環(huán)形外固定器治療僵硬肥大型脛骨骨折不愈合

舒衡生 石博文 張克剛 陳旭 郭峰 劉亞斌 趙志明

（天津醫(yī)院創(chuàng)傷骨科，天津 300211）

脛骨骨折是最常見的長管狀骨骨折[1]。由于脛骨前內(nèi)側(cè)缺乏軟組織包裹，其發(fā)生開放性骨折的概率較高，文獻報道脛骨骨折不愈合的發(fā)生率為5%～15%[2,3]。延誤治療可能產(chǎn)生肌肉萎縮、關(guān)節(jié)僵硬、廢用性骨質(zhì)疏松而導(dǎo)致肢體功能障礙，嚴重影響患者的正常生活和工作[4]。

骨折不愈合依據(jù)是否存在感染可分為感染性和非感染性骨折不愈合。非感染性骨折不愈合依據(jù)固定物力學(xué)強度和局部生物學(xué)因素分為萎縮型、肥大型和營養(yǎng)不良型骨折不愈合[5]。肥大型骨折不愈合常繼發(fā)于固定強度的不足，但局部生物學(xué)環(huán)境良好，其影像學(xué)表現(xiàn)為骨折斷端形成類似“象足”的骨痂，但沒有連續(xù)性骨痂通過骨折斷端。其內(nèi)在的發(fā)生機制是缺乏牢固固定，導(dǎo)致骨折斷端微動過大，骨折間隙內(nèi)的纖維軟骨無法轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定性骨連接[6]。

文獻報道更換接骨板[7]、更換髓內(nèi)釘[8]和外固定[9]等方法可用于治療骨折不愈合。更換接骨板需要廣泛剝離軟組織，更換髓內(nèi)釘需要擴髓，兩者均破壞骨折斷端的血運，且多需要植骨；單邊外固定存在應(yīng)力遮擋且難以即刻矯正多平面復(fù)雜畸形。環(huán)形外固定器可以對骨折斷端進行加壓和牽張，能夠提供穩(wěn)定的軸向固定以減小剪切應(yīng)力，同時可以矯正伴發(fā)的成角畸形和肢體不等長[10]。本研究應(yīng)用環(huán)形外固定器治療21例僵硬肥大型脛骨骨折不愈合患者的臨床效果滿意，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

納入標準：①脛骨僵硬肥大型骨折不愈合（骨折斷端異常活動＜5°定義為僵硬型[11]）；②行環(huán)形外固定器治療；③隨訪12個月以上，且影像學(xué)資料完整。排除標準：①感染性骨折不愈合患者；②萎縮型和營養(yǎng)不良型骨折不愈合患者；③一般情況差，無法耐受手術(shù)者；④隨訪時間短或隨訪資料不全者。

回顧性分析2010 年1 月至2019 年12 月采用環(huán)形外固定器治療的25例脛骨僵硬肥大型骨折不愈合患者的臨床資料，根據(jù)上述納入排除標準，本研究共納入21 例，男16 例，女5 例；年齡25～64 歲，平均（43.6±10.9）歲。原始固定方式：接骨板11例，髓內(nèi)釘4例，外固定器3例，石膏夾板3例。從初次受傷或初次手術(shù)至本次手術(shù)間隔時間9～132個月，平均（20.6±7.8）個月。本次手術(shù)中使用Ilizarov外固定器12例，泰勒空間外固定器（Taylor spatial frame,TSF）9例。18例患者有不同程度的成角畸形，冠狀面成角畸形6°～35°，平均14.5°±4.9°；矢狀面成角畸形4°～31°，平均13.8°±7.1°，其余3例沒有明顯成角畸形。18例患者存在肢體不等長，雙下肢相差1.5～4.5 cm，平均（2.4±0.7）cm。

本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準通過，所有納入患者均簽署相關(guān)知情同意書。

1.2 術(shù)前檢查

拍攝站立位雙下肢全長X 線片和患側(cè)小腿全長正側(cè)位X 線片，測量骨折斷端成角畸形，通過查體明確患肢是否存在旋轉(zhuǎn)畸形。術(shù)前檢測血常規(guī)、C反應(yīng)蛋白、紅細胞沉降率，排除潛在感染。

1.3 手術(shù)方法

全身麻醉或連續(xù)硬膜外麻醉下，患肢使用止血帶，首先行腓骨截骨，沿小腿外側(cè)縱行切口約4 cm，經(jīng)腓骨肌和腓腸肌間隙進入，顯露腓骨。在腓骨畸形頂點水平完全截斷腓骨，并切除腓骨骨質(zhì)5～10 mm。若脛骨有內(nèi)固定物存留，應(yīng)盡量微創(chuàng)操作取出原內(nèi)固定物。一般情況下不特意顯露和清理原脛骨骨折端，畸形過于僵硬者，可在骨折端取1 cm 小切口，透視下用電鉆鉆頭或小刮匙清理骨折端至有新鮮出血、骨折端有活動即可。

使用Ilizarov外固定器治療的患者成角畸形≤10°，根據(jù)肢體的粗細選擇直徑合適的金屬環(huán)，確保金屬環(huán)與肢體的間隙約2 cm。將預(yù)裝好的外固定器套在小腿外，在每個環(huán)平面分別垂直骨折的近節(jié)段和遠節(jié)段交叉打入2 枚直徑2 mm 的橄欖針，拉張后連接固定在金屬環(huán)上。在靠近骨折斷端的兩個環(huán)上加固1～2 枚半針，術(shù)中即刻矯正成角畸形，并對骨折斷端進行加壓。使用TSF 治療的患者成角畸形＞10°，依據(jù)骨折線的位置將脛骨分為遠近兩個固定單元，分別垂直于骨折近節(jié)段和遠節(jié)段，在每個固定環(huán)平面交叉打入2枚橄欖針，拉張后固定在金屬環(huán)上。遠近單元固定完畢后，在鄰近骨折線的兩個金屬環(huán)之間使用6根可伸縮的連接桿連接固定，并測量裝配參數(shù)。

1.4 術(shù)后處理及隨訪計劃

術(shù)后每日清潔外固定針道。術(shù)后第1 日起主動進行膝、踝關(guān)節(jié)屈伸活動，并鼓勵患者扶雙拐下地負重行走。使用Ilizarov環(huán)形外固定器固定的患者如存在明顯患肢短縮，術(shù)后第5日起由醫(yī)護人員教患者本人自行調(diào)節(jié)外固定器上跨過骨折斷端螺桿上的螺母，進行骨折端間的逐漸牽開，牽開速度為0.5 mm/d，分2 次完成，直至獲得希望的長度后停止調(diào)節(jié)，并維持固定。無明顯雙下肢不等長者無需調(diào)整外固定器，僅維持外固定器的堅強固定即可。使用TSF 固定的患者術(shù)后第5 日起按照TSF 配套應(yīng)用軟件出具的電子處方（以脛骨畸形頂點處最大矯正速率為0.5 mm/d出具）每日分3次由醫(yī)護人員或患者自行調(diào)節(jié)TSF上的六根連接桿的長度，具體方法：1、2號桿于上午6～8 時調(diào)節(jié)，3、4 號桿于中午12～14 時調(diào)節(jié)，5、6號桿于晚上18～20時調(diào)節(jié)。

所有患者每2～3 周復(fù)查拍攝患肢正側(cè)位X 線片評估畸形矯正和骨折愈合情況，必要時拍攝站立位雙下肢全長X線片。9例使用TSF的患者中7例畸形一次性矯正到位，2 例第1 次處方完成調(diào)節(jié)后仍存在殘余畸形者經(jīng)二次出具電子處方后矯正到位。

正側(cè)位X線片均顯示骨折線模糊、有連續(xù)性骨小梁通過骨折端并且骨折端無明顯壓痛和叩擊痛時，拆除鄰近骨折端兩個金屬環(huán)之間的所有連接桿，完全負重行走原骨折端亦無疼痛后，再完整拆除環(huán)形外固定器。

1.5 評價指標

記錄環(huán)形外固定器的固定時間及并發(fā)癥情況。采用Ilizarov 技術(shù)研究與應(yīng)用學(xué)會（Association for the Study and Application of Methods of Ilizarov,ASAMI）評分評估骨與肢體功能情況。ASAMI 骨評價標準包括骨愈合程度、有無感染、成角畸形角度及下肢不等長程度4個指標，分為優(yōu)、良、可、差；ASAMI肢體功能評價標準包括日?；顒踊謴?fù)情況、疼痛程度、有無跛行、局部組織營養(yǎng)情況、膝踝關(guān)節(jié)攣縮畸形角度及膝踝關(guān)節(jié)活動度減少度數(shù)6 個指標，分為優(yōu)、良、可、差。采用疼痛視覺模擬評分量表（visual analogue scale,VAS）評估癥狀改善情況。

1.6 統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS 19.0軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析，以均數(shù)±標準差表示，術(shù)前及末次隨訪的VAS 評分比較采用配對t檢驗，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

21 例患者全部獲得隨訪，隨訪時間12～48 個月，平均（21.6±9.6）個月。術(shù)后傷口均順利愈合，無一例發(fā)生傷口感染。術(shù)后第2 日鼓勵患者扶拐下地負重鍛煉。所有患者均未行植骨術(shù)及其他手術(shù)，最終均獲得骨性愈合。外固定器平均固定時間為3.0～10.5個月，平均（4.8±1.2）個月。ASAMI 骨評分，優(yōu)18 例，良3 例，優(yōu)良率為100%；ASAMI 肢體功能評分，優(yōu)15例，良4 例，可2 例，優(yōu)良率為90.5%。VAS 評分由術(shù)前的5～9 分，平均（6.8±2.5）分降至末次隨訪的0～3分，平均（1.4±1.3）分，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（t=18.2，P＜0.05）。10 例外固定針道發(fā)生淺表感染，口服抗生素后均得到控制。典型病例詳見圖1、2。

圖1 患者，女，37歲，脛腓骨開放骨折行單臂外固定器固定術(shù)后18個月，脛骨僵硬肥大型骨折不愈合，無明顯成角畸形，行腓骨截骨、更換Ilizarov外固定器，術(shù)后4個月骨折愈合去除外固定器

3 討論

3.1 肥大型骨折不愈合的治療原則

骨折不愈合的治療是創(chuàng)傷骨科醫(yī)師面臨的一項艱巨挑戰(zhàn)，治療目的是維持骨折端的有效固定、改善局部血運、糾正成角短縮旋轉(zhuǎn)和側(cè)方移位等畸形，同時獲得良好的軟組織覆蓋，最終獲得骨折愈合及恢復(fù)肢體功能[12]。傳統(tǒng)開放手術(shù)需要廣泛剝離局部組織，刮除骨折斷端的纖維組織，打通髓腔，術(shù)中即刻矯正畸形[13]，手術(shù)創(chuàng)傷大，并進一步破壞骨折斷端的血液供應(yīng)，常需附加植骨術(shù)。肥大型骨折不愈合的特征性表現(xiàn)為固定強度不足，而生物學(xué)環(huán)境良好，骨折端有充分血運。通過環(huán)形外固定器對骨折斷端進行加壓或者牽拉，能獲得穩(wěn)定的軸向固定，并能夠同時矯正伴隨的肢體畸形。Ferreira 等[14]采用環(huán)形外固定器閉合牽拉治療44例僵硬肥大型脛骨骨折不愈合患者，最終97.8%獲得骨愈合，肢體長度差異均小于1 cm，91.3%的機械軸力線恢復(fù)正常。本研究中所有患者均未行骨折斷端廣泛切開清理及取自體松質(zhì)骨植骨，單純利用環(huán)形外固定器對骨折斷端加壓或牽張，最終均獲得骨性愈合。

圖2 患者，男，25歲，脛骨僵硬肥大型骨折不愈合，冠狀面成角35°、矢狀面成角30°，行腓骨截骨、內(nèi)固定取出、TSF外固定術(shù)，術(shù)后4.5個月骨折愈合去除外固定器

3.2 環(huán)形外固定器治療肥大型骨折不愈合的優(yōu)勢

Ilizarov 外固定器是治療伴有畸形和肢體短縮的復(fù)雜脛骨骨折不愈合的有效方法。尤其在治療肥大型骨折不愈合方面優(yōu)勢突出。一般情況下無需顯露和清理骨折斷端和植骨，避免發(fā)生傷口并發(fā)癥、深部感染和植骨供區(qū)部位的損傷，同時能夠?qū)尉徛C正，避免畸形凸側(cè)神經(jīng)、血管組織的過度牽張[14]。Kocao?lu 等[10]使用牽張成骨的方法治療16 例僵硬肥大型骨折不愈合患者，均有至少1 cm肢體短縮，3例存在單平面畸形，13例存在雙平面畸形，最終均獲得骨性愈合，恢復(fù)肢體力線。Basbozkurt 等[15]使用Ilizarov外固定器成功治療6例內(nèi)固定術(shù)后失敗的股骨干肥大型骨折不愈合患者，不取出體內(nèi)斷裂的接骨板和螺釘，單純使用Ilizarov外固定器緩慢牽拉，術(shù)后骨性愈合時間平均12.9周，肢體畸形獲得滿意矯正。

閉合牽拉骨折斷端獲得骨性愈合的機制是組織分化學(xué)說[14]。生物學(xué)（血供、激素或生長因子）和生物力學(xué)是影響骨折愈合最重要的兩個因素[16]。發(fā)生肥大型骨折不愈合的原因是生物力學(xué)固定強度不足。局部力學(xué)應(yīng)力應(yīng)變決定了組織分化，即較小應(yīng)變可能形成膜內(nèi)骨化，適當(dāng)應(yīng)變有利于軟骨化骨的形成，過大應(yīng)變則導(dǎo)致結(jié)締組織或纖維軟骨的形成[16]。有研究發(fā)現(xiàn)肥大型骨折不愈合的部位存在間充質(zhì)干細胞，可以分化為軟骨或骨細胞[17]。在穩(wěn)定的力學(xué)條件下，纖維軟骨組織可以轉(zhuǎn)化為骨組織[18]。使用環(huán)形外固定器緩慢牽拉（0.5 mm/d）僵硬的骨折不愈合部位可以提供穩(wěn)定固定而減少骨塊間應(yīng)變。Xu 等[9]使用牽拉成骨的方法治療12例內(nèi)固定失敗的肥大型骨折不愈合患者，術(shù)前均存在冠狀面和矢狀面成角畸形，同時合并不同程度的肢體不等長，均未行植骨及其他手術(shù)，最終均獲得骨性愈合。

3.3 TSF的優(yōu)勢

TSF是Ilizarov外固定器的升級版，與電腦軟件配合使用，通過6根連接桿長度的變化可以同時矯正成角、平移、旋轉(zhuǎn)、短縮畸形，而無需變換構(gòu)型。Rozbruch 等[13]使用TSF 治療38 例脛骨骨折不愈合患者，其中23例伴有骨缺損，22例伴有肢體短縮，既往平均接受過4 次手術(shù)，最終95%獲得骨性愈合；ASAMI 骨評分，優(yōu)24 例，良12 例，可2 例；ASAMI 肢體功能評分，優(yōu)20例，良14例，可2例，差2例，作者認為TSF尤其適用于僵硬肥大型骨折不愈合、感染性骨不連、骨缺損、肢體短縮及軟組織包裹差的患者的治療。本研究中12 例畸形較小的患者使用Ilizarov 外固定器，術(shù)中即刻矯正肢體畸形并對骨折斷端進行加壓固定；9例畸形較大的患者采用TSF，術(shù)中只安裝支架不即刻矯正畸形，術(shù)后調(diào)節(jié)支架緩慢矯正肢體畸形，最終肢體畸形均矯形滿意并獲得骨性愈合，整個治療過程中鼓勵患者扶拐下地負重。認為TSF 能精準矯正畸形并無需改變構(gòu)型，便于術(shù)后護理及支架調(diào)整，簡化治療過程。但21 例均實施腓骨截骨術(shù)，既有助于肢體畸形的矯形，又可以避免腓骨的應(yīng)力遮擋，與既往文獻報道一致[9,14]。

本研究尚存在不足之處，病例數(shù)較少，且為回顧性研究，尚需大樣本的研究評估環(huán)形外固定器治療僵硬肥大型脛骨骨折不愈合的長期療效。

綜上，應(yīng)用環(huán)形外固定器治療僵硬肥大型脛骨骨折不愈合安全、有效，對肢體損傷小、無需植骨，并能同時矯正肢體畸形。