区脑组织易遭受再次损伤，小儿自觉症状重者，会产生严重精神负担，对颅骨缺损存在恐惧心理[3-5]。颅骨缺损在小儿各年龄段均有发生，多为意外跌落导致，可引起脑内血肿、脑挫裂伤和急性硬脑膜外血肿等问题，头部外伤去骨瓣减压后大面积颅骨缺损，广泛暴露脑组织，不仅影响颅脑外观和结构，还会影响神经系统恢复和脑细胞代谢。颅骨缺损修复后可以恢复颅骨几何形状和结构，避免颅骨缺损状态下缺损区皮瓣下沉造成脑组织损伤和代谢紊乱。颅骨缺损修复可以提高患儿生活质量并缓解其心理压力，促进脑脊液循环动力学和神经认知功能恢复[6-7]。

1 儿童颅骨缺损修复的材料选择

成年颅骨缺损患者中，材料选择和生物相容性与成功修复有关，但是儿童颅骨缺损与成年患者最大区别为婴幼儿期是脑发育的关键时期，脑发育受到颅内压、颅骨发育等因素影响。脑发育和颅骨发育同步，头颅体积增大时脑的重量和体积也相应增加，因此许多应用于成年人的材料和方法无法应用于婴幼儿[8]。当前常用的颅骨缺损修复生物材料包括自体骨、金属(钛)、陶瓷(磷酸钙、羟基磷灰石)、聚合物(聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚醚酮)、生物活性纤维增强复合材料等，每一种材料都有其优缺点[9-14]。见表1。

表1 颅骨缺损修常用材料优缺点比较

2 影响患儿颅骨缺损修复时机的因素

2.1年龄和时机 颅骨缺损修复时机很大程度取决于开颅手术的适应证。颅骨缺损修复主要有两种类型，即开颅骨后直接进行修复和延迟进行颅骨缺损修复手术。在延迟颅骨缺损修复术中，必须有足够时间进行充分治疗和清除颅内感染以及切口愈合良好，并且周围组织必须充分血管化[15]。由于患儿生长发育的特殊性及大脑与颅骨的协同发展关系，关于小儿颅骨缺损是否需要手术及手术时机的选择争议较大。因此，需要了解不同年龄段儿童生长发育趋势。儿童颅骨生长趋势对监测颅骨正常生长和选择颅骨缺损修复时机至关重要。依据本课题组前期对包头地区0～6岁部分儿童颅长(CL)、颅宽(CW)、头围(HC)、双耳过顶(EOTL)、眉心至枕骨粗隆(EPTL)5项数据的测量结果显示[16]：0～1岁是儿童颅骨生长速度的最快时期，2～3岁、3～4岁时颅骨生长速度开始减缓，3岁后颅骨生长速度明显减缓，3～4岁、4～5岁、5～6岁时5项数据表明颅骨生长增量均<0.5 cm/年。婴幼儿时期是脑组织生长发育的关键时期，脑组织生长发育受到颅内压、颅骨和大脑自身的影响，脑组织发育和颅骨生长密切相关，当颅骨体积增加时，大脑重量和体积也相应增加，3～6岁时儿童脑组织体积和重量接近成年人，儿童大脑发育和颅骨生长表现出一致性。鉴于婴幼儿群体颅骨和脑组织生长发育快，多种因素制约儿童颅骨缺损修复手术的选择[16-22]，见表2。通过对颅骨和脑组织生长发育以及其他相关因素的综合分析，3岁可能是选择是否进行手术的关键时间节点。

表2 0～6岁不同年龄段婴幼儿颅骨缺损修复因素分析

2.2去骨瓣减压手术与修复手术的时间间隔 儿童颅骨缺损修复手术另一个争议的焦点是去骨瓣减压后与颅骨缺损修复手术的时间间隔，部分研究者将3个月定义为早期手术和晚期手术的截止时间[23]。支持早期修复的研究者认为，患儿颅内压恢复正常、脑水肿消退、突出的脑组织回缩颅内、身体状况较好时可进行手术[24]。早期修复手术的优势：(1)早期颅骨缺损修复手术可避免患儿颅骨缺损区硬脑膜与其他组织的粘连，降低术中操作的复杂性和失血量。(2)不需要长时间配戴安全头盔来保护暴露的脑组织，减少住院时间，降低住院成本。(3)尽可能降低患儿颅骨缺损修复手术后骨瓣吸收、感染、硬膜下积液等并发症发生率。(4)恢复患儿神经认知功能，早期修复手术有助于较早纠正脑内环境的异常状态，包括颅内压、脑脊液循环、葡萄糖代谢等[25-26]。儿童群体不同于成年人，较长时间的颅骨缺损若是长时间未修补，缺损区域可能会发生较大改变，增加骨瓣植入技术的难题[27]。

支持晚期行颅骨缺损修复手术的研究者们认为，去骨瓣减压后3～6个月是患儿实施修复手术比较合理的时间[28]。儿童是一个特殊群体，脑组织较成年人脆弱，即使轻微脑组织损伤也会影响脑细胞代谢和导致脑部神经受损，两次手术时间间隔应该适当延长，为受损组织和神经提供充足的恢复时间[29-30]。若缩短手术时间间隔，伤口恢复中断会破坏伤口处高度血管化的组织而增加术中出血和术后渗出的风险，这可能是导致患儿并发症发生率较高的原因[23]。越来越多研究者支持早期手术可较快恢复患儿神经认知功能，但是晚期手术脑脊液循环动力学恢复后神经认知和运动功能可同样恢复，感染和脑积水的患儿在早期手术较为常见[24,28]。因此，神经外科医生不应该缩短去骨瓣减压手术和颅骨缺损修复手术的时间间隔，时间窗缩短无法对患儿病情进行系统性研究，甚至会掩盖并发症发生的可能性，对患儿造成一些未知影响[31]。

综合文献发现，许多研究者将颅骨缺损修复手术的时机作为影响患儿康复的变量，但是何时行颅骨缺损修复手术的争议仍然较大。目前不同研究者对早期和晚期颅骨缺损修复手术时间窗的划分并不一致，当前国内外相关文献仍然较少，主要研究成人患者，而且文献不同，观点也不同[15,24,30,32-34]。主要观点见表3。观点的矛盾性可能归因于几个因素，研究人群的异质性；研究设计的特征；手术方法的选择和操作因素。因此，只有考虑到颅骨缺损修复最终的成功结果，才是最佳的手术时机。

表3 两种手术不同时间窗对颅骨缺损修复手术结果的影响(包括儿童及成人)

3 儿童颅骨缺损修复的总结和展望

医学技术的进步和材料的发展，推动儿童颅骨缺损修复领域的进步，神经外科医生不仅要详细了解患儿颅骨缺损修复时间、材料选择以及技术细微差异对手术结果的影响，还必须遵循个体化治疗原则，处理好可能出现的变化。随着生物医学的发展，儿童自体骨瓣再植入可逐渐克服骨瓣溶解吸收的风险，对其他合成材料的选择也会更加多样化。去骨瓣减压手术与颅骨缺损修复手术的时间间隔，也会有更具说服力的研究结果，为神经外科医生更好治疗颅骨缺损患儿和降低相关风险提供参考。