聚醚醚酮材料在顱骨缺損修補術中的應用效果研究

鐘鳴谷，古機泳，張偉明，欒中欽，彭逸龍，董家軍

顱骨缺損常見于因顱腦創傷、出血、大面積腦梗死、瘤卒中等行開顱術后的患者，該類患者常因明顯頭面部外形缺陷及其精神、心理壓力而要求行顱骨修補術。顱骨修補術作為最古老的外科手術之一，其修補材料也經歷了從自體骨、異體骨到目前多采用的各類人工材料的一系列演變過程。聚醚醚酮（poly-ether-ether-ketone，PEEK）由于彈性模量與皮質骨接近而于20世紀80年代首先用于骨科手術，之后以PEEK為材料制成的各種骨科植入物逐漸用于臨床。江門市中心醫院神經外科2016年8月—2020年6月以PEEK材料為植入物行顱骨缺損修補術患者37例并取得良好效果，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2016年8月—2020年6月江門市中心醫院神經外科收治的顱骨缺損患者37例，均具備《創傷性顱骨缺損成形術中國專家共識》［1］中的顱骨修補術手術指征，其中男26例，女11例；年齡5～58歲，平均年齡（33.4±13.6）歲；原發病：腫瘤2例，顱腦創傷35例；最后1次開顱手術距顱骨缺損修補術時間間隔0～180個月，中位時間為4個月；缺損部位：額顳頂部21例，額頂部6例，額部3例，顳頂枕2例，額顳頂枕部1例，額顳部1例，頂枕部1例，頂部1例；顱骨缺損面積6.2～143.0 cm2。排除嚴重心、肺、肝、腎臟及血液系統疾病而不能耐受手術者，術區局部頭皮菲薄、感染等明確手術禁忌證者。

1.2 術前準備 除常規術前檢查外，每例患者均行薄層CT掃描（層厚1 mm），將掃描數據拷貝至材料制造公司（本研究中PEEK骨板及鏈接片均由西安康拓醫療技術有限公司提供），利用計算機輔助設計及制造技術，結合3D打印技術，為患者制造出接近自然顱骨外形的PEEK骨板，制作周期為3～5 d。

1.3 手術 在全麻插管下完成手術，沿原切口切開皮膚、皮下直至顱骨外板，適當掀起皮瓣，找到皮膚與硬膜或腦組織間殘存的帽狀腱膜層，沿此層分離皮瓣直至缺損區邊緣，在保證皮質厚度的前提下盡量避免穿破硬膜，創面止血滿意后放置PEEK骨板，調整角度使之嵌入缺損區，必要時適當分離骨窗邊緣增生軟組織以使之完美貼合，見圖1。酌情行硬膜中心及邊緣懸吊以止血并減少無效腔。使用肽或PEEK鏈接片配合鈦釘進行固定，或單獨使用PEEK顱骨鎖固定。留置皮下引流管，將顳肌復位并固定，分層、縫合切口。

圖1 術中PEEK骨板植入情況Figure 1 Intraoperative PEEK bone plate implantation

1.4 術后處理及隨訪 術后1 d行常規顱腦CT檢查以了解手術效果。術后1～3 d根據引流液情況拔除引流管，對于腦復張欠佳者適當增加補液量，術后12～14 d拆線，記錄切口愈合分級。術后1、2周及3個月定期復查顱腦CT。記錄患者術后并發癥（包括顱內血腫、皮下積液、手術相關性感染、植入物外露、癲癇發作及異物排斥反應等）發生情況。3個月時進行隨訪，并采用原衛生部制定的患者滿意度調查表調查患者對顱骨缺損修補術的外觀滿意度，分為不好、可以、好、非常好四級。

2 結果

2.1 手術效果 所有患者術后12～14 d順利拆線，切口愈合等級Ⅰ級/甲。術后1例（占2.7%）患者出現術區硬膜外血腫，采用引流管內注入尿激酶溶解；1例（占2.7%）患者出現術區附近腦內血腫（出血量＜10 ml），保守治療2周后血腫吸收；9例（占24.3%）患者因術前腦組織塌陷明顯而出現皮下積液，其中5例積液量較多（估測積液量為45～90 ml）者采用皮下置管引流，3～11 d積液吸收完全，另4例患者單純加壓包扎后積液吸收。37例患者術后無癲癇發作、無手術相關性感染及排斥反應；隨訪3～49個月，無植入物外露情況；復查顱腦CT顯示外形兩側對稱，無金屬偽影，見圖2。

圖2 術后顱腦CT檢查結果Figure 2 Brain CT examination results after operation

2.2 患者的外觀滿意度 37例患者中33例（占89.2%）的外觀滿意度為非常好，4例（占10.8%）為好。

3 討論

顱骨缺損可由多種疾病，包括創傷、感染、贅生物及腦內和軸外病變（如腦實質內出血、硬膜下和硬膜外血腫、腦內惡性腫瘤和膿腫等）行開顱去骨瓣減壓術后的醫源性后遺癥，其引起的骨組織缺失會導致相應的功能障礙、感覺障礙和心理障礙［2］。去骨瓣減壓術后大氣壓直接作用于無顱骨支撐的頭皮軟組織，導致皮膚皮瓣下陷綜合征，引起腦皮質灌注不足及靜脈回流紊亂［3］。同時，顱骨缺損還會導致同側腦室擴張，從而干擾腦脊液循環。顱骨成形術可通過改變腦脊液循環、調整顱內腦脊液生理變化而達到改善神經系統狀態、逆轉/停止臨床癥狀惡化的目的。YANG等［3］研究報道，顱骨成形術后腦脊液流量和壓力均較術前增加。既往外科醫生對開顱手術導致的骨缺損重建不太重視，近年隨著顱骨成形術作為神經功能恢復的一種治療模式逐漸被認識，顱骨輪廓和形狀恢復已成為外科醫生優先考慮的事情之一，對其興趣也日益增加［4］。

目前，對于何種情況下患者需行顱骨成形術基本已達成共識，即顱骨缺損直徑＞3 cm，缺損部位有礙美觀，存在顱骨缺損相關的臨床癥狀及有嚴重心理負擔而影響生活、工作者。回顧歷史，有多種重建材料曾用于顱骨缺損恢復，從自體骨到眾多異體材料，包括金、銀、鈦、丙烯酸樹脂、羥磷灰石和最近常使用的PEEK，顱骨成形術的植入物材料選擇需根據患者的年齡、原發病損種類、缺損部位、缺損尺寸、患者的經濟能力及操作人員喜好等因素綜合考慮。用于顱骨成形術的材料必須在恢復顱骨表面形態的同時消除顱骨缺損，其應具有成本效益，射線可穿透且無鐵磁性，抗感染，重量輕，有生物惰性、骨誘導性和骨傳導性［5］。

上述提及的幾種材料已被用于重建，但均具有不同的優點和缺點。鑒于自體骨能夠滿足理想重建材料的許多要求，因此既往其一直被視為顱骨成形術的理想材料，但自體顱骨成形術后常見的并發癥（如骨瓣吸收）常導致二次翻修手術［5］，因此尋找理想顱骨修補材料一直是材料學的重要研究方向。鈦網是目前顱骨成形術中最常用的異體材料之一，其具有較低的感染率、良好的機械強度和低成本等優勢［6-7］。并且其可以對植入物的大小和形狀進行術中調整，并可在重建結構中嵌合骨移植物，美學效果和患者長期滿意度均較好［8］。鈦合金雖然是一種具有高生物相容性的惰性材料，但金屬特性使其仍可以傳導熱冷而使患者產生異常感覺，并在拍片時產生偽影［9］。此外，皮層軟組織的侵蝕和植入物暴露是另一種常見并發癥，有多項報道詳細介紹了顱骨成形術后鈦網的暴露情況，暴露率達14%，可能是由于大氣和顱內空間之間的壓力梯度波動所致［10-11］。而術后放療患者鈦網暴露風險可能更高［10-11］，從而限制了此種材料的應用。

PEEK作為一種半晶體線型多環芳族線性聚合物，于1998年首次用于臨床植入物［12］，早期主要集中在脊柱和髖關節置換術中，由于其在強度、耐久性、剛度和抗性的組合方面所表現的優良特性，故在臨床醫學中的用途不斷擴展。PEEK材料的優點主要是彈性和強度閾值非常接近皮質骨，使其成為重建顱骨缺損的有價值的選擇［12］。2007年SCOLOZZI等［13］首次報道了應用PEEK材料在頜面外科術中重建額眶缺損的經驗，使PEEK材料逐漸為神經外科醫生所認識。相對于鈦網材料，PEEK材料作為顱骨植入物具有以下優點：（1）采用嵌入式修補方式，使PEEK材料可以完全嵌入骨窗里面，與缺損區完全吻合，通過頭皮觸摸不到凸起；（2）通過3D建模技術可定制出任意形狀骨板，完美實現解剖學上的重建要求；（3）力學性能接近自體骨，質地堅固，無需時時擔心受力凹陷問題；（4）隔熱性好，不用怕外界冷熱溫差刺激；（5）射線透過性好，無鐵磁性，影像學檢查無偽影［14］。本研究中37例患者通過顱骨缺損修補術也證實了PEEK材料的上述優點，特別是2例腫瘤患者，其在額部眉弓、眶壁及顴凸等部位的骨缺損重建中PEEK材料顯示出鈦網所不具備的良好的嵌合性和外觀效果；隨訪3～49個月，患者的外觀滿意度均較好，未出現植入材料外露、感覺異常等情況；但本組患者早期手術時間較長，個別甚至達到255 min，分析原因主要是術中無法將植入物很好地嵌合入缺損區，之后總結經驗，特別是注意了缺損緣軟組織的徹底剝離等技術細節后手術時間明顯縮短，目前基本控制在1.5～2.0 h，與正常鈦網修補術差別不大。本組患者最常見的并發癥是皮下積液（占24.3%），其中5例通過置管引流數日后局部粘連形成未再復發。分析積液出現的原因主要為顱骨缺損區腦組織凹陷，修補后植入物與硬膜間存留較大腔隙，從而利于局部組織液滲出與積聚，處理上一方面術中采取硬膜中央懸吊、敷貼止血材料以減少無效腔、避免過度負壓引流等，另一方面術后拔管前加大補液量及低滲液輸注，同時適當延長拔管時間（一般為3 d左右）以減少積液的形成及在局部積聚。本組患者術后無癲癇、無術區感染及嚴重手術相關性出血。目前暴露的主要問題是費用昂貴，平均費用是同樣面積鈦網材料費用的5倍以上，加之部分地區醫保政策的要求，限制了PEEK材料的廣泛應用。

綜上所述，以PEEK作為顱骨缺損修補材料具有良好的生物相容性及生物力學特性，可以實現缺損區顱骨的三維解剖重建，且有效性、安全性較好。但對于有一定經濟能力或靠近顱底區域的缺損，PEEK不失為一種理想的修補材料，值得在臨床上推廣。但本研究樣本量較小，PEEK材料的安全性及可靠性尚需要大樣本量研究進一步證實。

作者貢獻：鐘鳴谷、古機泳進行文章的構思與設計；鐘鳴谷、欒中欽、董家軍進行研究的實施與可行性分析；鐘鳴谷、張偉明進行數據收集、整理、分析，結果分析與解釋；鐘鳴谷、彭逸龍撰寫論文；鐘鳴谷、董家軍進行論文的修訂；董家軍負責文章的質量控制及審校；鐘鳴谷對文章整體負責、監督管理。

本文無利益沖突。