可注射型人工骨與異體松質(zhì)骨治療骨質(zhì)疏松性脛骨平臺Schatzker II型骨折的植骨效果比較

張愛玲 呂輝照 趙楓 曹杰 李萍 陳少婷

老年骨質(zhì)疏松性脛骨平臺骨折多伴有關(guān)節(jié)面塌陷，臨床上主要采用異體松質(zhì)骨植骨，但異體松質(zhì)骨抗壓能力差，容易導(dǎo)致關(guān)節(jié)面塌陷，增加關(guān)節(jié)炎的風(fēng)險?？勺⑸湫腿斯す亲鳛樾碌闹补遣牧?，具有滲透性好、支撐面積均勻及抗壓能力強等優(yōu)點[1]，但用于合并骨質(zhì)疏松的脛骨平臺塌陷性骨折，植骨效果是否優(yōu)于異體松質(zhì)骨國內(nèi)外尚無相關(guān)文獻報道。我院自2015年8月至2017年3月分別應(yīng)用可注射型人工骨與異體松質(zhì)骨治療骨質(zhì)疏松性脛骨平臺 Schatzker II型骨折，現(xiàn)針對植骨效果報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

2015年8 月至2017年3月，我院骨科共收治43例骨質(zhì)疏松性脛骨平臺SchatzkerII型骨折，其中男33例，女10例；年齡51～76歲，平均63.3±5.9歲；受傷原因：摔傷37例，車禍傷5例，高處墜落傷1例；左側(cè)17例，右側(cè)26例，均為單側(cè)骨折；骨折按Schatzker分型均為II型。應(yīng)用雙能X線骨密度儀（美國Hologic公司提供）測量第2-4腰椎骨密度： T值-2.5SD至-3.3SD，平均-2.8±0.2SD。合并傷：內(nèi)側(cè)副韌帶斷裂6例，外側(cè)半月副韌帶損傷11例，股骨外髁骨折2例。按就診順序采用SPSS軟件20.0隨機數(shù)字生成器隨機分為治療組與對照組，其中治療組17例，應(yīng)用可注射型人工骨進行脛骨平臺關(guān)節(jié)面下注射植骨；對照組26例，應(yīng)用異體松質(zhì)骨關(guān)節(jié)面下填壓植骨。本研究已通過解放軍第 180醫(yī)院倫理管理委員會審核通過（批準(zhǔn)文號：PLA180L201501007），所有病人及家屬均簽署知情同意書及授權(quán)書。

1.2 納入標(biāo)準(zhǔn)與排除標(biāo)準(zhǔn)

納入標(biāo)準(zhǔn)：X、CT、MRI等影像學(xué)檢查明確診斷脛骨平臺Schatkzer II型骨折；符合WHO推薦的骨質(zhì)疏松診斷標(biāo)準(zhǔn)[2]：骨密度測量T值≤-2.5SD即可診斷為骨質(zhì)疏松；患側(cè)膝關(guān)節(jié)無骨性關(guān)節(jié)炎病史或膝骨性關(guān)節(jié)炎Kellgren-Lawrence分期為0期或I期?；紓?cè)無膝關(guān)節(jié)周圍骨折病史。排除標(biāo)準(zhǔn)：自身免疫性疾病需長期服用激素者；長期營養(yǎng)不良；有膝關(guān)節(jié)周圍骨折病史者；膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎Kellgren-Lawrence分期II期及以上者；精神神經(jīng)系統(tǒng)疾病，無法配合治療者。

1.3 手術(shù)方法

手術(shù)均由同一組人員完成。自髕骨上緣外側(cè)約2.5 cm向下作髕旁外側(cè)弧形切口，根據(jù)手術(shù)需要延長切口，逐層切開顯露骨折端，沿半月板邊緣銳性切開，從半月板下方將其抬起顯露塌陷的關(guān)節(jié)面。復(fù)位骨折端，放置脛骨平臺外側(cè)鎖定鋼板，遠端行螺釘固定。距關(guān)節(jié)面約2 cm處用骨鑿開窗，小心抬起外髁關(guān)節(jié)面達正常位置，關(guān)節(jié)面下分別采用凍干異體松質(zhì)骨（北京鑫康辰醫(yī)學(xué)科技發(fā)展有限公司提供）填壓植骨或Genex-S慢凝型可注射型人工骨（英國Biocomposites公司提供）注射植骨。鋼板近端螺釘固定。逐層縫合關(guān)閉切口，放置引流。需要注意的是，Biocomposites公司提供的可注射型人工骨操作指南建議在拉絲期進行加壓注射（調(diào)配成功后5 min左右），但對于骨質(zhì)疏松骨折，該操作應(yīng)在拉絲期前進行操作（調(diào)配成功后約2～3 min左右），以利于人工骨漿滲透擴散進骨小梁中，增加植骨的強度和面積（見圖1）。

圖1，患者，女，63歲，跌倒致右脛骨平臺骨折，Schatzker II型。雙能X線骨密度檢查：T值-2.8SD。A、B術(shù)前X線片顯示右脛骨平臺外側(cè)髁骨折，骨折類型為Schatzker II型；C CT顯示關(guān)節(jié)面塌陷；D Genex-S慢凝型可注射型人工骨加壓灌注系統(tǒng)；E可注射型人工骨植骨示意圖；F右脛骨平臺外側(cè)髁植骨術(shù)后X線片顯示植骨區(qū)密度明顯增高，T值達到0.92SD；G、H術(shù)后3個月及術(shù)后6個月X線片示顯示植骨區(qū)密度仍然較高，T值分別達到0.90SD與0.81SD；I、J術(shù)后膝關(guān)節(jié)屈伸功能正常。

1.4 術(shù)后處理

術(shù)后常規(guī)使用抗菌素預(yù)防感染。術(shù)后第2天開始進行抗骨質(zhì)疏松治療，治療方案：唑來膦酸注射液（瑞士諾華醫(yī)藥有限公司）5 mg每天靜滴一次；鈣爾奇碳酸鈣 D3咀嚼片（Wyeth惠氏制藥有限公司）600 mg口服1次/日。術(shù)后第2天逐步開始膝關(guān)節(jié)功能鍛煉，術(shù)后1周開始不負重行走，術(shù)后3個月開始部分負重行走；術(shù)后6個月完全負重行走。

所有病人均獲得隨訪，隨訪時間12～43個月，平均22.3個月。分別在術(shù)后1周內(nèi)、術(shù)后3個月、術(shù)后6個月與術(shù)后12個月各時間點進行膝關(guān)節(jié)正側(cè)位X線片及植骨區(qū)域骨密度檢查，記錄脛骨外髁關(guān)節(jié)面塌陷高度（見圖2 A）、膝關(guān)節(jié)外側(cè)間隙高度（見圖2 B）、膝關(guān)節(jié)外側(cè)間隙角（見圖2 C）、植骨區(qū)域骨密度[3]。計算術(shù)后3個月內(nèi)、術(shù)后3至6個月與術(shù)后6至12個月的脛骨外髁關(guān)節(jié)面塌陷高度差值、膝關(guān)節(jié)外側(cè)間隙高度差值及膝關(guān)節(jié)外側(cè)間隙角差值。

1.5 評價指標(biāo)

脛骨外髁關(guān)節(jié)面塌陷高度差值：在膝關(guān)節(jié)正位 X線片上，關(guān)節(jié)面最凹點至脛骨內(nèi)、外髁連線的垂直距離，即為脛骨外髁關(guān)節(jié)面塌陷高度；脛骨外髁關(guān)節(jié)面塌陷高度差值=后一個時間點的塌陷高度－前一個時間點的塌陷高度。膝關(guān)節(jié)外側(cè)間隙高度差值：在膝關(guān)節(jié)正位 X線片上，作脛骨平臺內(nèi)外側(cè)髁的連線，股骨外髁最低點至該連結(jié)的垂直距離，即為膝關(guān)節(jié)外側(cè)間隙高度；膝關(guān)節(jié)外側(cè)間隙高度差值=前一個時間點的外側(cè)間隙高度－后一個時間點的外側(cè)間隙高度。膝關(guān)節(jié)外側(cè)間隙角差值：股骨關(guān)節(jié)面切線與脛骨平臺面切線的外側(cè)夾角，即為膝關(guān)節(jié)外側(cè)間隙角；膝關(guān)節(jié)外側(cè)間隙角差值=后一個時間點的外側(cè)間隙角－前一個時間點的外側(cè)間隙角。植骨區(qū)域骨密度：應(yīng)用雙能X線骨密度儀（美國Hologic公司提供）測量植骨區(qū)域骨密度，記錄相應(yīng)的T值。術(shù)中進行外髁復(fù)位時，會以外側(cè)骨皮質(zhì)對參照進行復(fù)位，可以有效恢復(fù)外髁外緣骨質(zhì)的高度，復(fù)位丟失情況較輕。本研究主要研究的術(shù)后膝關(guān)節(jié)參數(shù)的變化，統(tǒng)計值是各參數(shù)的差值，外髁一定程度的誤差對差值的變化無明顯影響，不會對統(tǒng)計數(shù)據(jù)造成誤差。

1.6 統(tǒng)計分析

采用SPSS 20.0統(tǒng)計軟件包進行分析。計量資料數(shù)據(jù)以（±s）表示，兩組計量資料間比較采用兩獨立樣本 檢驗；計數(shù)資料采用卡方檢驗；檢驗水準(zhǔn) =0.05。

2 結(jié)果

2.1 兩組間可比性分析

兩組間的年齡、性別、骨密度 T值比較無統(tǒng)計學(xué)差異（＞0.05），具備可比性（見表1）。

表1，兩組間的可比性分析

2.2 抗骨質(zhì)疏松治療對骨密度的影響

治療組與對照組各時間點的健側(cè)脛骨平臺骨密度比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（＞0.05），提示兩組間的抗骨質(zhì)疏松治療對植骨區(qū)骨密度的影響相同，具有可比性（見表2）。

表2，兩組間的健側(cè)脛骨平臺骨密度T值比較

2.3 脛骨外髁關(guān)節(jié)面塌陷高度差值

治療組術(shù)后12個月脛骨外髁關(guān)節(jié)面總體塌陷高度小于對照組，而且各時間點的塌陷高度差值也小于對照組（見表3）。

表3，兩組間的脛骨外髁關(guān)節(jié)面塌陷情況比較

2.4 膝關(guān)節(jié)外側(cè)間隙高度差值

治療組術(shù)后12個月外側(cè)間隙總體丟失高度小于對照組，而且各時間點的膝關(guān)節(jié)外側(cè)間隙高度差值也小于對照組（見表 4）。

表4，兩組間的膝關(guān)節(jié)外側(cè)間隙高度比較

2.5 膝關(guān)節(jié)外側(cè)間隙角差值

治療組術(shù)后12個月外側(cè)間隙角總體增加角度小于對照組，而且各時間點的膝關(guān)節(jié)外側(cè)間隙高度差值也小于對照組，但術(shù)后6～12個月的膝關(guān)節(jié)外側(cè)間隙高度差值與對照組比較無差異（見表5）。

表5，兩組間的膝關(guān)節(jié)外側(cè)間隙角比較

2.6 植骨區(qū)域骨密度

治療組各時間點的植骨區(qū)域骨密度 T值均高于對照組（見表6）。

表6，兩組間的植骨區(qū)域骨密度T值比較

2.7 并發(fā)癥

治療組所有病人均未出現(xiàn)切口感染、植骨排異反應(yīng)，骨折均獲得愈合。對照組出現(xiàn)2例排異反應(yīng)，經(jīng)換藥后分別于術(shù)后2個月與術(shù)后4個月切口愈合；另1例出現(xiàn)異體骨排異反應(yīng)后繼發(fā)感染，經(jīng)清創(chuàng)取出異體骨、行自體髂骨移植后痊愈。

3 討論

3.1 骨質(zhì)疏松性脛骨平臺骨折支撐植骨的重要性

隨著中國進入老齡化社會，骨質(zhì)疏松性脛骨平臺塌陷骨折較常見，該類型骨折骨質(zhì)壓縮較多，單純依靠內(nèi)植物難以獲得有效的關(guān)節(jié)面支撐，容易出現(xiàn)植骨丟失，繼發(fā)關(guān)節(jié)內(nèi)、外翻畸形或骨性關(guān)節(jié)炎等并發(fā)癥[4]。此時，關(guān)節(jié)面的支撐植骨對穩(wěn)定關(guān)節(jié)面至關(guān)重要，Weaver等報道北美近20年的骨質(zhì)疏松性關(guān)節(jié)周圍骨折，發(fā)現(xiàn)未植骨時的關(guān)節(jié)面塌陷率是植骨的4～6倍[5]。Heiney等發(fā)現(xiàn)50歲以上絕經(jīng)后婦女脛骨平臺骨折行植骨術(shù)后關(guān)節(jié)面平均塌陷約4.2 mm，而非植骨患者平均塌陷約8.7 mm[6]。骨質(zhì)疏松時骨小梁力學(xué)強度減弱，螺釘?shù)那懈钚?yīng)增加，需要在關(guān)節(jié)面下增加支撐面積，減小局部壓強繼而減少關(guān)節(jié)面的下陷，而植骨是增加該支撐面積的有效方法[7]。

3.2 異體松質(zhì)骨植骨的優(yōu)點與不足

異體松質(zhì)骨是臨床上最常用的植骨材料，廣泛用于骨缺損的植骨，與可注射型人工骨相比，具有來源廣泛、操作簡單、性價比高及有一定的抗擠壓力學(xué)性能和骨長入生物性能等優(yōu)點。但同種異體骨的制備方法使用其存在先天的不足。目前同種異體骨的去抗原方法主要是冷凍干燥法，但冷凍脫水過程中產(chǎn)生的骨小梁微小骨折可導(dǎo)致骨生物力學(xué)特性改變，尤其使其脆性增加，抗扭和抗彎強度明顯降低[8]。所以異體骨是一種滿意的填充植骨材料，在受到外力擠壓時，骨小梁容易受到壓縮塌陷，難以達到有效的支撐。而且骨質(zhì)疏松性骨折時，骨小梁組織生物力學(xué)強度的下降，更加減弱了異體松質(zhì)骨的支撐強度。筆者在該研究中發(fā)現(xiàn)脛骨平臺Schatkzer II型骨質(zhì)疏松性骨折，采用異體松質(zhì)骨支撐植骨時12個月內(nèi)關(guān)節(jié)面塌陷達到（8.4±1.7）mm，繼發(fā)的膝關(guān)節(jié)外側(cè)間隙高度丟失（0.94±0.31）mm、外側(cè)間隙角增加（11.85±0.60）度。同時，本研究中膝關(guān)節(jié)面塌陷高度和外側(cè)間隙高度在術(shù)后3個月內(nèi)丟失最多，而且隨著骨痂的形成逐漸減少，所以筆者認(rèn)為異體松質(zhì)骨的早期支撐能力有其不足之處，其力學(xué)穩(wěn)定只有等待骨痂形成后才能獲得。

3.3 可注射型人工骨在骨質(zhì)疏松性脛骨平臺骨折中的優(yōu)勢與不足

Genex-S是一種全新的人工合成骨填充材料，相對異體松質(zhì)骨具有多項優(yōu)點。極佳的生物兼容性，安全無排異反應(yīng)[9]，筆者發(fā)現(xiàn)可注射型人工骨植骨時均未出現(xiàn)排異反應(yīng)，生物相容性良好，相反，少數(shù)的異體松質(zhì)骨仍存在一定的抗原性，在本研究中出現(xiàn)3例與排異反應(yīng)相關(guān)的切口不愈合與感染，排異反應(yīng)率約占11.5%。物理抗壓性強，注射15～20 min后可完全固化，固化后的強度為松質(zhì)骨的3倍[10]，本研究中可注射型人工骨的局部骨密度T值均在1.0SD左右，位于正常骨密度的高值，強度明顯優(yōu)于異體松質(zhì)骨。而且凝固快速，具有類似骨水泥的即時穩(wěn)定性[11]，有利于強化關(guān)節(jié)面的支撐能力，減少早期關(guān)節(jié)面塌陷。采用Zeta電位控制（ZPCTM）技術(shù)和模擬松質(zhì)骨的微孔結(jié)構(gòu)，通過激發(fā)自身細胞活性來誘導(dǎo)并增加蛋白質(zhì)和骨生長因子吸附的骨填充材料，從而加速新骨生成[12]?？勺⑸湫腿斯す枪袒俺收吵硪簯B(tài)，注射后可根據(jù)缺損部位形態(tài)任意塑形，進行骨缺損區(qū)域的完全填充植骨，克服了固體異體松質(zhì)骨植骨時存在較多植骨間隙而減弱支撐能力的缺點。同時液態(tài)的人工骨具有彌散性能，可以滲透至骨小梁間隙，固化后與骨小梁可以產(chǎn)生“交鎖機制”[13]，大大加強植骨區(qū)域與骨小梁之間的穩(wěn)定性，尤其適用于骨質(zhì)疏松骨折的植骨，這是異體松質(zhì)骨不具備的特性。

Parkkinen等[14]認(rèn)為關(guān)節(jié)面植骨術(shù)后，關(guān)節(jié)面下陷最明顯的時期在術(shù)后3個月內(nèi)，隨著骨痂生長，塌陷程度逐漸減緩。本研究中異體松質(zhì)骨植骨后3個月內(nèi)脛骨關(guān)節(jié)面下陷達到3.2 mm±1.0 mm，這與Parkkinen類似，但術(shù)后3～6個月與6～12個月內(nèi)下陷高度仍達到2.7 mm±0.9 mm和2.5 mm±1.0 mm。筆者認(rèn)為，由于異體骨尤其是異體松質(zhì)骨存在較大的骨小梁間隙，該間隙的存在減弱了異體骨的早期生物力學(xué)性能，而隨著異體松質(zhì)骨的擠壓，支撐能力逐漸增加，直至達到穩(wěn)定。雖然患者術(shù)后3個月內(nèi)未進行負重，但由于膝關(guān)節(jié)存在一定的生理外翻角，靜息狀態(tài)下脛骨平臺外側(cè)髁持續(xù)存在一定的壓應(yīng)力。術(shù)后3個月內(nèi)關(guān)節(jié)面下陷增加的原因考慮主要與異體松質(zhì)骨受到該壓應(yīng)力作用時，松質(zhì)骨骨小梁間隙逐漸受到擠壓變小有關(guān)。而術(shù)后3個月后，由于受到擠壓后的骨小梁生物力學(xué)性能提高，同時正常骨組織的逐漸長入，所以后期關(guān)節(jié)面下陷的趨勢逐漸受到控制。所以對于骨質(zhì)疏松性脛骨平臺骨折，在骨痂愈合過程中保持持續(xù)的關(guān)節(jié)面支撐能力至關(guān)重要?？勺⑸湫腿斯す堑膽?yīng)用可以較好地解決該問題，對于骨質(zhì)疏松性脛骨平臺骨折關(guān)節(jié)面支撐植骨具有明顯的優(yōu)勢?？勺⑸湫腿斯す侵补菂^(qū)骨密度T值在術(shù)后12個月內(nèi)均保持在1.0SD左右，其帶來的結(jié)果是術(shù)后3個月內(nèi)的關(guān)節(jié)面塌陷高度為僅為1.2 mm±0.5 mm，而術(shù)后3～6個月及術(shù)后6～12個月的關(guān)節(jié)面塌陷高度只有0.4 mm±0.4 mm與0.3 mm±0.3 mm，相應(yīng)的膝關(guān)節(jié)外側(cè)間隙高度差值及外側(cè)間隙角差值均優(yōu)于異體松質(zhì)骨。

但可注射型人工骨也有不足之處，其費用較昂貴，性價比差，難以廣泛應(yīng)用。而且可注射型人工骨操作對時間的要求較高，操作復(fù)雜，凝固時間對可注射型人工骨在松質(zhì)骨骨小梁間隙中的彌散影響較大，繼而影響植骨支撐效果。

3.4 治療體會

由于可注射型人工骨具有凝固窗口期，部分國外學(xué)者[15]認(rèn)為Genex-S可注射型人工骨的開始凝固時間約9 min，在拉絲期進行加壓注射時植骨效果最佳，但這些研究并未專門針對骨質(zhì)疏松人群，對于骨質(zhì)疏松骨折的最佳植骨時機尚未有文獻報道。筆者在骨質(zhì)疏松性脛骨平臺骨折的應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，可注射型人工骨在液態(tài)期的滲透能力優(yōu)于拉絲期，有利于人工骨漿擴散至骨小梁間隙中，可以明顯增加支撐植骨的強度和面積，所以筆者建議在骨質(zhì)疏松性骨折的支撐植骨中，應(yīng)在調(diào)配成功后約2～3 min時就開始加壓注射。

3.5 本研究的局限性

首先，雖然應(yīng)用可注射型人工骨的所有17例病人均未出現(xiàn)感染、排異反應(yīng)或骨不愈合等并發(fā)癥，顯示了滿意的生物相容性，但該研究中納入的病例數(shù)相對較少，可注射型人工骨作為一種人工材料，其臨床效果及并發(fā)癥尚需大樣本臨床驗證。其次，由于骨質(zhì)疏松患者脛骨關(guān)節(jié)面的沉降，大部分都存在脛骨內(nèi)側(cè)髁關(guān)節(jié)面不同程度的凹陷，即使在標(biāo)準(zhǔn)X線片上也可能會出現(xiàn)“雙凹征”。這種情況對膝關(guān)節(jié)各種測量指標(biāo)的是否存在影響或者影響的程度大小尚無文獻報道。但筆者認(rèn)為脛骨平臺關(guān)節(jié)線的標(biāo)注是以脛骨平臺內(nèi)、外側(cè)緣為參照，對膝關(guān)節(jié)外側(cè)間隙高度和外側(cè)間隙角的測量影響較小，但拍片時 X線投照角度與后傾對脛骨外髁關(guān)節(jié)面塌陷高度的測量可能存在系統(tǒng)誤差，但該誤差對本研究是否存在偏倚，尚需進一步研究。最后，可注射型人工骨在注射后可滲透至周圍骨小梁間隙內(nèi)，對局部松質(zhì)骨有一定的強化作用，理論有預(yù)防骨折再蹋陷的作用，但彈性模量的差異，是否容易造成新的骨折，尚需在遠期隨訪中觀察。

綜上所述，在骨質(zhì)疏松性脛骨平臺Schatkzer II型骨折的治療中，可注射型人工骨的植骨強度與穩(wěn)定性優(yōu)于異體松質(zhì)骨，可能是一種適用于骨質(zhì)疏松性骨折支撐植骨的良好生物填充材料。

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