骨形态发生蛋白-2（BMP-2）与同种异体骨在治疗胫骨平台骨折的疗效比较*

赵际童 唐伟华 顾建伟 曹晓东 陈俊峰 骆园

胫骨平台骨折约占全身骨折的1.66%，占膝关节周围骨折的26.1%，其发病率呈逐年增加的趋势[1]。骨折自身及手术撬拨复位会引发严重的骨缺损，选择合适的植骨材料，对于恢复膝关节稳定性及力线，减少负重行走后引发的胫骨平台关节面塌陷有着很好的临床意义[2-3]。骨形态发生蛋白是Urist首先发现了一种能诱导软骨及异位骨形成的蛋白质，是能够诱导成骨细胞方向分化的一类因子，其中骨形态发生蛋白-2（bone morphogenetic protein-2, BMP-2）在成骨分化和成骨形成、软骨的修复中应用最为广泛[4]。

目前，对于BMP-2应用于胫骨平台骨折的治疗临床报道较少。本研究通过回顾性分析，对2019年1月至2022年1 月苏州大学附属太仓医院使用BMP-2 及同种异体骨治疗胫骨平台骨折患者的临床疗效进行了对比，旨在明确其在促进成骨方面的优势及可行性，为临床选择提供参考。

1 资料与方法

1.1 纳入与排除标准

纳入标准：①年龄20 ～ 70 岁；②新鲜闭合性胫骨平台骨折，且局部皮肤完整；③术前根据三维CT 证实为Schatzker分型Ⅱ、Ⅲ型，塌陷深度＞3 mm；④术前肢体活动无异常；⑤签署手术知情同意书；⑥术后获得的有效随访为12个月及以上。排除标准：①全身存在其他部位骨折以及血管、神经严重损伤；②合并严重的心脑血管疾病及慢性疾病；③不愿参与和失访的患者。

1.2 一般资料

本研究为回顾性研究，选择2019 年1 月至2022 年1 月在苏州大学附属太仓医院骨科治疗的胫骨平台骨折患者。纳入80 例胫骨平台骨折患者，根据植骨材料分为BMP 组（40 例，采用锁定钢板结合BMP-2）及同种异体骨组（40例，采用锁定钢板结合同种异体骨）。其中，BMP 组男18例，女22 例；年龄25 ～ 68 岁，平均（50.23±12.08）岁；Schatzker Ⅱ型17 例，Ⅲ型23 例。同种异体骨组男16 例，女24 例；年龄27 ～ 70 岁，平均（46.98±11.26）岁；Schatzker Ⅱ型14 例，Ⅲ型26 例。术前采用X 射线片、CT平扫、三维重建和MRI检查、下肢血管超声进行评估，排除血管、神经损伤。本研究获得了苏州大学附属太仓医院伦理委员会批准（KY-2023-402），患者均签署知情同意书。骨移植材料为重组人骨形态发生蛋白（杭州九源基因工程有限公司，国械注准 20173464462）及同种异体骨（上海安久生物科技有限公司，国械注准 20113460865）。

1.3 手术方法

采用腰硬联合麻醉或全身麻醉，麻醉成功后患者取仰卧位，使用下肢气囊止血带，压力为50 kPa，做胫骨平台前外侧切口，显露胫骨平台外侧骨折处，切开关节囊及半月板胫骨韧带，暴露胫骨平台外侧关节面，通过“开窗”“开门”“撬拨”等暴露并手法复位劈裂的骨块以及塌陷的关节面，并于塌陷骨块下植骨，BMP组采用骨形态发生蛋白（BMP-2），同种异体骨组采用同种异体骨，使用克氏针作临时固定，C臂机透视膝关节正侧位，骨折复位满意后，于前外侧用一胫骨平台外侧解剖型锁定钢板固定，同时利用螺钉孔道及骨折断端，在骨折缺损处植入BMP-2或同种异体骨，逐层闭合切口。术后冰敷、抬高患肢，CPM机锻炼及活动足趾，术后临时使用抗生素一次、消肿止痛抗凝等对症治疗。术后14 d待手术切口愈合后拆除缝线，嘱患者膝关节主动屈伸活动，活动范围为0° ～ 90°。术后每个月复查膝关节X射线片，进一步评估骨折愈合情况，同时慢慢增加膝关节活动度范围并进行一定的负重活动，等骨折愈合后进行完全负重锻炼。

1.4 评价指标

①观察两组患者的手术时间、术中出血量、住院时间、术后并发症（如切口感染、皮肤坏死、渗出、切口愈合）等情况，评估骨折愈合，记录患者完全负重的时间。

②术后第1、2、3、6、12个月两组患者需至门诊拍摄膝关节正侧位X 线片，观察骨折愈合，胫骨平台内翻角、后倾角及关节面是否出现塌陷，内固定有无发生退出、断裂等情况。

③术后1 年两组使用美国特种外科医院膝关节功能HSS 评分标准（hospital for special surgery knee score, HSS）评定膝关节功能，Fugl-Meyer 运动功能评分下肢部分（Fugl-Meyer Assessment-Lower Extremities, FMA-LE）评定运动功能，分数越高说明下肢功能越好。

④Rasmussen 放射学评分标准计算优良率，包含了关节面的塌陷、成角畸形、髁部变宽[5]，评价胫骨平台骨折的复位效果。

1.5 统计学方法

所有数据都使用SPSS 20.0处理。计量资料以均数±标准差表示，组间比较用t检验；计数资料采用χ2检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者的一般资料比较

两组患者均得到了有效门诊复查，随访12 ～ 16个月，平均（13.73±1.67）个月，都进入结果分析，无脱落。两组患者在性别、年龄、患肢侧及Schatzker骨折分型、基础疾病、随访时间等方面比较，差异均无统计学意义（P＞0.05），具有可比性，见表1。

表1 两组患者的基线资料比较

2.2 两组患者的术中及术后情况

两组患者的手术时间及术中出血量比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。BMP组的住院时间、骨折愈合时间及完全负重时间均小于同种异体骨组，两组比较差异具有统计学意义（P＜0.05）。具体数据见表2。

表2 两组患者术中及术后情况比较

2.3 两组患者的术后X线观察结果及关节功能评分

两组患者术后12 个月的胫骨平台内翻角、后倾角、Rasmussen 影像学塌陷评分、Rasmussen 影像学总评分比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；两组患者术后12 个月的HSS评分都达到了优良，两组FMA评分提示下肢功能恢复情况无明显差异（P＞0.05），见表3。

表3 各组患者术后12个月影像学指标及骨折愈合后功能的比较（±s）

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2.4 两组患者的并发症发生情况比较

BMP组的排异反应、切口感染例数均小于同种异体骨组，但差异无统计学意义（P＞0.05），BMP组术后并发症总数明显小于同种异体骨组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表4。

表4 两组患者术后并发症情况比较

典型病例1：患者，男，59岁，左侧单纯胫骨平台外侧塌陷骨折行BMP-2结合锁定钢板治疗（见图1）。

图1 A. 术前左膝正位X线片；B. 术前左膝侧位X线片，提示左侧胫骨平台外侧骨折；C. 术前三维CT冠状位；D. 术前三维CT矢状位，提示左侧胫骨平台骨折（外侧塌陷）；E. 术后1年左膝关节正位X线片；F. 术后1年左膝关节侧位X线片，提示塌陷骨折基本已获得解剖复位，锁定钢板固定稳定；G. 术后1年三维CT冠状位；H. 术后1年三维CT矢状位，提示胫骨关节平台面解剖复位，无塌陷，骨折已经完全愈合，内固定未发现松动、断裂等情况

3 讨论

全球因为创伤、感染及肿瘤等因素所引发的骨缺损病例数正在不断增加，影响了人们的健康生活。每年有200多万例的骨移植治疗病例[6]。不仅由于疾病导致的骨缺损需要骨移植治疗，还有医美行业中的整形美容外科对骨移植的需求也日益增加[7]。骨移植材料作为继输血之后需求最多的移植物，并且需求量逐年上升。近几年来，自体骨移植作为骨缺损治疗的“金标准”，已经在临床上获得了较多的应用[8]，然而存在着供区功能缺失、来源限制等制约，同时可能发生神经损伤、持续疼痛等问题[9]；对于同种异体骨也存在一定的缺陷，诸如疾病的传播及发生免疫反应等，与自体骨移植相比，由于血管重建和重塑失败而导致的愈合率较低以及再骨折[10]。所以，研究并发现满意的骨缺损修复材料是当代生物材料及医学领域的一个重大挑战。

BMP-2在临床上已被证实可用于腰椎融合、开放性胫骨骨折和颌面再生，以及可能产生骨不连的大块骨缺损和骨折的患者[11]。据报道，同种异体骨移植和重组骨形态发生蛋白的组合与传统的骨移植相比，除了达到同等的效果，还可以有效减少骨折愈合时间，同时减少并发症的发生率[12]。BMP-2植入胶原载体后，对治疗胫骨骨不连也有效[13]。BMP虽然未明显增加开放性胫骨骨折的愈合率，但可以有效地减少翻修率[14]。本研究也证明了BMP对于胫骨平台的骨缺损也有一定的治疗效果，术后12个月未发生明显的再发关节面塌陷及再发骨折，在一定程度上也减少了二次手术及关节面塌陷等所引发的膝关节退变及创伤性关节炎等。两组术后12个月的影像形态学指标和骨折愈合率均较好，同时两组比较差异无统计学意义（P＞0.05），说明骨形态发生蛋白和同种异体骨都可以起到填充骨缺损、维持骨折复位后的形态、避免关节面再次发生塌陷的效果。但需要指出的是，对于骨缺损较大的骨折，尤其对于骨缺损大于2 cm3，因BMP-2 不存在骨传导的作用，故单纯植入BMP-2可能无法达到很好的骨填充效果，仍需要同种异体骨或自体骨进行填充。本研究也发现相比单纯同种异体骨，BMP可以更好地促进骨折愈合，使患者更早负重行走，有利于早期的康复锻炼，更有利于患者回归社会与生活。

当然BMP也存在一定的不良反应，有研究指出在治疗股骨头坏死及长骨骨不连的过程中，使用BMP-2后异位骨化的发生率依次是12.1%及17.8%[15-16]。骨形态发生蛋白的载体可能对创面产生一定的压力刺激，从而引起坏死以及感染。Lyon等[17]发现，水肿、静脉血栓栓塞及一些严重不良事件可能和载体存在一定的关联。需要指出的是，与BMP-2 使用相关的最常见不良事件主要是异位骨的形成，与植入部位BMP-2渗漏有关[18]。而近期研究的重点就是如何放置BMP-2。例如，将搭载了重组骨形态发生蛋白的海绵放置在椎间融合器之前以及内部，减少后环的接触，可以最大限度地降低椎管和椎间孔中异位骨形成的风险[19]。本研究中未出现异位骨化的现象，可能与植入BMP-2的部位相关。BMP-2存在较强的弥散性，单纯植入会被较快吸收，因此本研究经塌陷劈裂间隙植入BMP的同时，用凝胶海绵填补缝隙，相对减少了渗漏情况，从而减少了异位骨化的出现，同时避免了BMP-2直接刺激皮肤肌肉等软组织情况，未出现明显的排异反应，相比同种异体骨，其感染、排异等不良反应更低，在一定程度上也减少了住院时间及费用。而同种异体骨组有4例出现了切口持续的渗液、切口愈合延迟及5 例感染，经积极抗过敏及抗感染药物治疗后，均获得好转，这可能与同种异体骨的异体抗原性所导致的免疫排斥反应有关。但由于本次研究为单个医学中心的回顾性研究，且病例数仍不够多，其结论还需要更多相关研究论证，从而获得更科学的结果。

综上所述，本研究重组人骨形态发生蛋白（BMP-2）治疗单纯胫骨外侧平台塌陷骨折，治疗及随访过程中未发现手术切口不愈合、异物排斥反应等，同时取得一定的临床成效，可以很好地促进骨折愈合，有利于快速康复，具有良好的生物相容性及安全性。BMP-2作为一种可以替代自体骨的骨移植材料，能够很好地解决自体骨来源匮乏的问题，可以作为胫骨平台骨折的骨移植治疗的很好的方法，可为临床提供参考。