新型再生醫(yī)療材料在犬骨不連治療中的應(yīng)用

宋火松，戴斌，武文鈺，徐程晨，任恒飛

(1. 瑞派寵物醫(yī)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212000；2. 楚橋生物技術(shù)(江蘇)有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212000；3. 吾奇生物醫(yī)療科技(江蘇)有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212000)

骨折是指在各種外力的作用下，骨的完整性或連續(xù)性遭到破壞，同時(shí)常伴有周圍軟組織不同程度的損傷。根據(jù)骨折發(fā)生的原因，可以分為外傷性骨折和骨代謝疾病引起骨折。根據(jù)骨折部位皮膚的完整性又可將骨折分為開放性骨折和閉合性骨折，或根據(jù)骨折的程度及形態(tài)分為不完全骨折和完全骨折等[1]。

骨折是犬的常見病，多發(fā)病。犬的骨折常發(fā)生于長骨、肋骨、髖骨、脊椎甚至頭顱等處。犬骨折的治療方法有多種，目前臨床上多采用常規(guī)的接骨板、髓內(nèi)針、鋼絲等內(nèi)固定方法，但如果方法選擇不當(dāng)或治療失誤，極易引起手術(shù)失敗，造成骨不連[2]。骨不連又稱骨折不愈合，是臨床犬骨折手術(shù)治療后的一種常見手術(shù)失敗后遺癥，其發(fā)生率約5%～10%[3-6]。骨不連發(fā)生后，很容易引起寵物殘疾等嚴(yán)重并發(fā)癥。

造成骨不連的原因比較復(fù)雜，一般認(rèn)為和以下幾個(gè)因素有關(guān)：是否有良好的血液運(yùn)輸系統(tǒng)、骨折端是否壞死或者對位不良。一般情況下，骨折端即骨不連處有活性、沒有壞死、再加上穩(wěn)定的力學(xué)環(huán)境，骨折可以自然愈合。但是沒有生物活性的骨，因無促進(jìn)骨化的生物質(zhì)，所以需要活性骨移植替代死骨或橋接缺損?，F(xiàn)階段骨不連可采用自體骨移植的方法來進(jìn)行治療，然而取骨不但會對寵物造成二次傷害，增加手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，延長手術(shù)時(shí)間，而且也會造成寵物取骨處疼痛、瘢痕形成、步態(tài)異常等并發(fā)癥[7]。

新型再生醫(yī)用材料包括寵橋?骨修復(fù)材料(塊狀)、寵橋?骨修復(fù)材料(顆粒)以及寵橋?骨修復(fù)引導(dǎo)補(bǔ)片，它們在促進(jìn)骨愈合方面有很好的效果。寵橋?骨修復(fù)材料為骨折端的修復(fù)提供穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，創(chuàng)建良好的再生微環(huán)境。該材料添加的再生因子BMP-2作為骨折修復(fù)中骨生成的啟動因子，能增強(qiáng)骨細(xì)胞的分化，有效的促進(jìn)骨折的愈合[8-9]。BMP-2是一種多功能生長因子，屬于 TGF-β 超家族，在刺激成骨分化的骨誘導(dǎo)過程中扮演著重要角色。研究表明，BMP-2 可用于各種治療性干預(yù)措施，例如骨缺損、不愈合骨折、脊柱融合、骨質(zhì)疏松癥的治療及根管手術(shù)[10]。

2020年8月至11月期間鎮(zhèn)江瑞派寵物醫(yī)院接診3例陳舊性骨折犬，手術(shù)后均出現(xiàn)了明顯的骨不連。這3例犬骨不連的病例，若不重新手術(shù)，很容易造成骨頭壞死，肌肉萎縮，面臨癱瘓甚至截肢風(fēng)險(xiǎn)。本研究利用3種新型再生醫(yī)用材料進(jìn)行治療，取得了良好的效果。

1 材料與方法

1.1 儀器設(shè)備與醫(yī)用材料

影諾威X射線機(jī)機(jī)(經(jīng)典型)為美國SUMMIT工業(yè)有限公司產(chǎn)品；吸入麻醉機(jī)為澳洲精密麻醉設(shè)備公司(AAS)產(chǎn)品；骨科電動工具為安徽佰陸小動物骨科器械有限公司產(chǎn)品；骨科內(nèi)固定器械為中新賀美天津動物骨科有限公司產(chǎn)品；接骨板為常州道格醫(yī)療科技有限公司產(chǎn)品。

新型再生醫(yī)用材料：寵橋?骨修復(fù)材料(塊狀)、寵橋?骨修復(fù)材料(顆粒)、寵橋?骨修復(fù)引導(dǎo)補(bǔ)片，均由楚橋生物技術(shù)(江蘇)有限公司提供，其中骨修復(fù)引導(dǎo)補(bǔ)片為吾奇生物醫(yī)療科技(江蘇)有限公司生產(chǎn)的膠原基質(zhì)生物膜。

1.2 術(shù)前評估

1.2.1 常規(guī)檢查

3例病例來院就診時(shí)，首先進(jìn)行了常規(guī)體格檢查，骨折基本信息見表1。

表1 病例基本信息

1.2.2 X光檢查

病例1：肱骨中斷陳舊性骨折，手術(shù)二次內(nèi)固定后再次失敗，骨折處骨質(zhì)丟失，骨密度下降，骨排列不齊，固定物松脫，遠(yuǎn)端骨折端移位，診斷為骨不連，如圖1所示。

圖1 病例1 X片 (正面、側(cè)面)

病例2：左前肢肱骨中斷骨折，進(jìn)行內(nèi)固定結(jié)合改良型外固定支架，骨折斷端術(shù)后6 周未見明顯閉合，內(nèi)側(cè)骨缺損，植入物松脫，無愈合跡象，診斷為骨不連，見圖2。

圖2 病例2 X光片(正面、側(cè)面)

病例3，左后肢脛骨中斷骨折，進(jìn)行骨板及外固定支架固定，固定松脫，失敗。骨折斷端出現(xiàn)明顯骨缺損，肥厚性骨痂，骨軸線對位不齊，骨折內(nèi)固定失敗，觀察骨折斷端4 周無骨痂橋接，診斷為骨不連，見圖3。

圖3 病例3 X光片(正面、側(cè)面)

1.3 手術(shù)方法

1.3.1 術(shù)前準(zhǔn)備

患犬術(shù)前禁食禁水12 h，并進(jìn)行術(shù)前基礎(chǔ)生理指標(biāo)檢測評估[11]。麻醉前進(jìn)行系統(tǒng)性檢查，制定專業(yè)麻醉方案術(shù)前鎮(zhèn)靜鎮(zhèn)痛，采用布托菲諾0.4 mg/kg、乙酰丙嗪0.02 mg/kg和丙泊酚3 mg/kg誘導(dǎo)麻醉，氣管插管，然后用呼吸麻醉機(jī)進(jìn)行全身麻醉[12]；備毛，消毒，覆蓋創(chuàng)巾。

1.3.2 手術(shù)

病例1：于股骨前外側(cè)切開皮膚，分離肌肉，找到骨斷端，取出固定鋼板、螺釘，清理填塞在斷端的軟組織，貫通骨髓腔。應(yīng)用兩塊ALPS鎖定鈦合金骨板，將骨折進(jìn)行固定，然后將寵橋?骨修復(fù)材料(塊狀)填充到骨頭的斷端，再用寵橋?骨修復(fù)材料(顆粒)對骨干缺損進(jìn)行填充，最后用寵橋?骨修復(fù)引導(dǎo)補(bǔ)片對斷端進(jìn)行包裹，常規(guī)閉合切口，見圖4。

圖4 病例1手術(shù)

病例2：于肱骨前外側(cè)切開皮膚，分離肌肉，找到骨斷端，取出內(nèi)側(cè)固定鋼板及鋼絲，清理斷端填充的軟組織，克氏針在骨折斷端進(jìn)行鉆孔。在肱骨內(nèi)側(cè)沖洗植入骨板，由于骨折間隙較小，所以只用寵橋?骨修復(fù)材料(顆粒)進(jìn)行填充就可以，然后用寵橋?骨修復(fù)引導(dǎo)補(bǔ)片包裹骨材料及骨折斷端，常規(guī)閉合切口，見圖5。

病例3：于脛骨內(nèi)側(cè)切開皮膚，分離肌肉，找到骨斷端，取出內(nèi)側(cè)固定植入物，清理斷端填充的軟組織，克氏針在骨折斷端進(jìn)行鉆孔。在脛骨內(nèi)側(cè)植入骨板，骨折間隙內(nèi)將寵橋?骨修復(fù)材料(塊狀)和寵橋?骨修復(fù)材料(塊狀)進(jìn)行填充，然后用寵橋?骨修復(fù)引導(dǎo)補(bǔ)片包裹骨材料及骨折斷端，常規(guī)閉合切口，見圖6。

圖6 病例3手術(shù)

2 手術(shù)結(jié)果

2.1 術(shù)后X光片

病例1：手術(shù)后，患肢可以負(fù)重行走; 術(shù)后4周拍攝X光片可見骨斷端處有大量骨痂形成，骨折線處有連續(xù)骨痂生長并橋接，骨折線消失，見圖7。

圖7 病例1術(shù)后4周拍攝X光片(正面、側(cè)面)

術(shù)后12 周拆除骨板，X光片上顯示骨折線完全消失，骨折愈合完成，見圖8。

圖8 病例1術(shù)后12周拍攝X光片(正面、側(cè)面)

病例2：手術(shù)后，患肢恢復(fù)良好，術(shù)后6 周拍攝X光片可見寵橋?骨修復(fù)材料和受體骨完全融合，骨折線處有連續(xù)骨痂生長，骨折線模糊，骨斷端長成新骨，愈合良好，見圖9。

圖9 病例2術(shù)后6周拍攝X光片(正面、側(cè)面)

術(shù)后12 周，骨折斷端骨組織填充，骨折斷端骨痂橋接，骨密度增加，骨折愈合良好，見圖10。

圖10 病例2術(shù)后12周拍攝X光片(正面、側(cè)面)

病例3： 骨折修復(fù)后第3天可負(fù)重行走，術(shù)后0、4、6、12周分別進(jìn)行X線放射學(xué)評估，4周骨缺損變小，骨間隙間骨組織連接，6 周骨折線模糊，12 周已骨折線完全消失，骨折已完成臨床愈合，見圖11。

圖11 病例3術(shù)后X光片

2.2 骨折線X光片上消失和臨床愈合時(shí)間

3個(gè)病例的X光片觀察可知，在使用了寵橋?骨修復(fù)材料進(jìn)行治療后，骨折線基本都在7周前就開始模糊了，完全愈合的時(shí)間都在12周左右。

3 討論

骨折愈合是一個(gè)既緩慢又復(fù)雜的生理過程，受很多因素的影響。目前臨床沒有治療骨不連的特效藥物，現(xiàn)階段治療骨不連的方法有生物組織工程、骨移植、更換固定架等，其中骨移植是骨不連治療中比較常用的治療方法，雖然療效顯著但也存在一定的缺點(diǎn)，如供體部位存在病變、供應(yīng)有限、取骨手術(shù)帶來的二次創(chuàng)傷與疼痛等問題，尤其是當(dāng)骨折處缺損較大時(shí)，自體骨移植就不太適用。

骨折的愈合不但需要足夠的力學(xué)支撐，良好的復(fù)位和骨折端有效固定，而且在損傷微環(huán)境中需要提供良好的血液循環(huán)及成骨和誘導(dǎo)成骨的生物活性物質(zhì)等。本文通過3例犬骨不連再修復(fù)病例可以發(fā)現(xiàn)，寵橋骨修復(fù)系列再生醫(yī)用材料在治療骨不愈合時(shí)有很明顯的治療效果，材料本身可以作為骨折缺損處的骨支架來維持骨骼的長度，引導(dǎo)骨斷端間的連接。其中添加的BMP-2成分能夠誘導(dǎo)產(chǎn)生大量的成骨細(xì)胞，成骨基質(zhì)等形成骨痂的成分，從而在骨折端逐漸形成骨痂組織、包裹并且連接骨折端，增加骨折端的生物力學(xué)強(qiáng)度[13-15]。同時(shí)BMP-2也可以誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞等向骨細(xì)胞分化，有促進(jìn)由間質(zhì)細(xì)胞分化而來的骨細(xì)胞增殖的作用，也可促進(jìn)骨折愈合過程中良好血液運(yùn)輸系統(tǒng)的建立。一般情況下由于骨折愈合中，肉芽軟組織生長速度超過骨組織，骨折斷端間的缺損很容易被肉芽軟組織填充，造成纖維軟骨的形成，從而阻礙骨性愈合，寵橋?骨修復(fù)引導(dǎo)補(bǔ)片有效避免這類情況的發(fā)生。通過將引導(dǎo)補(bǔ)片包裹骨折斷端，為骨折愈合提供良好的局部生物學(xué)環(huán)境，在堅(jiān)強(qiáng)的內(nèi)固定基礎(chǔ)上，結(jié)合再生醫(yī)學(xué)材料，能促進(jìn)骨折端的愈合，極大縮短愈合時(shí)間。

骨痂體積可以作為判斷骨折愈合程度的輔助方法之一。骨痂生成的多證明骨折愈合速度較快，骨痂生成的少證明骨折愈合的速度較慢。寵橋?骨修復(fù)系列材料應(yīng)用于骨折部位，包裹住骨折端的受傷組織有利于減小血腫擴(kuò)大,材料中添加的BMP-2可以促進(jìn)血管生成，細(xì)胞遷移及增殖，會加快纖維性骨痂中膠原纖維的生成，有利于骨愈合。治療結(jié)果顯示，這種新型再生醫(yī)用材料能夠促進(jìn)骨痂增多。一般手術(shù)8周后，在 X 光片上看不到骨痂間隙，骨痂與骨皮質(zhì)界限分不清楚時(shí)，骨折已達(dá)到骨性愈合。

綜上，本研究結(jié)果表明，寵橋?骨修復(fù)材料在整個(gè)骨折愈合的過程中，為骨折端構(gòu)建了一個(gè)再生的微環(huán)境，促進(jìn)了骨細(xì)胞的再生，促使骨折愈合過程中骨痂的形成，促使骨折愈合過程中骨礦物質(zhì)的沉積和骨折愈合后生物力學(xué)強(qiáng)度的恢復(fù)，早期使用能大大縮短骨折愈合的時(shí)間，減少骨不連的發(fā)生率。