顱骨缺損的臨床修復(fù)進展

毛小炎 歸來

顱骨缺損的臨床修復(fù)進展

毛小炎 歸來

目前，臨床上顱骨缺損修復(fù)材料主要包括：自體骨、同種異體骨、異種骨和人工材料，自體骨修復(fù)仍是顱骨重建的金標準。隨著科技的不斷進步，新型顱骨修復(fù)材料不斷出現(xiàn)，顱骨修復(fù)新材料的研發(fā)和支架-種子細胞-生長因子的組織工程骨修復(fù)將是未來顱骨重建的發(fā)展方向。筆者查閱近年來國內(nèi)外有關(guān)顱骨缺損領(lǐng)域的臨床修復(fù)文獻，對其修復(fù)方法和發(fā)展方向進行分析總結(jié)。

顱骨缺損；顱骨重建；移植物；修復(fù)材料

完整的顱骨不僅有助于維持頭面部外形，而且還是顱腦與外界的一種屏障。顱骨缺損是臨床上一種常見的繼發(fā)性疾病。主要見于各種外傷和術(shù)后，如電擊傷、車禍傷、槍彈傷、顱骨惡性腫瘤切除、先天性畸形、去顱骨瓣減壓術(shù)后等。達到以下3個要求即顱骨重建成功：（1）保持硬腦膜的完整性，即大腦的保護；（2）顱腦與外界之間的屏障保護，即生物力學穩(wěn)定；（3）維持頭部正常穹窿狀外形，即美學要求[1]。

1 顱骨缺損的修復(fù)材料

理想的顱骨缺損修復(fù)材料需要具備以下7點：（1）獲取方便；（2）生物相容度高；（3）重建顱骨輪廓；（4）大腦屏障保護，抗外力；（5）具有誘導(dǎo)成骨潛能；（6）頭顱影像檢查兼容；（7）無供區(qū)問題，可降解，在一定的時間內(nèi)被宿主骨替代，不影響宿主骨修復(fù)，無毒副作用。目前，應(yīng)用于臨床的顱骨修復(fù)材料主要有自體骨、同種異體骨、異種骨和人工材料。

1.1 自體骨移植

1821年，Von Walther進行了世界上首例自體骨移植修復(fù)顱骨缺損，L Ollier于1867年提出了骨膜在骨再生中的重要作用。隨后有大量關(guān)于自體顱骨瓣、下頜骨外板、肋骨、髂骨和腓骨瓣等移植修復(fù)顱骨缺損的文獻報道。自體肋骨制成條狀或粉末狀適用于修復(fù)面積較小的顱骨缺損[2]。目前，自體骨修復(fù)仍是顱骨重建的金標準，常用的骨組織供區(qū)包括顱骨、肋骨、髂骨、腓骨等，自體顱骨外板是首選[3]，距離中線2 cm外的頂骨和枕骨區(qū)域可以降低發(fā)生靜脈竇損傷的風險，是自體骨的常用供區(qū)。自體骨組織具有良好的骨傳導(dǎo)性和組織相容性，無排異反應(yīng)，術(shù)后骨外露率低，但存在供區(qū)有限、塑形困難、增加二次創(chuàng)傷、移植骨具有較高的骨吸收率等問題，臨床應(yīng)用受限。自體骨移植愈合的關(guān)鍵因素是良好的血供和穩(wěn)定的固定，有利于成骨細胞的遷移；研究表明，自體骨移植修復(fù)大面積顱骨缺損的遠期骨吸收率非常高，自體肋骨移植表現(xiàn)非常明顯[4]。

1.2 同種異體骨移植

第一次世界大戰(zhàn)和第二次世界大戰(zhàn)中大量的士兵由于槍擊和爆炸造成顱骨缺損，推動了顱骨缺損修復(fù)方法的顯著進步。20世紀初，出現(xiàn)了用人尸體顱骨移植修復(fù)顱骨缺損的報道[5]，J Sicard和C Dambrin通過碳酸鈉、二甲苯、乙醇、乙醚處理切除下來的顱骨，再通過高溫滅菌，解決了異體骨組織處理和保存的問題。20世紀50年代，美國海軍骨組織庫的建立，使同種異體骨來源、儲運和免疫原性得到了解決，異體顱骨移植開始興起。但術(shù)后的高感染率、移植骨吸收率以及宗教、倫理等因素限制了同種異體顱骨移植在臨床的廣泛應(yīng)用，且異體骨使用的安全性也一直受到關(guān)注，潛在的疾病傳播是個不容忽視的問題。

1.3 異種骨移植

1668年，Van Meekeren用犬骨組織對人顱骨缺損進行修復(fù)，這是世界上首例有文獻記載的異種骨移植。隨后相繼出現(xiàn)用猿、兔、牛等骨組織移植于人類。異種骨來源豐富，但免疫原性較強，臨床上使用的凍干骨、煅燒骨和脫蛋白骨是將動物骨組織分別經(jīng)過凍干、高溫煅燒、輻照和脫鈣等處理，去除了細胞、膠原等有機成分，保留了天然孔隙結(jié)構(gòu)，消除了抗原性，但組織機械強度小，疏松易碎，力學強度差，降低了可塑性。隨著人工骨材料的大量研究和成功應(yīng)用，異種骨的研究和應(yīng)用逐漸減少。

1.4 人工材料移植

人工材料制備方法可控，使用方便，可塑性強，部分材料具有孔隙結(jié)構(gòu)，可以誘導(dǎo)骨生長，無供區(qū)畸形問題，但一些人工材料的生物相容性較差，植入后易發(fā)生感染及材料外露。臨床上常用的人工修復(fù)材料主要有醫(yī)用鈦合金、鈦網(wǎng)、羥基磷灰石、聚甲基丙烯酸甲酯、高密度多孔聚乙烯、聚醚醚酮等。

1.4.1 鈦合金和鈦網(wǎng) 醫(yī)用鈦合金具有較好的生物相容性和較高的機械強度，可以抗擊二次外傷，并且通過鈦釘就能很容易地固定。但其術(shù)中可塑性差，不易調(diào)整，臨床上術(shù)前一般通過計算機輔助設(shè)計和制造（CAD/CAM）方法預(yù)制成個體化的鈦植入體，整個過程大約需要2周，然后通過手術(shù)再將個體化的鈦合金植入體固定在缺損周圍的正常顱骨上。鈦金屬在術(shù)后CT或MRI成像亮度高，患者術(shù)后顱內(nèi)植入物附近如果出現(xiàn)血腫或腫瘤，影像上很難判定。另外，由于鈦的熱傳導(dǎo)作用，患者在極端的天氣中常常會感到不適[6]。

鈦網(wǎng)修復(fù)顱頜面缺損是一種比較常用的方法，其比較容易根據(jù)缺損的形狀塑形，固定牢靠，另外還可與其他人工材料如羥基磷灰石合用，增加植入物的穩(wěn)定性，用于修復(fù)大面積顱骨缺損，但術(shù)后感染率相對較高[7]。Mukherjee等[8]多中心回顧性研究報道，鈦網(wǎng)修復(fù)顱骨缺損術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率為26.4%，10.3%的患者不得不再次手術(shù)取出鈦網(wǎng)，最常見的并發(fā)癥是感染，占二次手術(shù)取出鈦網(wǎng)患者的69.0%，創(chuàng)傷較其他因素所致的顱骨缺損患者術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生率相對要高。

1.4.2 羥基磷灰石 羥基磷灰石的分子結(jié)構(gòu)和鈣磷比與正常骨骼中的無機成分極為相似，屬于鈣磷陶瓷。羥基磷灰石具有良好的生物相容性、骨傳導(dǎo)性和骨誘導(dǎo)性，植入體內(nèi)后，鈣和磷會游離出材料表面被身體組織吸收，并誘導(dǎo)出新的骨組織生長。通過CAD/CAM技術(shù)，可以在術(shù)前根據(jù)缺損的大小和形狀將羥基磷灰石預(yù)制成個性化的植入體，但其主要的問題是術(shù)中螺釘固定和術(shù)后外力作用容易使其碎裂，術(shù)后感染率較高。Stefini等[9]報道1549例采用羥基磷灰石修復(fù)的顱骨缺損患者中，27例患者術(shù)后發(fā)生假體裂開，33例患者發(fā)生感染。羥基磷灰石在體內(nèi)降解過快，通常用來修復(fù)顱骨鉆孔留下的小面積骨缺損，大面積顱骨缺損（缺損面積大于25 cm2）需要輔以鈦網(wǎng)固定[10]。

1.4.3 聚甲基丙烯酸甲酯 聚甲基丙烯酸甲酯俗稱有機玻璃，又名亞克力，是一種透明的熱塑性材料，其質(zhì)量輕、價格低、塑性強，可以根據(jù)骨缺損的形狀即時塑形，并牢靠地固定，這種固定可以保持20余年，廣泛應(yīng)用于骨科、整形外科和牙科。聚甲基丙烯酸甲酯由兩種成分合成，將固體粉末（主要為高聚物成分）和液體（聚甲基丙烯酸甲酯）按2∶1混合，很快發(fā)生聚合反應(yīng)，發(fā)生固化，這個過程中局部溫度可以達到70℃左右。聚甲基丙烯酸甲酯第一次應(yīng)用于顱頜面骨缺損修復(fù)是在20世紀40年代。第二次世界大戰(zhàn)期間，醫(yī)師可以在術(shù)中根據(jù)缺損部位用手將其塑形成相應(yīng)形狀來修復(fù)缺損。隨著CAD/CAM技術(shù)的不斷發(fā)展，外科醫(yī)師可以術(shù)前根據(jù)顱骨缺損CT影像，3D打印出聚甲基丙烯酸甲酯假體，術(shù)中直接植入患者的體內(nèi)[11-12]。聚甲基丙烯酸甲酯的主要缺點是質(zhì)地較脆，外部強力打擊易碎裂，術(shù)中固化的過程中對周圍組織有一定的熱力損傷，術(shù)后感染和外露的概率較高[13]。Klinger等[14]報道，聚甲基丙烯酸甲酯修復(fù)顱骨缺損術(shù)后感染發(fā)生率為5.8%。

1.4.4 高密度多孔聚乙烯 高密度多孔聚乙烯是一種生物相容性較好的多孔結(jié)構(gòu)材料，在臨床上作為一種植入物廣泛應(yīng)用于顱頜面組織缺損的修復(fù)與填充，在兒童和成人顱骨缺損的病例中均取得了較好的效果[15-16]。長期應(yīng)用表明，高密度多孔聚乙烯與其他人工材料性比具有植入體內(nèi)后，周圍組織可以長入，術(shù)后感染發(fā)生率低，無排斥反應(yīng)，可根據(jù)條件用鋼絲或鈦板鈦釘固定，且固定牢靠的優(yōu)點。此外，高密度多孔聚乙烯可塑性好，在100℃水溫中軟化，經(jīng)塑形后冷卻變硬，可以保持塑形后的形狀，術(shù)中還可根據(jù)缺損的形狀任意修整和塑形。高密度多孔聚乙烯的不足之處是價格較貴，在大面積的顱骨缺損中不足以起到結(jié)構(gòu)支撐的作用，且用在眶周等突出部位和竇壁容易外露。我們曾報道，將高密度多孔聚乙烯與自體骨聯(lián)合應(yīng)用可以修復(fù)復(fù)雜的顱骨缺損，術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率低[17]。

1.4.5 聚醚醚酮 聚醚醚酮是一種全芳香族半晶態(tài)熱塑性高分子材料，具有良好的生物相容性、耐磨性和穩(wěn)定的化學特性，耐高溫和輻照，可以用高溫蒸汽或伽馬輻照消毒。自20世紀80年代起，聚醚醚酮作為一種植入體主要是椎間融合器和人工關(guān)節(jié)置換材料，已廣泛應(yīng)用于脊柱、關(guān)節(jié)外科。2009年，MM Hanason首次報道了聚醚醚酮在顱骨重建中的應(yīng)用經(jīng)驗，此后關(guān)于聚醚醚酮在顱骨缺損修復(fù)中應(yīng)用的報道相繼出現(xiàn)，并表現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景[18-20]。聚醚醚酮可塑性強，X線可以穿透，不具有磁性，在CT或MRI圖像中無偽影，不影響患者術(shù)后影像學分析，顱骨缺損患者選用聚醚醚酮或自體骨修復(fù)，二者術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率無明顯差異[21]。

2 顱骨缺損修復(fù)策略

顱骨缺損修復(fù)方法的選擇主要考慮到缺損部位的局部解剖結(jié)構(gòu)及要求、醫(yī)師手術(shù)經(jīng)驗等。良好的軟組織覆蓋可以降低術(shù)后材料外露和感染的概率。魏福全認為，對于創(chuàng)面基底組織健康而無需遠期放射治療的顱骨缺損創(chuàng)面，修復(fù)方法可以有多種，可以選用自體骨或人工材料修復(fù)，游離皮瓣覆蓋。如果術(shù)后需要輔助放射治療，可以選擇鈦網(wǎng)修復(fù)，筋膜皮瓣或肌皮瓣覆蓋。感染性創(chuàng)面不適合選擇異種骨或人工材料修復(fù)。對于頭皮完整，單純顱骨缺損的患者，可以選擇人工材料植入物修復(fù)，如有機玻璃，但在眶周或骨質(zhì)腔竇區(qū)域外露的概率很高，易造成手術(shù)失敗[22]。Reddy等[23]提出顱骨缺損個體化的修復(fù)，方案的選擇需要綜合考慮受傷的原因；缺損的位置、大小和形狀；其他因素，如感染創(chuàng)面和術(shù)后放射治療，對于感染性創(chuàng)面建議選擇自體組織修復(fù)，帶血管蒂的骨組織瓣是一個不錯的選擇。對于顱骨缺損的患兒應(yīng)選用自體骨組織修復(fù)，這樣不會影響患兒顱骨的生長發(fā)育。用凍存自體顱骨瓣修復(fù)比室溫儲存的顱骨瓣發(fā)生骨吸收率要高，但感染率較低。顱骨缺損修復(fù)時間越早，骨吸收率越低；新鮮的自體骨移植骨吸收率要較儲存的自體骨低[24]。目前尚無關(guān)于顱骨缺損大小、患者年齡與并發(fā)癥之間相關(guān)性的報道。

3 展望

至目前為止，還沒有一種材料被證實是理想的顱骨缺損修復(fù)材料，顱骨修復(fù)新材料的研發(fā)和支架-種子細胞-生長因子的組織工程骨修復(fù)將是未來顱骨重建的發(fā)展方向。新的人工修復(fù)材料要求生物相容度高，抗感染，具有一定的強度和穩(wěn)定性，并且能夠通過CAD/CAM技術(shù)進行個性化的塑形，隨著材料科學的不斷進步，新型顱骨修復(fù)材料將會不斷出現(xiàn)。組織工程骨修復(fù)是將干細胞接種于能夠引導(dǎo)新骨生長的支架材料上，通過生物活性因子刺激干細胞向成骨細胞分化，誘導(dǎo)新生骨形成，完成顱骨缺損的修復(fù)，目前已經(jīng)在部分動物實驗中取得了可喜的成就[25-27]。但動物實驗不能代替人體試驗，干細胞技術(shù)最終應(yīng)用于臨床將是未來發(fā)展的方向。

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2016-10-12）

10.3969/j.issn.1673-7040. 2017.03.019.

10.3969/j.issn.1673-7040.2017.03.019

中國醫(yī)學科學院整形外科醫(yī)院院所重大基金項目（5201010405）

中國醫(yī)學科學院北京協(xié)和醫(yī)學院整形外科醫(yī)院顱頜面外科，北京 100144

歸來，Email：guilai2015@aliyun.com

本文引用格式：毛小炎,歸來.顱骨缺損的臨床修復(fù)進展[J].中國美容整形外科雜志,2017,28(3):184-186.