保肢手術(shù)所面臨的生物重建和機械重建問題

革 軍，王 臻，郭 征，李 丹，黃 海

綜述

保肢手術(shù)所面臨的生物重建和機械重建問題

革 軍，王 臻，郭 征，李 丹，黃 海

骨腫瘤；保肢；修復(fù)外科手術(shù)

20世紀(jì)70年代以前，治療惡性骨與軟組織腫瘤的首要選擇是截肢。這一選擇基于人們注意到腫瘤切除后頻繁的局部復(fù)發(fā)、再切除以及高死亡率[1]。外科技術(shù)、麻醉技術(shù)及放射技術(shù)的飛速發(fā)展使人們對保肢充滿期望。保肢手術(shù)誕生于1958年，由Merle完成，是1種針對發(fā)生在膝關(guān)節(jié)周圍骨干-骨骺部位的特殊類型的腫瘤切除與關(guān)節(jié)固定術(shù)[2]。本世紀(jì)初同種異體骨保肢重建術(shù)開始應(yīng)用于骨腫瘤的治療[3-4]。之后，隨著CT、MRI等放射技術(shù)和化療藥物輔助治療水平的不斷進步，保肢手術(shù)目前取得了輝煌的成就。

惡性骨腫瘤保肢手術(shù)一般有3個過程：即惡性骨腫瘤瘤段切除、骨關(guān)節(jié)缺損修復(fù)與重建、軟組織修復(fù)與重建。目前，惡性骨腫瘤的保肢率約為75%～85%，骨肉瘤的患者保肢率甚至達(dá)到90%以上[1]，5年生存率也提高到55%～70%，更有學(xué)者認(rèn)為保肢手術(shù)與截肢手術(shù)相比具有更好的療效[2]。由于惡性骨腫瘤的好發(fā)年齡多集中在兒童和青壯年，因此保肢重建手術(shù)更需注重術(shù)后患肢的功能恢復(fù)。因此，除了術(shù)前需要根據(jù)Enneking分期標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格界定手術(shù)適應(yīng)證，完善X線片、CT和MRI等各項輔助檢查以外，選擇適合患者的保肢重建技術(shù)，成為外科醫(yī)生需要認(rèn)真考慮的問題。

保肢重建手術(shù)目前主要分為生物重建和機械重建。生物重建是指利用生物學(xué)方法、生物材料或生物工程材料進行重建的手術(shù)，如關(guān)節(jié)融合術(shù)、自異體骨移植術(shù)等；機械重建是指利用人工金屬機械等進行重建的手術(shù)，如人工關(guān)節(jié)置換術(shù)等。本文對當(dāng)前流行的各類保肢重建手術(shù)的特點和優(yōu)勢進行綜述，以期為骨科醫(yī)師提供借鑒和參考。

1 生物重建

主要包括瘤段滅活再植、同種異體骨移植和自體骨移植、關(guān)節(jié)融合術(shù)等。

1.1 瘤段骨滅活再植術(shù)

瘤段骨滅活再植術(shù)在一些亞洲國家和地區(qū)（中國、日本、韓國、印度等）較為常見，包括體外滅活再植及體內(nèi)原位滅活。

1.1.1 體外滅活再植 首先在瘤段切除（多數(shù)學(xué)者建議以MRI確定腫瘤髓內(nèi)邊界外30～50 mm處作為截骨平面[3]）后對荷瘤骨進行滅活，然后再植入原部位。Suk和Manabe等[4-5]分別將瘤段骨置于65℃、60℃鹽水浸泡30 min進行滅活后再植入原部位，均收到較滿意療效。

1.1.2 體內(nèi)原位滅活 范清宇等[6]采用插入式微波天線陣列誘導(dǎo)高溫原位滅活治療惡性骨腫瘤，設(shè)定滅活溫度為70℃～80℃，持續(xù)30 min，266例ⅡB期患者3年以上存活率為60.2%，術(shù)后功能恢復(fù)也較滿意，提示體內(nèi)原位瘤段滅活保肢術(shù)是一種較好的保肢重建手段。較之體外滅活，其優(yōu)勢體現(xiàn)在手術(shù)簡便、費用低廉、能保持原有骨形態(tài)、有利于骨重建、肢體功能滿意等[7]。對于發(fā)生于特殊部位的惡性腫瘤（如肩胛骨、鎖骨、骨盆等），此種方式對患者術(shù)后功能的影響也很微小。缺點主要是復(fù)發(fā)率較高，術(shù)后易發(fā)生骨折等，骨破壞過于嚴(yán)重的患者也不宜使用此方法。

1.2 骨移植

1.2.1 同種異體骨移植 該重建方式的優(yōu)點是，具有良好的組織相容性、成骨誘導(dǎo)活性以及良好的生物學(xué)特性，易吸收活化，易于成型和儲存，抗原性低，來源廣泛，臨床療效好[8]。Muscolo等[9]對52例脛骨近端骨腫瘤同種異體骨移植的療效進行分析，認(rèn)為對于骨腫瘤造成的大段脛骨缺損，同種異體骨移植術(shù)非常之有價值。

大段同種異體骨關(guān)節(jié)重建是一種可以獲得良好骨與關(guān)節(jié)功能的重建方法[10]。在上肢可用于肱骨近端和肘關(guān)節(jié)重建，下肢可用于股骨遠(yuǎn)端和脛骨近端。但大段異體骨的愈合與改建需要良好的體內(nèi)生物學(xué)環(huán)境和力學(xué)環(huán)境支持，還需要牢固可靠的內(nèi)固定裝置以保證骨結(jié)合面的穩(wěn)定性[11]。同時，該方法存在深部感染（發(fā)生率6%～13%）、骨不愈合、骨折等并發(fā)癥，其中骨折發(fā)生率高達(dá)16.6%～19%，保肢失敗率達(dá)27.8%[12]。

同種異體骨關(guān)節(jié)重建更多地適用于兒童惡性腫瘤的保肢手術(shù)，最常用于肱骨上段、橈骨遠(yuǎn)端、股骨遠(yuǎn)端、脛骨近端等部位。兒童保肢術(shù)的長期隨訪結(jié)果顯示這種重建方式存在許多并發(fā)癥[13]，包括骨不連接（34%）、異體骨骨折（27%）、深部感染（16%）等；且左右肢體不等超過2 cm的病例占到35%[14-15]。

1.2.2 自體骨移植 Chen[16]等采用帶血管腓骨移植修復(fù)大段骨缺損，認(rèn)為此生物重建方法是修復(fù)巨大骨缺損的較好手段；而Hubert等[17]將此方法運用于兒童骨腫瘤術(shù)后重建，亦取得良好療效。據(jù)文獻報道，游離肩胛骨皮瓣能夠修補約14 cm長的骨缺損，因此可用于重建上下肢的骨與軟組織缺損[18]。對于小塊骨缺損，也可采取自體髂骨重建。而旋轉(zhuǎn)成形術(shù)亦在配合假體治療或其他保肢手術(shù)中起到較為滿意的效果[19]。此類手術(shù)幾無免疫排斥反應(yīng)。由于有血供等條件，帶血管的腓骨移植具有感染少、疲勞損傷小等優(yōu)點，但也存在骨折、假關(guān)節(jié)形成、切口延遲愈合、一過性神經(jīng)損傷等并發(fā)癥[20]；且對于帶血管腓骨移植來說，需要一定的顯微外科水平，手術(shù)難度較高；此外，該重建方式因腓骨難以承擔(dān)相應(yīng)的身體重量而主要用于肱骨及尺、橈骨骨干部的骨缺損重建，尤其適用于正在生長發(fā)育的青少年。

異體骨復(fù)合帶血管的自體腓骨重建可以加速移植骨與宿主骨的愈合，從而獲得良好的遠(yuǎn)期重建效果[21]。這種方法對節(jié)段性骨干重建可達(dá)到解剖和生物重建的目的，能夠避免單純應(yīng)用異體骨帶來的假關(guān)節(jié)形成、異體骨骨折等并發(fā)癥，最常用于股骨和脛骨。其突出特點在于活骨-帶血管腓骨與宿主骨的快速愈合，這種愈合甚至不需要堅強的固定[22]。

可以看出，惡性骨腫瘤術(shù)后的生物重建普遍有著免疫排斥反應(yīng)小、取材方便快捷、費用低廉、重建外形和生物學(xué)相容性良好等特點。常見并發(fā)癥包括腫瘤復(fù)發(fā)、切口感染和延遲愈合、移植骨骨折等。這些并發(fā)癥除了受重建方式的影響之外，還與疾病本身特點以及手術(shù)水平有密切關(guān)系。

1.3 關(guān)節(jié)融合術(shù)

對于腫瘤切除后局部保留軟組織結(jié)構(gòu)較少，關(guān)節(jié)重建和穩(wěn)定難度較大的患者，或?qū)τ诓糠只顒恿枯^多、體重過大的患者，關(guān)節(jié)融合術(shù)是更為合適的選擇[23]。此外，如果踝關(guān)節(jié)受到腫瘤侵襲，保肢后將會面臨著生物力學(xué)和軟組織覆蓋兩方面的難題。此類患者在行保肢術(shù)時最好同時施行關(guān)節(jié)融合術(shù)。

2 機械重建

機械重建主要是各類人工假體的安裝和使用，其中以四肢腫瘤型人工假體和骨盆重建假體系統(tǒng)為主。最大優(yōu)點是手術(shù)成功率高，手術(shù)并發(fā)癥相對較少，術(shù)后近期功能較為滿意。部分學(xué)者認(rèn)為，其對某些部位的機械重建的治療效果優(yōu)于自體、異體骨移植的生物重建[24]。另外，假體使用壽命較長，能滿足患者的保肢要求。但所有假體都存在假體松動、斷裂、感染、排異反應(yīng)等一系列并發(fā)癥。因此，機械重建面臨的主要問題在于假體的設(shè)計與材料的改進。

2.1 四肢腫瘤型人工假體

隨著新輔助化療技術(shù)的進步，人工假體在腫瘤保肢手術(shù)中扮演的角色越來越重要。隨后出現(xiàn)的組配型可延長假體和異體骨-假體復(fù)合體、生物固定性可調(diào)節(jié)假體等，均見證了人工假體技術(shù)的發(fā)展和進步。假體的定制化和組配式結(jié)合可以有效滿足各類患者的需要，也為臨床醫(yī)生的保肢重建治療提供便利可行的方法。

旋轉(zhuǎn)鉸鏈?zhǔn)桨胂拗菩图袤w可以較好地避免因骨與骨水泥間應(yīng)力過高而導(dǎo)致的假體松動的問題，人工假體與滅活骨段、大段異體骨結(jié)合的復(fù)合型假體由于兼有人工假體和異體骨移植的優(yōu)點，目前也已得到臨床醫(yī)生的普遍認(rèn)可[14,16]。根據(jù)兒童身體發(fā)育的特點，各類可延長式人工假體（有創(chuàng)調(diào)節(jié)式、無創(chuàng)調(diào)節(jié)式、自身調(diào)節(jié)式）得到廣泛應(yīng)用和研究。半膝關(guān)節(jié)人工假體置換也已在一些骨腫瘤中心使用。以往半膝關(guān)節(jié)置換假體設(shè)計制造個體化要求不高，假體關(guān)節(jié)面精度不夠，與對側(cè)關(guān)節(jié)面匹配程度不高，但滕勇等[15]將計算機輔助設(shè)計、快速成型技術(shù)和精密鑄造運用于定制化人工半膝關(guān)節(jié)，取得較好的治療效果。近期劉鵬及其課題組[25]首次提出雙動半膝關(guān)節(jié)的理念，此設(shè)計可有效減少假體和關(guān)節(jié)面間的摩擦，提高假體近遠(yuǎn)期穩(wěn)定性，減少翻修；同時提出新型韌帶附麗概念，即建立外叉韌帶與內(nèi)叉韌帶，增加假體穩(wěn)定性，防止假體脫位，使其更好地模擬生理狀態(tài)下人膝關(guān)節(jié)的運動。這種新型半膝關(guān)節(jié)設(shè)計有望在幼兒或兒童肢體骨腫瘤保肢手術(shù)上取得大的突破。

研究表明，四肢人工假體在治療長節(jié)段骨缺損和關(guān)節(jié)損傷方面有立竿見影的效果，金屬表面活性處理技術(shù)的發(fā)展更使得界面骨整合率有了很大的提高，使用壽命延長，并發(fā)癥降低[26]。但目前的假體在使用中仍存在無菌性松動、骨假體結(jié)合部骨折[27]（主要重建失敗原因）、感染（發(fā)生率2%～9%）、斷裂、遠(yuǎn)期穩(wěn)定性差、磨損嚴(yán)重、存在一定排異反應(yīng)等缺陷，定制化假體也存在設(shè)計復(fù)雜、費用昂貴等問題。完善的假體設(shè)計可以使上述問題最小化，因此，對假體關(guān)節(jié)科學(xué)合理的設(shè)計以及對更好的制造材料的追求將是未來肢體人工假體的發(fā)展方向之一。

2.2 骨盆假體重建

就骨盆假體本身而言，其主要特點是裝配簡單，可塑性強，運用范圍廣泛。而對于骨盆腫瘤切除重建手術(shù)來說，骨盆重建是一個復(fù)雜的過程，其治療程序一般包括：腫瘤活檢診斷、腫瘤范圍確定、假體設(shè)計、術(shù)前輔助治療、腫瘤切除和假體安裝固定、術(shù)后輔助治療和功能鍛煉等[28]。借助計算機輔助設(shè)計和快速成型技術(shù)可以完整準(zhǔn)確地制作患病骨盆的模型，在模型基礎(chǔ)上進行手術(shù)方案的討論，并可進一步設(shè)計假體[29]。張余等[21]認(rèn)為，運用計算機輔助技術(shù)進行模擬重建可以保證手術(shù)的順利進行和假體的精確制造，使手術(shù)切緣更為徹底，目前該技術(shù)已成為骨盆腫瘤保肢新的趨勢。

2.3 異體骨復(fù)合假體重建

該重建方式[25]結(jié)合了人工假體與異體骨移植各自的優(yōu)點，經(jīng)常被用于股骨近端、脛骨近端，有時也可用于肱骨近端。而人工假體如與大段異體骨復(fù)合，則可用于髖臼周圍腫瘤切除后的重建。其缺點是術(shù)后化療過程中存在感染和愈合緩慢的風(fēng)險[27]。

3 討論

惡性骨腫瘤后的生物重建和機械重建各有其特點，也各自存在弊端。人工關(guān)節(jié)和大段同種異體骨移植已成為當(dāng)前骨腫瘤切除后骨關(guān)節(jié)缺損（尤其是大段骨缺損）重建的主要方法，體內(nèi)原位滅活技術(shù)由于對某些特殊部位的腫瘤具有較好療效而仍被使用，帶血管蒂腓骨移植亦在重建手術(shù)中占有一席之地。骨腫瘤醫(yī)師應(yīng)根據(jù)患者的不同病情，科學(xué)選擇治療方法，靈活運用各領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)，采取合理的手術(shù)方案和先進的假體設(shè)計，對各類保肢重建手術(shù)取長補短，運用綜合治療手段進行惡性腫瘤的保肢治療，這無疑是未來骨腫瘤外科探尋和研究的方向之一。

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R687，R738.1

A

1674-666X(2011)04-0295-04

2011-10-10；

2011-11-07）

（本文編輯 白朝暉）

10.3969/j.issn.1674-666X.2011.04.011

710032西安，第四軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院骨腫瘤科

王臻，E-mail：Wangzhen@fmmu.edu.cn