抗生素骨水泥結合膜誘導技術治療脛骨骨髓炎的臨床研究

范少地 劉志恒* 吳國忠 胡萬華 唐立虎 趙亮亮 王波

抗生素骨水泥結合膜誘導技術治療脛骨骨髓炎的臨床研究

范少地 劉志恒* 吳國忠 胡萬華 唐立虎 趙亮亮 王波

目的觀察研究使用抗生素骨水泥抗感染并形成誘導膜，采用膜誘導自體骨或結合異體骨材料移植技術治療脛骨骨髓炎及其術后骨缺損的臨床效果。方法自2010年9月～2015年9月手術治療15例脛骨骨髓炎患者，一期病變切除，抗生素骨水泥植入，外固定支架固定，6～8周誘導膜形成后二期手術取出骨水泥，自體骨或結合異體骨材料移植，采用膜誘導技術修復骨缺損促進骨質愈合。結果隨訪12～52月，15例患者感染無復發(fā)，骨折均獲愈合，功能恢復良好。結論采用抗生素骨水泥膜誘導自體骨或結合異體骨材料移植技術治療脛骨骨髓炎及其術后骨缺損可以取得良好的治療效果。

抗生素骨水泥；自體骨；異體骨；材料；膜誘導技術；脛骨骨髓炎

對于較大范圍的骨缺損，臨床常采用帶血管蒂骨移植術進行治療以提高愈合率，或采取骨搬移技術進行治療。骨髓炎的治療對醫(yī)生和患者都有很大壓力，原因是容易反復發(fā)作，致殘率高，甚至不得不接受截肢處理。由于長期反復感染，清創(chuàng)，軟組織條件及周圍血液循環(huán)很差，對于慢性骨髓炎以及術后骨缺損的治療難度將更大。筆者自2010年9月～2015年9月采用抗生素骨水泥膜誘導自體骨或結合異體骨材料移植技術治療骨髓炎及術后骨缺損，取得了很好的療效，報告如下：

1 資料與方法

1.1 臨床資料

本組15例，其中男9例，女6例；年齡16～52歲，平均32.5歲。14例為開放性脛腓骨骨折術后，1例為閉合性脛腓骨骨折性開放復位內(nèi)固定術后（外院轉入）。致傷原因：車禍傷8例，部隊訓練傷4例，重物砸傷3例。14例開放性骨折分型：GustiloII型4例，IIIA型6例，IIIB型4例。脛骨中下段13例，脛骨上端2例。所有患者傷口均反復流膿，伴有多次清創(chuàng)病史，本組10例Gustilo III型病例有過反復換藥及一次或多次植皮或皮瓣轉移覆蓋創(chuàng)面的病史。分泌物細菌培養(yǎng)均有金黃色葡萄球菌，其中2例混合感染陰溝桿菌。細菌培養(yǎng)對萬古霉素敏感?；灒?5例患者均有C反應蛋白及血沉增高，5例患者入院時白細胞增高，中性粒細胞比例增高。本組15例骨髓炎患者在膜誘導技術治療前病變部位經(jīng)治療均已獲得軟組織覆蓋。

1.2 材料

骨水泥：由聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）復合慶大霉素制成（強生（上海）），經(jīng)測試無毒性。根據(jù)細菌培養(yǎng)和藥敏實驗結果，2包（各40 g）骨水泥可以額外添加2 g萬古霉素。本組病例均加入萬古霉素。

植骨材料：自體骨取自體髂骨，如自體髂骨不足時需用異體骨，但是異體骨不超過總量的1/3。所有的骨質做成<3 mm的骨粒。

1.3 手術方法

徹底病變切除，清創(chuàng)，外固定支架固定：本組15例病例在接受手術前已通過長期反復的換藥、植皮、皮瓣轉移等治療雖已獲得軟組織覆蓋，但均已形成竇道，反復流膿。首先取出原有的一切內(nèi)固定材料，進行徹底清創(chuàng)及感染病變部位切除，切除一切硬化無血供的硬化骨質，正常骨質再磨除>5 mm，感染部位周圍軟組織切除>2mm。所有螺釘孔均擴大清創(chuàng)，安裝外固定支架固定，保持骨折的穩(wěn)定性（圖A-D）。

抗生素骨水泥填充促使誘導膜形成：病變切除后必然留下大小不等的骨質缺損，以慶大霉素或萬古霉素骨水泥填充（圖E），妥善縫合以待誘導膜形成。軟組織感染較重者或合并有腓骨感染者徹底清創(chuàng)后可植入慶大霉素或萬古霉素骨水泥鏈珠持續(xù)釋放抗感染（圖F）。

誘導膜形成后，取出骨水泥，植骨：術后6～8周，原切口進入，妥善保護形成的誘導膜，小心切開誘導膜，取出骨水泥，可見良好的誘導膜形成（圖G），打通髓腔，將骨折斷端及皮質做成粗糙面直到可見出血。切取髂骨做成小于3 mm大小的顆粒骨植入，仔細縫合誘導膜，使植骨粒在誘導膜室內(nèi)誘導成骨愈合（圖H）。逐層關閉切口。自體髂骨量不足時混合異體骨粒，異體骨量少于總量的1/3。

外固定支架繼續(xù)固定，定期復查，可早期扶拐部分負重行走。骨折端缺損愈合后，去除外固定支架正常行走。

1.4 主要觀察指標

觀察感染控制情況：傷口愈合，無竇道及分泌物流出，化驗血常規(guī)及血沉，C反應蛋白正常。

骨折臨床愈合標準：局部無壓痛及叩擊痛，無異?；顒樱琗線檢查骨折線模糊，有連續(xù)性骨痂通過骨折線。解除外固定支架后，下肢不扶拐在平地上連續(xù)行走3分鐘不少于30步，觀察2周骨折處不變形。骨折愈合標準：具備臨床愈合標準，X線片顯示骨折線消失或近似消失。

采用踝關節(jié)功能Baird-Jackson評分系統(tǒng)評分：包括疼痛、踝關節(jié)穩(wěn)定性、行走能力、跑步能力、工作能力、踝關節(jié)活動范圍及放射學結果7個方面，總分100分，得分越高關節(jié)功能恢復越好。

美國特種醫(yī)院膝關節(jié)HSS評分：包括疼痛、功能、活動度、肌力、屈曲畸形及穩(wěn)定性。總分100分，得分越高關節(jié)功能越好。

1.5 統(tǒng)計學分析

2 結果

2.1 感染控制情況

15例患者病變處徹底切除清創(chuàng)，骨水泥填塞后感染均獲控制，無復發(fā)。清創(chuàng)后骨缺損4～9cm，平均（6.3±2.3）cm。血沉：術前血沉（53±21.4）mm/h，術后恢復正常時間62～124天，平均95天。C反應蛋白：術前（61±33）mg/ L，術后恢復正常時間14～21天，平均18天。

2.2 骨折愈合情況

15例患者均獲得隨訪，隨訪時間12～52月，平均32月。15例患者最終均獲骨折愈合。骨折愈合6～26月，平均12.6月。外固定支架于骨折愈合后拆除。

2.3 踝關節(jié)功能Baird-Jackson評分及膝關節(jié)HSS評分（表1）

表1 踝關節(jié)功能Baird-Jackson評分及膝關節(jié)HSS評分

典型病例

患者，男，21歲，左脛骨開放性骨折，術后3月，脛骨骨髓炎。

圖A患者脛骨骨髓炎，流膿，竇道形成；圖B術前正位X線片及術前側位片，可見骨質吸收破壞；圖C術中可見膿液及壞死組織，腓骨及軟組織感染較重；圖D徹底清創(chuàng)后殘留骨缺損；圖E骨缺損處植入抗生素骨水泥；圖F腓骨旁及軟組織內(nèi)植入抗生素骨水泥鏈珠；圖G第一次手術后8周取出骨水泥，可見良好的誘導膜形成，傷口內(nèi)無感染；圖H膜內(nèi)植入顆粒骨；圖I第一次手術后8周X線片，抗生素骨水泥填充良好，無感染；圖J手術后7月X線片，骨瘕形成良好，無感染；圖K術后12月X線片，連續(xù)性骨瘕形成，骨瘕改建良好，骨質獲得臨床治愈愈合，無感染；圖L術后18月X線片，骨瘕改建良好，骨質獲得臨床治愈愈合，無感染，拆除外固定支架；圖M手術后26月X線片，骨髓腔形成良好，骨質已獲得骨性愈合，無感染；圖N術后26月患肢外觀，外固定支架已拆除，傷口愈合良好，無感染。

3 討論

骨髓炎是骨科醫(yī)生經(jīng)常遇到的難題之一，由于治愈率低，嚴重影響患者的生活質量，嚴重者甚至致殘或截肢。徹底的清創(chuàng)及病變節(jié)段切除能夠有效的消除感染，但隨之帶來的骨質缺損又是骨科醫(yī)生的另一大難題。骨搬移技術以及帶血管蒂骨移植等手術取得了成功[4]，并得以在臨床上廣泛應用，結合抗生素骨水泥膜誘導自體骨或結合異體骨材料移植技術治療脛骨骨髓炎及其術后骨缺損，療程較短，療效可靠，為治療骨髓炎提供了新的治療方法。

膜誘導技術治療骨髓炎后骨缺損是建立在感染得到徹底控制基礎之上的，否則感染復發(fā)會導致手術失敗。手術清創(chuàng)至關重要。清創(chuàng)不徹底是脛骨骨髓炎的復發(fā)主要原因，要做到徹底清創(chuàng)，必須按照類似于腫瘤擴大切除術一樣來確定邊界進行切除才能徹底。清除一切死骨、肉芽、瘢痕、異物直到正常骨質，然后正常骨質再磨除>5 mm，軟組織切除>2 mm，必要時甚至整段骨切除。對于螺絲釘孔也要徹底擴大清創(chuàng)。同時術前檢查也很重要，術前可以通過磁共振檢查，核素掃描等確定感染的范圍，以保證術中足夠的切除范圍。而術中冰凍切片檢查可即刻確定清創(chuàng)的效果。

膜誘導技術是指在骨缺損處植入骨水泥后在體內(nèi)誘導形成自體膜結構后，采用自體松質骨或結合部分異體骨材料在誘導膜室內(nèi)作骨移植，從而治療大范圍骨缺損的技術[5,6]。該技術分為兩個獨立的階段，第一階段徹底清創(chuàng)，然后于骨缺損區(qū)以聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）骨水泥填充塑形并連接骨斷端。第二階段是在術后6～8周軟組織愈合良好的情況下去除填充物并保留自體誘導形成的膜結構，然后在膜內(nèi)填充切碎的顆粒狀自體松質骨，妥善縫合誘導膜[7]。有文獻報到[8]，骨缺損達到4～5cm不提倡行松質骨切碎填充術，骨缺損>6cm自體骨填充不能獲得完全修復，因為骨吸收不可避免。但是膜誘導技術自體誘導膜組織起了關鍵作用，它能有效地起到骨傳導及骨誘導作用，避免骨斷端長入成纖維細胞，封閉斷端，維持骨缺損區(qū)豐富的血管化，誘導膜形成獨立的誘導空間，創(chuàng)造一封閉環(huán)境，使骨祖細胞及相關因子得以富集保留，從而獲得植骨成功。動物實驗證明誘導膜膠原行列中含有大量拉長的成纖維細胞樣細胞，其中富含促骨祖細胞向成骨細胞分化的重要轉錄因子核心結合因子Cbfa1，誘導膜上垂直于骨長軸方向密集排列著小的血管系統(tǒng)，誘導膜還富含血管內(nèi)皮生長因子，轉化生長因子，骨形態(tài)發(fā)生蛋白和內(nèi)皮細胞，誘導骨形成[9]。誘導膜是手術成功的另一個關鍵，因此術中應妥善保護誘導膜，第二階段的手術應在第一階段手術后的6～8周，此時誘導膜誘導能力最強，術中小心切開誘導膜，植骨后仔細縫合，完整包裹填充骨。同時膜誘導技術必須在術前取得病變部位骨質的良好的軟組織覆蓋，否則因骨質外露，誘導膜難以形成或感染等因素導致手術失敗。本組病例在術前均獲得軟組織覆蓋，對于經(jīng)過長期治療仍有皮膚缺損骨質外露的骨髓炎患者采用同期皮瓣移植覆蓋創(chuàng)面也是可行的。

骨源是膜誘導技術的一個瓶頸，自體骨材料是最理想的骨源，但自體骨來源有限。對于成年人自體骨不足時需用同種異體骨材料，但是異體骨材料不能超過總量的1/3。但同種異體骨富集自體骨髓干細胞等活性成分，使同種異體骨量有望突破1/3瓶頸。組織工程骨在移植骨材料具有很好的前景，但是需要高端的技術和更加深入地研究。

抗生素骨水泥膜誘導骨材料移植技術對于現(xiàn)代化高能量火器傷導致的骨髓炎及其術后骨缺損的治療具有廣闊前景。

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The clinical study of bone cement containing antibiotics and induced membrane technique to treat tibia osteomyelitis Fan

Shaodi,Liu Zhiheng,Wu Guozhong,et al.Department of Orthopaedics,451 Hospital of PLA,Xi'an Shaanxi, 710054,China

ObjectiveToinvestigatetheclinicalefficacyofinducedmembranetechnique withbone cement containingantibiotics and bone grafting technique with autologous and allogeneic bone to treat chronic osteomyelitis and bone defects in tibia after fracture operation.Methods From Sep 2010 to Sep 2015,a total of 15 patients with tibia osteomyelitis were treated with excision of necrotic and infected tissues and external fixator technique and bone cement containing antibiotics graftingin first stage.Within 6 to 8 weeks the induced membrane was formed.The autologous and allogeneic bone were graftedandtheinduced membrane technique was applied topromote newbone forming in secondstage.Rresults 15 cases had no reinfection and achieved complete bone healing after 12 to 52 months follow-up.All the patients had satisfactory function.Conclusion The induced membrane technique with bone cement containing antibiotics and combine autologous or allogeneic bone to treat chronic osteomyelitis and bone defects in tibia after fracture operation can provide satisfactory results.

Bone cement containing antibiotics;Autologous bone;Allogeneic bone;Materials;Induced membrane technique;Tibia osteomyelitis

R681.2

B

10.3969/j.issn.1672-5972.2017.04.014

swgk2016-09-00205

范少地（1966-）男，碩士，主任醫(yī)師。研究方向：創(chuàng)傷骨科。

*[通訊作者]劉志恒（1984-）男，博士，主治醫(yī)師。研究方向：骨科。

2016-09-05）

解放軍第451醫(yī)院骨科，陜西西安710054