抗生素骨水泥聯(lián)合Ilizarov技術(shù)在長骨感染性骨缺損治療中的應(yīng)用

張貴春，鄭潤泉，鄒林，陳晨，郝光亮，曹學成

(濟南軍區(qū)總醫(yī)院骨創(chuàng)傷外科，山東 濟南 250031)

高能量損傷導致的長骨開放性骨折容易出現(xiàn)骨缺損與感染并存，控制感染和修復重建肢體是要解決的主要問題[1]。Ilizarov技術(shù)通過牽拉成骨可填補病灶切除后遺留的骨缺損，重建肢體的長度和結(jié)構(gòu)，但仍有感染復發(fā)的可能?？股毓撬嗫赏ㄟ^緩慢釋放高濃度的對細菌敏感的抗生素，有效殺滅細菌，從而控制感染。另外在骨水泥周圍可形成生物誘導膜，有利于骨的再生[2]。我院自2011年6月至2017年1月收治的長骨骨折術(shù)后感染性骨缺損患者21例，采用一期清創(chuàng)外固定、預留截骨長度、抗生素骨水泥控制感染，二期通過Ilizarov技術(shù)進行骨延長治療長骨感染性骨缺損，術(shù)后骨性結(jié)果及功能結(jié)果良好，現(xiàn)報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 本組21例，男14例，女7例；年齡18～65歲，平均37歲。致傷原因：高處墜落傷7例，交通事故傷9例，重物砸傷5例。開放性損傷17例，閉合性損傷4例。其中脛骨骨缺損12例，清創(chuàng)后骨缺損范圍3.5～11.2 cm，平均7.2 cm；股骨骨缺損7例，清創(chuàng)后骨缺損范圍4.1～13.8 cm，平均8.5 cm；肱骨骨缺損2例，清創(chuàng)后骨缺損范圍分別為5 cm和7 cm，平均6 cm。從最初受傷到接受本院第一期治療平均時間間隔為21.2個月(6.5～110.7個月)。微生物培養(yǎng)結(jié)果為金黃色葡萄球菌12例，大腸埃希氏桿菌2例，銅綠假單胞菌5例，混合感染2例。

納入標準：a)患者年齡18～70歲；b)四肢長骨骨缺損長度大于4 cm，且符合感染性骨髓炎的診斷；c)抗生素骨水泥控制感染，以單邊或環(huán)形Ilizarov延長；d)患者對側(cè)下肢功能完好。排除標準：a)合并其他損傷，不能耐受手術(shù)者；b)骨質(zhì)疏松嚴重者；c)患肢血管變異；d)截肢者；e)失訪患者。

1.2 治療方法

1.2.1 圍手術(shù)期處理 至少停用抗生素72 h，進行創(chuàng)面分泌物培養(yǎng)，作白細胞計數(shù)(white blood cell count，WBC)、紅細胞沉降率(erythrocyte sedimentation rate，ESR)，C反應(yīng)蛋白(C-Reactive protein，CRP)、降鈣素原(procalcitonin，PCT)、白細胞介素6(interleukin 6，IL-6)等血清學檢查。除常規(guī)的X線片外，原內(nèi)植物允許MRI的術(shù)前作MRI檢查(13例)，感染范圍難判斷的作PET/CT(2例)。

1.2.2 一期治療方法 徹底清創(chuàng)。術(shù)前根據(jù)臨床和影像學檢查預判病灶部位。術(shù)中以硬膜外導管置入竇道，亞甲藍緩慢推入。所有染色軟組織都要清除，髓腔內(nèi)感染則采用直徑比原髓內(nèi)釘稍大擴髓器手動擴髓。大量(≥80 mL/cm2，3 000～6 000 mL)無菌生理鹽水、雙氧水、0.1%碘伏以脈壓沖洗槍反復沖洗。留取組織作微生物培養(yǎng)。

然后安裝可延長外固定架，一般股骨干和肱骨應(yīng)用Orthofix單邊外固定架，股骨遠端及脛骨多用Ilizarov環(huán)形外固定架，預留后期作延長的外固定架長度。根據(jù)術(shù)前細菌藥敏結(jié)果配制敏感抗生素濃度為15%的聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate，PMMA)。臨床上大多數(shù)球菌如金黃色葡萄球菌大多選用萬古霉素，而桿菌如銅綠假單孢大多選用亞胺培南。對<6 cm骨缺損，若骨斷端清創(chuàng)滲血良好，則一期短縮閉合骨折端，加壓固定，骨水泥制作成珠鏈放置在被亞甲藍染色的感染區(qū)域周圍。>6 cm骨缺損，骨水泥制作成缺損區(qū)骨形狀填充塑性后取出，降溫后再填入，避免散熱的骨水泥對周圍組織造成損傷[3]。

軟組織缺損小的可一期轉(zhuǎn)移皮瓣覆蓋。若軟組織缺損和骨缺損在同一部位，并且軟組織缺損長度小于骨缺損長度，同時行骨和軟組織延長消滅缺損。術(shù)后靜脈應(yīng)用敏感抗生素，復查PCT、IL-6指標下降至正常，CPR逐漸下降，改為口服敏感抗生素共6周，葡萄球菌感染同時口服利福平12周[4]，必要時可再次清創(chuàng)。

1.2.3 二期治療方法 一般在清創(chuàng)后6～8周臨床及血清學檢查無感染征象時行延長。取出骨水泥，避免損傷水泥周圍的骨誘導膜，再次作微生物學培養(yǎng)。截骨位置多選擇在干骺端，松開截骨平面一側(cè)的固定螺母，在截骨部位作長2～3 cm縱切口，顯露干骺端骨質(zhì)，用直徑2.0 mm低速鉆，以冰鹽水降溫在截骨平面鉆多個骨孔至對側(cè)皮質(zhì)，薄骨刀貫穿骨孔截骨，再次安裝固定螺母，加壓固定截骨端，縫合骨膜。

術(shù)后7～10 d開始延長，平均每天延長1 mm(每天4次，每次0.25 mm)，每2周復查X線片，及時矯正偏移和延長速度。斷端會師后，每天延長0.25 mm持續(xù)3周，以確保斷端加壓。此后每月復查X線片。觀察若見會師區(qū)骨愈合延遲可采用加壓、牽張反復進行的“手風琴技術(shù)”促進骨愈合，連續(xù)3個月觀察無變化的及時行斷端骨皮質(zhì)削切并取自體髂骨植骨。

1.3 療效評價 所有患者計算外固定架指數(shù)[5](external fixation index，EFI)。采用伊里扎洛夫方法研究與應(yīng)用學會 (association for the study and application of the method of Ilizarov，ASAMI) 評價標準[1]，分為骨性結(jié)果和功能結(jié)果的評測。骨性結(jié)果主要根據(jù)骨折愈合、感染、畸形和肢體長度差異等4項指標分為：優(yōu)、良、中、差。功能結(jié)果基于參加日?；顒印Ⅴ诵?、僵硬的關(guān)節(jié)、反射性交感神經(jīng)營養(yǎng)不良綜合征和明顯疼痛等5項指標分為優(yōu)、良、中、差、失敗。

2 結(jié) 果

微生物培養(yǎng)顯示金黃色葡萄球菌為最常見的致病菌。3例患者在第一階段行皮瓣轉(zhuǎn)移修復術(shù)，其中1例皮瓣創(chuàng)口滲液，經(jīng)換藥引流2周后愈合。所有患者在第二次術(shù)中微生物培養(yǎng)結(jié)果為陰性。術(shù)后隨訪12～24個月，平均18.5個月。外固定架固定時間9～21個月，平均17.2個月。采用EFI和ASAMI評價標準進行評價。EFI平均為2.38個月/cm。采用ASAMI評價標準評價，骨性結(jié)果：優(yōu)13例，良6例，中2例，優(yōu)良率為90.5%；功能結(jié)果：優(yōu)11例，良7例，中3例，優(yōu)良率為85.7%。

所有患者均達到了骨性愈合，未出現(xiàn)感染復發(fā)。3例脛骨出現(xiàn)對線不良，經(jīng)調(diào)整不同牽引針延長速度后力線恢復。11例脛骨病例斷端會師后，為減少環(huán)形外固定架帶來的不便，改為更為輕便的外固定架或外置鋼板固定至骨重建完成。9例股骨和肱骨的單邊固定架患者，固定釘分次拆除，未更換內(nèi)固定。3例脛骨會師端延遲愈合，通過斷端清創(chuàng)、骨皮質(zhì)削切、自體髂骨植骨獲得骨性愈合。2例股骨延長病例出現(xiàn)釘?shù)栏腥?，?jīng)過口服抗生素，局部換藥，改變敷料包扎方法后痊愈。

典型病例為28歲男性患者，16個月前因股骨干開放性骨折行切開復位內(nèi)固定術(shù)，術(shù)后1個月感染竇道形成，8個月前取出鋼板以外固定架固定，竇道仍不愈合。入院后MRI檢查確定感染范圍，分泌物培養(yǎng)結(jié)果為耐甲氧西林金黃色葡萄球菌。徹底清創(chuàng)，去除感染骨段，制作萬古霉素骨水泥塊及珠鏈填充骨缺損及軟組織處，安裝可延長外固定架。3個月后取出骨水泥塊，股骨遠側(cè)干骺端截骨延長。斷端會師后，患者拒絕更換為內(nèi)固定。骨延長14個月后分多次去除外固定釘以利于骨重建。骨缺損及截骨延長部分骨小梁重建良好，骨延長后24個月去除全部外固定架，無感染發(fā)生。手術(shù)前后影像學資料見圖1～7。

圖1 入院時大體照可見股部竇道 圖2 入院時X線片示有大量炎性骨痂 圖3 入院時MRI示股骨干中上段骨感染 圖4 術(shù)后X線片示斷端填充抗生素骨水泥塊及珠鏈并安裝外固定架

圖5 骨延長術(shù)后1個月X線片示力線良好 圖6 骨延長術(shù)后5個月X線片示斷端會師 圖7 骨延長術(shù)后24個月去除外固定架后X線片示骨缺損及截骨處骨性愈合

3 討 論

3.1 清創(chuàng)的范圍和程度 清創(chuàng)是治療感染性骨缺損的基礎(chǔ)。Ilizarov認為治療感染性骨缺損，不需要清除病灶[6]。但是如果病灶不清除，骨的生長容易被感染產(chǎn)生的微環(huán)境抑制[7]。病灶內(nèi)的炎性組織、死骨、內(nèi)植物等細菌生長基質(zhì)，很難被宿主免疫機制消滅，故目前多主張清理病灶。

感染性骨缺損的清創(chuàng)原則上要等同于低度惡性腫瘤的處理，對于全身情況較差的比如糖尿病患者，清創(chuàng)應(yīng)像切除高度惡性腫瘤，范圍更大、更徹底。術(shù)前可以通過MRI或PET/CT確定感染波及的范圍[8]。PET/CT對于內(nèi)植物相關(guān)感染的評估，敏感性>95%，特異性75%～99%，但價格相對較高，我們僅用在內(nèi)植物不適合做MRI的2例患者。術(shù)中應(yīng)用亞甲藍染色，所有染色的軟組織都要徹底清除，使邊界到達有活力的組織。文獻上把骨組織清創(chuàng)描述成“紅辣椒征”，也就是斷面有新鮮的滲血。Simpson等[9]評估50例慢性骨髓炎手術(shù)切除范圍，發(fā)現(xiàn)廣泛切除，也就是超過正常邊緣5 mm者無一例復發(fā)。清創(chuàng)同時也可一期作內(nèi)固定，比如更換為帶抗生素骨水泥的髓內(nèi)釘。我們還是比較保守，均改為外固定，以避免清創(chuàng)時局部細菌侵擾。清創(chuàng)和截骨也分期進行，但要預留后期作延長的外固定架長度。目前已有應(yīng)用的硫酸鈣骨水泥可在8～12周吸收，能避免術(shù)中二次取出骨水泥。

3.2 清創(chuàng)效果的判斷 除了臨床觀察，清創(chuàng)效果還可以從微生物培養(yǎng)和血清學檢查得到驗證。參考關(guān)節(jié)置換術(shù)后感染的要求，微生物培養(yǎng)的時間多是48 h。對于臨床高度懷疑感染而培養(yǎng)不出細菌的可延長培養(yǎng)時間達14 d[10-11]。美國骨科醫(yī)師學會循證醫(yī)學指南認為，診斷感染金標準是病理檢查，每個高倍視野下>5個多形核白細胞可診斷為感染[12]，我們尚未做微生物培養(yǎng)和病理檢查的對比研究。

WBC和ESR單項檢查對感染的診斷意義差。CPR、PCT、IL-6診斷感染的敏感性和特異性相對較高。CPR在術(shù)后6 h內(nèi)增高，24～48 h內(nèi)達到峰值，2周左右后恢復正常。PCT在細菌感染后3 h即可測得，6～12 h達到高峰，而且只在真正的細菌感染時才升高，并且與感染程度呈正相關(guān)。IL-6半衰期只有15 h，炎癥反應(yīng)快，術(shù)后48～72 h恢復正常。研究表明，陽性檢驗指標的項目越多，越能精確地預測是否存在感染，但陰性并不能排除感染。這些指標聯(lián)合應(yīng)用、連續(xù)性監(jiān)測對臨床的指導意義更大[13]。

3.3 抗生素骨水泥聯(lián)合Ilizarov技術(shù)的優(yōu)勢 Ilizarov技術(shù)依據(jù)骨組織再生的張力-應(yīng)力法則，通過外固定裝置的牽張力作用，刺激骨再生和活躍生長，完成骨再生和重建，特別是同時合并軟組織缺損時有很大優(yōu)勢[1，6，14]。Papakostidis等[14]報道單純應(yīng)用Ilizarov技術(shù)的感染復發(fā)率約5%，本研究中所有病例均未出現(xiàn)感染復發(fā)，這主要由于清創(chuàng)徹底、局部抗生素骨水泥殺滅細菌以及減少死腔有關(guān)。骨缺損病灶的血液循環(huán)差，壞死組織及內(nèi)植物表面形成生物膜，抗生素很難消滅細菌。徹底清創(chuàng)后改善了局部環(huán)境，再植入含敏感抗生素的骨水泥，在局部形成持久的高濃度抗生素，有效的殺滅致病菌，抑制生物膜的再形成，為后期骨的重建奠定基礎(chǔ)。同時充填在骨折端的骨水泥可消滅清創(chuàng)后形成的死腔，進一步減少感染的誘因。另外骨水泥在一定程度上起到了支撐穩(wěn)定作用，在其周圍形成的骨誘導膜可形成一個相對封閉的空間，骨誘導因子得以募集保留，維持骨缺損區(qū)豐富的血管化[2]。

股骨軟組織覆蓋豐富，我們選擇Orthofix重建外固定架，能夠減輕牽引針引起的疼痛。脛骨軟組織相對較少，血管及神經(jīng)解剖相對簡單，我們選擇Ilizarov環(huán)形外固定架以提供相對穩(wěn)定的力學環(huán)境[15]。骨延長常見的并發(fā)癥是釘?shù)栏腥荆窘M只有股骨的2例發(fā)生。處理的關(guān)鍵點是以酒精紗布或無菌紗布緊密填塞皮膚與外固定架間的空隙，減少活動時釘與軟組織切割。

綜上所述，抗生素骨水泥聯(lián)合Ilizarov技術(shù)，可有效控制感染，糾正患肢畸形，重建肢體的功能，是治療長骨感染性骨缺損的有效方法。