抗生素骨水泥聯合Ilizarov技術在長骨感染性骨缺損治療中的應用

張貴春，鄭潤泉，鄒林，陳晨，郝光亮，曹學成

(濟南軍區總醫院骨創傷外科，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構，但仍有感染復發的可能。抗生素骨水泥可通過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后感染性骨缺損患者21例，采用一期清創外固定、預留截骨長度、抗生素骨水泥控制感染，二期通過Ilizarov技術進行骨延長治療長骨感染性骨缺損，術后骨性結果及功能結果良好，現報告如下。

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)。微生物培養結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，以單邊或環形Ilizarov延長；d)患者對側下肢功能完好。排除標準：a)合并其他損傷，不能耐受手術者；b)骨質疏松嚴重者；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 圍手術期處理 至少停用抗生素72 h，進行創面分泌物培養，作白細胞計數(white blood cell count，WBC)、紅細胞沉降率(erythrocyte sedimentation rate，ESR)，C反應蛋白(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。除常規的X線片外，原內植物允許MRI的術前作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。術前根據臨床和影像學檢查預判病灶部位。術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，髓腔內感染則采用直徑比原髓內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。

然后安裝可延長外固定架，一般股骨干和肱骨應用Orthofix單邊外固定架，股骨遠端及脛骨多用Ilizarov環形外固定架，預留后期作延長的外固定架長度。根據術前細菌藥敏結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域周圍。>6 cm骨缺損，骨水泥制作成缺損區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。術后靜脈應用敏感抗生素，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。

1.2.3 二期治療方法 一般在清創后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。截骨位置多選擇在干骺端，松開截骨平面一側的固定螺母，在截骨部位作長2～3 cm縱切口，顯露干骺端骨質，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皮質，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。觀察若見會師區骨愈合延遲可采用加壓、牽張反復進行的“手風琴技術”促進骨愈合，連續3個月觀察無變化的及時行斷端骨皮質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[5](external fixation index，EFI)。采用伊里扎洛夫方法研究與應用學會 (association for the study and application of the method of Ilizarov，ASAMI) 評價標準[1]，分為骨性結果和功能結果的評測。骨性結果主要根據骨折愈合、感染、畸形和肢體長度差異等4項指標分為：優、良、中、差。功能結果基于參加日常活動、跛行、僵硬的關節、反射性交感神經營養不良綜合征和明顯疼痛等5項指標分為優、良、中、差、失敗。

2 結 果

微生物培養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移修復術，其中1例皮瓣創口滲液，經換藥引流2周后愈合。所有患者在第二次術中微生物培養結果為陰性。術后隨訪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，骨性結果：優13例，良6例，中2例，優良率為90.5%；功能結果：優11例，良7例，中3例，優良率為85.7%。

所有患者均達到了骨性愈合，未出現感染復發。3例脛骨出現對線不良，經調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，未更換內固定。3例脛骨會師端延遲愈合，通過斷端清創、骨皮質削切、自體髂骨植骨獲得骨性愈合。2例股骨延長病例出現釘道感染，經過口服抗生素，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固定術，術后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，分泌物培養結果為耐甲氧西林金黃色葡萄球菌。徹底清創，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，股骨遠側干骺端截骨延長。斷端會師后，患者拒絕更換為內固定。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，無感染發生。手術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 骨延長術后1個月X線片示力線良好 圖6 骨延長術后5個月X線片示斷端會師 圖7 骨延長術后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 清創的范圍和程度 清創是治療感染性骨缺損的基礎。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生的微環境抑制[7]。病灶內的炎性組織、死骨、內植物等細菌生長基質，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，清創應像切除高度惡性腫瘤，范圍更大、更徹底。術前可以通過MRI或PET/CT確定感染波及的范圍[8]。PET/CT對于內植物相關感染的評估，敏感性>95%，特異性75%～99%，但價格相對較高，我們僅用在內植物不適合做MRI的2例患者。術中應用亞甲藍染色，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例慢性骨髓炎手術切除范圍，發現廣泛切除，也就是超過正常邊緣5 mm者無一例復發。清創同時也可一期作內固定，比如更換為帶抗生素骨水泥的髓內釘。我們還是比較保守，均改為外固定，以避免清創時局部細菌侵擾。清創和截骨也分期進行，但要預留后期作延長的外固定架長度。目前已有應用的硫酸鈣骨水泥可在8～12周吸收，能避免術中二次取出骨水泥。

3.2 清創效果的判斷 除了臨床觀察，清創效果還可以從微生物培養和血清學檢查得到驗證。參考關節置換術后感染的要求，微生物培養的時間多是48 h。對于臨床高度懷疑感染而培養不出細菌的可延長培養時間達14 d[10-11]。美國骨科醫師學會循證醫學指南認為，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在術后6 h內增高，24～48 h內達到峰值，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。IL-6半衰期只有15 h，炎癥反應快，術后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。這些指標聯合應用、連續性監測對臨床的指導意義更大[13]。

3.3 抗生素骨水泥聯合Ilizarov技術的優勢 Ilizarov技術依據骨組織再生的張力-應力法則，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勢[1，6，14]。Papakostidis等[14]報道單純應用Ilizarov技術的感染復發率約5%，本研究中所有病例均未出現感染復發，這主要由于清創徹底、局部抗生素骨水泥殺滅細菌以及減少死腔有關。骨缺損病灶的血液循環差，壞死組織及內植物表面形成生物膜，抗生素很難消滅細菌。徹底清創后改善了局部環境，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。同時充填在骨折端的骨水泥可消滅清創后形成的死腔，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，血管及神經解剖相對簡單，我們選擇Ilizarov環形外固定架以提供相對穩定的力學環境[15]。骨延長常見的并發癥是釘道感染，本組只有股骨的2例發生。處理的關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，抗生素骨水泥聯合Ilizarov技術，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。