骨整合假肢的現(xiàn)狀與展望△

張仲凱，史俊，張偉

（山東第一醫(yī)科大學(xué)附屬省立醫(yī)院骨科，山東濟(jì)南 250021）

根據(jù)第六次全國(guó)人口普查我國(guó)總?cè)丝跀?shù)，及第二次全國(guó)殘疾人抽樣調(diào)查我國(guó)殘疾人占全國(guó)總?cè)丝诘谋壤透黝悮埣踩苏細(xì)埣踩丝側(cè)藬?shù)的比例，推算我國(guó)殘疾人總?cè)藬?shù)8 502 萬(wàn)人，肢體殘疾在其中約占2 472萬(wàn)人［1］。近5年來，因?yàn)榧膊?、交通事故、工傷、自然?zāi)害等因素的影響，大腿截肢人數(shù)逐年增加，極大地增加了社會(huì)的負(fù)擔(dān)。下肢截肢對(duì)患者的運(yùn)動(dòng)功能和生活質(zhì)量有著重要影響。由于假肢是要穿戴在人身上的輔助裝置，需要嚴(yán)格適應(yīng)患者的生理及心理需求［2，3］，目前臨床常用的假肢為懸掛式假肢，此類假肢力學(xué)傳遞方式不合理，接受腔和殘肢之間通氣性差，往往出現(xiàn)殘端摩擦，感染等一系列皮膚問題［4］。

骨整合假肢是指一端固定于患者殘端骨骼中，另一端經(jīng)過皮膚與體外假肢相連接［5］。1990年5月15日，瑞典一位創(chuàng)傷后股骨截肢的患者在首次運(yùn)用鈦種植假肢［6］，在之后的30年中，骨整合假肢技術(shù)發(fā)展迅速。相對(duì)于傳統(tǒng)式假肢，骨整合假肢具有相對(duì)的優(yōu)勢(shì)［7］。因此，骨整合假肢為截肢患者的治療提供了新的切入點(diǎn)。

本綜述描述了近年來骨整合假肢的相關(guān)研究進(jìn)展，重點(diǎn)描述了骨整合假肢各種類型與優(yōu)缺點(diǎn)，以及骨整合假肢的未來發(fā)展方向，為進(jìn)一步對(duì)骨整合假肢的研究提供方便。

1 目前骨整合假肢的類型與特點(diǎn)

骨整合是由Branemark 等［6］提出的概念，骨整合指具有活性的骨骼組織與置入物之間產(chǎn)生的持久性的骨性接觸，骨整合一般要求皮質(zhì)骨與置入物的接觸面積＞90%，松質(zhì)骨＞50%，骨整合假肢技術(shù)也基于此概念發(fā)展而來。骨整合假肢主要包括3 個(gè)部分：（1）置入人體骨骼內(nèi)的骨內(nèi)置入體；（2）外假肢；（3）連接骨內(nèi)置入體與外假肢的經(jīng)皮器件［8］。骨整合假肢經(jīng)過30 余年的發(fā)展，目前有各種各樣的假肢類型，不同的假肢區(qū)別主要在于假體材料、置入方式、手術(shù)方法等等。骨整合假肢目前主要應(yīng)用于下肢股骨截肢患者，也有少量上肢骨、手指、脛骨置入的病例［9］。截肢康復(fù)的骨整合假肢（osseointegrated prostheses for the rehabilitation of amputees,OPRA）是在1990年由Branemark 等［6］首次置入在患者中的骨整合假肢。OPRA 是通過在截肢骨端置入螺紋器件，當(dāng)該螺紋器件與周圍骨組織達(dá)到骨整合的要求后，二期手術(shù)將空心鈦合金置入物一端旋入螺紋器件，另一端連接體外假肢。OPRA 一期手術(shù)后一般需要6 個(gè)月達(dá)到骨整合要求，二期手術(shù)要等經(jīng)皮器件與周圍軟組織愈合后再連接外假肢。從一期手術(shù)到能夠使用外假肢平均需要18 個(gè)月左右［10］。一體式骨整合假肢（integral leg prosthesis,ILP）表面布滿1.5 mm 左右髓內(nèi)釘樣特殊結(jié)構(gòu)，可以刺激骨骼與體內(nèi)假肢結(jié)合生長(zhǎng)，其置入方式類似于髖關(guān)節(jié)置換，體外假肢通過螺紋器件與一體式骨整合假肢相連接［11］。一體式骨整合假肢也需要二期手術(shù)才能完成骨整合假肢（osseointegrated prosthetic limb,OPL）是由Al Muderis 借鑒一體式骨整合假肢的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)一步設(shè)計(jì)而來，OPL 置入物內(nèi)部表面具有特殊等離子涂層，可以促進(jìn)骨骼的生長(zhǎng)與整合，外部特殊的陶瓷材料可以減少軟組織的病理性反應(yīng)［8］。相對(duì)于OPRA 及一體式骨整合假肢，OPL 僅需要一期手術(shù)就可完成，減少了患者兩期手術(shù)的不便［8］。鎖定式假肢（compress device）最初用于四肢長(zhǎng)骨骨腫瘤患者的保肢手術(shù)，但現(xiàn)在逐漸升級(jí)為骨整合假肢的一種。鎖定式假肢的特點(diǎn)是通過鎖定螺釘將假肢與殘留骨固定，其固定方式更為牢固［12］。除此之外，還有一些能夠預(yù)防截骨殘端皮膚感染的骨整合假體目前還在臨床實(shí)驗(yàn)階段，如骨內(nèi)經(jīng)皮骨整合假肢（intraosseous transcutaneous amputation prosthesis,ITAP）［13］與經(jīng)皮骨整合假肢（percutaneous osseointegrated prosthesis,POP）［14］。

2 臨床骨整合假肢的禁忌證、適應(yīng)證及預(yù)后

目前針對(duì)骨整合假肢的預(yù)后研究只有短期或者中期的隨訪研究，骨整合假肢手術(shù)也主要針對(duì)一些健康的年輕患者。骨整合假肢的主要適應(yīng)證是針對(duì)不能耐受傳統(tǒng)型假肢感染或摩擦等等風(fēng)險(xiǎn)，或者對(duì)傳統(tǒng)型假肢無法適應(yīng)的患者。大部分患者在選擇骨整合假肢時(shí)都具有使用傳統(tǒng)假肢的經(jīng)驗(yàn)［4］。不同類型骨整合假肢對(duì)適應(yīng)證的要求也有所不同，如OPRA 骨整合假肢要求截肢端骨骼長(zhǎng)度＞12 cm 等［15］。

骨整合假肢的禁忌證目前主要包括外周血管疾病、糖尿病，接受放療、化療及免疫抑制劑治療的患者，高齡（＞70 歲）等［4］?；颊哂羞^截肢端感染、骨髓炎或深部軟組織感染等病史也不推薦進(jìn)行骨整合假肢手術(shù)，部分精神疾病也是骨整合假體的相對(duì)或絕對(duì)禁忌證［6］。目前對(duì)于骨整合假肢的適應(yīng)證尚未達(dá)成共識(shí)。隨著骨整合假肢的技術(shù)發(fā)展，骨整合假肢的適應(yīng)證將會(huì)逐漸擴(kuò)大，一些禁忌證也會(huì)被逐漸推翻。Atallah 等［16］研究發(fā)現(xiàn)骨整合假肢目前可適用于部分外周血管疾病患者，老年截肢患者也被證明可以使用骨整合假肢［17］。

相對(duì)于傳統(tǒng)的懸掛式假肢，骨整合假肢有著多方面的優(yōu)勢(shì)，在6 min 步行測(cè)試，限時(shí)走測(cè)試中，骨整合假肢的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)都明顯優(yōu)于傳統(tǒng)懸掛式假肢，其運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)更加接近正常人［18］。不僅運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)，在日常站立及坐姿的舒適度也有顯著的提高［19］?；颊邞?yīng)用了骨整合假肢會(huì)感覺假肢成為自身的一部分，而這種感覺是傳統(tǒng)式假肢無法做到的［20］。

骨感知是指機(jī)械刺激經(jīng)過骨骼周圍軟組織的機(jī)械感受器，通過中樞神經(jīng)傳導(dǎo)后對(duì)自身提供機(jī)械感覺信息。骨感知已在種植牙領(lǐng)域被廣泛研究，盡管四肢骨骨感知相關(guān)研究目前較少，但已有文章表明骨整合假肢對(duì)于震動(dòng)覺的感知明顯優(yōu)于傳統(tǒng)假肢［21］。研究表明骨整合假肢的骨感知可能來自于新整合骨的神經(jīng)支配［24］。

骨整合假肢也存在其相應(yīng)的弊端。骨整合假肢相對(duì)傳統(tǒng)假肢有較多的禁忌證及較長(zhǎng)的安裝時(shí)間。假肢周圍骨折是骨整合假肢的潛在危險(xiǎn)因素，假肢周圍骨折往往需要再次手術(shù)重新固定假肢，嚴(yán)重的假肢周圍骨折甚至需要再次從近端截骨安裝［4］。因?yàn)槟壳敖?jīng)皮密封的技術(shù)限制，假肢周圍感染仍然是骨整合假肢需要解決的困難問題。大部分患者表現(xiàn)為淺表的皮膚軟組織感染，其中超過半數(shù)的患者經(jīng)過抗生素治療后都能獲得明顯的緩解。大約5%的患者因?yàn)榧僦車腥拘枰俅芜M(jìn)行手術(shù)治療［5］。假肢周圍軟組織感染隨著材料及臨床經(jīng)驗(yàn)的進(jìn)步逐漸減少。由于骨整合假肢特殊的置入方式，骨髓炎也是其潛在的并發(fā)癥［23］。成功的骨整合假肢往往需要多學(xué)科專家及患者的共同努力，完善的康復(fù)計(jì)劃及感染檢測(cè)等都是影響骨整合假肢預(yù)后的關(guān)鍵因素。

3 骨整合假肢的發(fā)展前景

隨著近30年骨整合假肢的發(fā)展，骨整合假肢的優(yōu)勢(shì)逐漸體現(xiàn)的同時(shí)也獲得了越來越高的接受度。骨整合假肢也為截肢患者提供了一個(gè)更好的選擇。隨著骨整合假肢材料的不斷更新，骨整合置入物與周圍骨組織的整合力也不斷提高［24］。除了材料學(xué)的進(jìn)步，通過注射促進(jìn)骨修復(fù)的細(xì)胞因子或細(xì)胞移植等方法也被證明可以進(jìn)一步促進(jìn)置入物與截骨端的骨整合［25］。骨整合假肢目前不僅通過骨骼的整合，截肢端的周圍傳入神經(jīng)及傳出神經(jīng)也可做到于假肢整合，不僅使得患者可以更加直接的控制假肢，也為日后假肢的感覺功能提供了可能［26］。具有完善的神經(jīng)肌肉系統(tǒng)、甚至皮膚功能假肢也是未來重要的研究方向［27］。

由于患者骨整合假肢的固定物會(huì)穿經(jīng)皮膚，會(huì)造成皮膚感染及破潰等其他相關(guān)并發(fā)癥，固定物于皮膚之間的整合也是骨整合假肢的一個(gè)難點(diǎn)。隨著生物材料學(xué)的進(jìn)步，經(jīng)皮生物密封技術(shù)會(huì)得到高速的發(fā)展，骨整合假肢軟組織感染、撕裂等并發(fā)癥的發(fā)生率會(huì)大大降低。骨整合假肢的經(jīng)皮連接處可置入上皮細(xì)胞，口腔角化細(xì)胞等通過纖連蛋白等多臺(tái)促進(jìn)于皮膚的整合［28，29］。特殊的細(xì)胞外基質(zhì)多肽也可直接附著在骨整合假肢連接處的材料中促進(jìn)皮膚組織的貼附連接處的材料也可以多孔且經(jīng)過特殊處理，可以促進(jìn)皮膚組織的黏附及減少運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)皮膚的牽拉［30］。近期研究表明對(duì)骨整合假肢置入器件進(jìn)行電刺激可以抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)，內(nèi)置的傳感器也可以通過測(cè)量局部pH 值的變化監(jiān)測(cè)置入物感染情況［31］。骨整合假肢髓腔內(nèi)遠(yuǎn)端往往承受最大的壓力，髓內(nèi)置入物被破壞往往需要較大的手術(shù)修復(fù)，骨整合假肢的力學(xué)相關(guān)并發(fā)癥于活動(dòng)量成明顯的正相關(guān)性。有研究對(duì)111 名OPRA 置入假體患者進(jìn)行6年隨訪，55%的患者出現(xiàn)了力學(xué)相關(guān)并發(fā)癥［33］。對(duì)39 名置入ILP 的患者5年隨訪中出現(xiàn)2 例髓內(nèi)置入物斷裂的情況［32］。除對(duì)于感染情況的監(jiān)視外，部分學(xué)者在骨整合假肢中應(yīng)用壓力感受器，不僅可以通過監(jiān)測(cè)假肢承受的力量指導(dǎo)患者康復(fù)或功能訓(xùn)練，也可預(yù)防假肢承受過多的負(fù)荷［34］。信息化骨整合假肢不僅有助于減少并發(fā)癥的發(fā)生，也可對(duì)假肢進(jìn)行信息化的管理。

盡管近30年骨整合假肢技術(shù)已經(jīng)被廣泛研究，骨整合假肢仍處于起步階段，骨整合假肢的長(zhǎng)期研究報(bào)道很少。世界各地的骨整合假肢研究相對(duì)獨(dú)立，各種不同的置入物，手術(shù)策略及康復(fù)方案需要整合研究，方便檢測(cè)其功能與并發(fā)癥。骨整合假肢的價(jià)格也是限制其廣泛普及的重要因素，隨著骨整合假肢的發(fā)展，若其能夠進(jìn)入醫(yī)保目錄或降低其生產(chǎn)成本，假肢的發(fā)展也需要民政部，勞動(dòng)和社會(huì)保障部等多個(gè)部門以及整個(gè)社會(huì)的相互協(xié)作［35］，從心理和生理共同建設(shè)下推動(dòng)假肢的接受度。相信會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)骨整合假肢的推廣［36］。