四肢骨缺損患者治療的研究進展

劉嵬，宗雅琪

天津市寶坻區人民醫院骨科 (天津 301800)

四肢骨缺損是由骨折合并感染、嚴重創傷等因素造成的骨科疾病，可導致骨不連接或不愈合，進而加重局部骨關節功能障礙。臨床治療四肢骨缺損患者主要以骨重建、植骨為主，以修補骨組織的缺陷。傳統治療骨缺損患者的方法包括開放性植骨技術、腓骨移植技術和骨搬運技術等，但這些治療方法的治療周期長，易引起骨折不愈合并發癥，常需行二次手術治療，臨床應用存在一定局限性。近年來，單純植骨、顯微外科技術、外固定支架技術等治療方法在促進骨缺損重建和修復中發揮出各自的優勢，治療效果較為理想，但對治療適應證也有各自的限制。鑒于此，本文就近年來四肢骨缺損臨床治療方面的研究進展進行總結，旨在為臨床醫師治療四肢骨缺損患者時選擇治療方案提供參考。

1 四肢骨缺損治療材料

骨缺損治療需在骨缺損區域填充骨組織或骨替代材料，而為了彌補異體骨免疫排斥反應或自體骨資源有限的不足，各種骨替代材料應運而生。隨著生物材料與組織工程技術的發展，骨替代材料逐漸多樣化，包括陶瓷類、高分子類、金屬類、組織工程類、復合類等。其中陶瓷類骨替代材料空間結構比較穩定，且具有理想的力學性能，如羥基磷灰石、生物活性玻璃等材料，均被廣泛應用于骨移植手術中。雖然陶瓷類骨替代材料具有較高的彈性模量，但脆性較大，抗疲勞性能較差，不利于患者早期進行功能康復鍛煉。醫用高分子骨替代材料具有可塑性、可降解性和生物相容性等特點，但生物降解速率和機械強度較差，與人體骨組織不匹配；同時，該材料降解產生的代謝物會破壞局部生物環境，誘發局部炎癥，影響細胞生長。非可降解鈦合金植入材料雖可以解決高彈性模量材料遠期帶來的二次骨折問題，但產生的降解產物會破壞局部環境平衡，從而出現金屬離子緩慢溶出、植入區域組織反應重等情況。醫用金屬材料具有耐疲勞、高強度和延展性的特點，該材料結構和機械性能與人體骨骼相似，有助于骨組織向內部生長，并早日獲得穩定。復合骨替代材料綜合人工合成與天然材料的優勢，不僅能載入生長因子、抗生素、生物蛋白等，還能促進軟骨形成，預防或控制感染。目前，復合骨替代材料仍在研究實踐階段，需對材料性能、作用機制深入探索，以明確其適應證，搜集更多臨床研究數據加以佐證。

2 四肢骨缺損治療技術

骨移植技術是指臨床將骨替代材料或骨組織填充植入骨缺損區域，既有利于重建骨干完整性，又能穩定局部力度。移植骨包括異種骨或同種異體骨、自體骨，其中自體骨不會產生免疫排斥反應，骨誘導性、成骨性、骨傳導性與周圍原始骨一致，安全性較高，適用于骨缺損范圍較小的患者。對骨缺損范圍較大的患者，通常選擇異體骨移植，具有可塑性強、數量多的優勢，但易與缺損區域周圍原始骨產生免疫排斥反應，對于出現免疫排斥反應的患者，術后需長期進行免疫抑制治療。針對合并感染性骨不連的患者，通常選擇開放性植骨技術治療，對感染區病灶進行清理后，傷口敞開2周左右，再開展異體或自體松質骨移植，最后給予皮瓣移植術治療。

2.1 單純植骨技術

單純植骨術屬于傳統骨移植技術，也是臨床治療骨缺損患者的一種有效方法。早期四肢骨缺損患者會選擇皮質骨植骨手術治療。臨床實踐表明，松質骨的成骨活性既能填充缺損，又能維持肢體的結構和長度；同時，松質骨植骨具有疏松多孔的優勢，有利于誘導缺損部位新生血管的生成，使新骨再生[10]。雖然單純植骨技術治療周期漫長，但操作簡單，而且對小范圍骨缺損具有理想的修復效果。有研究表明，采用單純植骨技術治療感染性脛骨骨缺損，通過采用螺釘于缺損兩端固定股骨或腓骨，術后可獲得骨性愈合，患者對治療效果比較滿意[11]。

2.2 膜誘導成骨技術

膜誘導成骨技術是1986年由Masquelet醫師提出的。該技術適用于治療長骨缺損患者，且可獲得令人滿意的治療效果。膜誘導成骨技術主要適用于創傷性骨缺損，也可應用于大段骨缺損。采用Masquelet技術治療需要骨缺損區具備完整、良好的軟組織覆蓋條件。該技術主要分為兩個部分，第一部分是徹底清除病灶，修整缺損區骨端，同時采用外固定架固定，將聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥假體填入骨缺損區，針對合并軟組織缺損情況，可采用皮瓣覆蓋，實現結構性重塑；第二部分是4～6周后，待軟組織愈合良好，聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥假體周圍形成1～2 mm厚的誘導膜后，在保持大體完整的前提下，取出骨水泥，在缺損區域植入顆粒骨[12]。針對合并感染性骨缺損的患者，應在骨水泥中混合抗生素藥物，以達到局部抗感染的目的。有研究[13-14]表明，誘導膜內不僅含有大量的Ⅰ型膠原細胞、巨噬細胞和成纖維細胞等，還能分泌轉化生長因子、骨形態發生蛋白與血管內皮生長因子，并可表達促進骨髓間充質干細胞成骨分化的轉錄因子，有利于骨再生，避免移植骨吸收。

2.3 圓柱鈦網植骨技術

圓柱鈦網植骨技術是將有異體骨的圓柱形鈦網植入脛骨缺損處，并采用髓內釘輔助固定，以實現穩定的骨愈合。該技術使用鈦網可很好地固定移植骨，避免術后患者在進行下肢關節活動時出現移植骨磨損周圍組織的情況，有助于促進肢體活動功能恢復正常[15]。圓柱鈦網植骨技術適用于難以耐受多次手術的患者，但對缺損區域軟組織條件要求較高，在治療缺損區域較大的患者方面具有一定的局限性。

2.4 生物基因技術

生物基因技術是將有關基因通過載體導入靶細胞，以表達促進骨組織愈合相關的生長因子蛋白。有研究采用重組骨形態蛋白治療骨缺損患者，發現患者機體的骨組織明顯修復[16]。此外，骨組織工程種子細胞是由載體靶細胞和目的基因結合形成，同時配合生物支架材料，可構建人工骨組織，有利于植入骨缺損區域。骨組織工程技術還可以通過控制基因載體緩慢釋放人工骨組織，使人工骨組織分布于周圍細胞或組織中，發揮穩定持久的療效。但目前生物基因技術在骨缺損治療中的生物安全性問題仍需進一步探究。

2.5 3D打印技術

隨著醫療科技的發展，3D打印技術逐漸被應用于醫學領域中，尤其是在骨科手術方面取得了一定的進展。3D打印技術不僅能在術前設計好骨缺損植入物模型，還能檢驗設計模型外形和內部微孔結構與患者骨組織密度、結構的匹配度，確保骨替代材料能充分發揮骨修復、重建的作用，提升手術治療成功率[17]。有研究采用3D打印技術聯合骨髓間充質干細胞治療股骨大段缺損，通過術前影像學檢查結果，設計植入缺損區域的假體，并分別使用碎釘鋼板和髓內釘固定假體，幫助患者早期功能訓練，利于促進肢體關節功能的改善[18]。也有研究采用3D打印技術輔助膜誘導成骨技術治療骨缺損患者，將設計制備完成的個性化微孔鈦合金假體植入膜內，重建骨缺損，并采用髓內釘固定，如此可以依靠誘導膜的成骨活性作用及假體與骨缺損接觸面的軸向應力，激發機體自身成骨潛能，完成骨缺損重建和骨痂生長[19]。由此可見，3D打印技術在臨床治療四肢骨缺損患者中具有良好的應用前景。

2.6 牽張成骨技術

牽張成骨技術是國外骨科醫師提出的遵循張力-應力原則，一次性解決骨缺損、肢體短縮、骨不連的治療技術。通過體外調節支架環距，可促進骨重建、生長，輔以軸向加壓，可使缺損區域骨端微動，刺激骨再生[20]。該技術被廣泛應用于創傷后骨不連或骨感染、畸形矯正、骨缺損修復中。有研究指出，該技術可提高骨缺損治療有效率，術后二次骨折發生率較低[21]。牽張成骨技術治療過程主要分為3個步驟：第一，先清除病灶壞死組織或感染組織，并選擇合適范圍截骨，安裝外固定支架；第二，調整各環間距，適應缺損長度；第三，術后每日按照節律調整環距，實現缺損區域骨端緩慢牽張，以完成新骨重建，定期復查患肢X線片，以堅持力線，延長端骨礦化時間，適當調整牽張頻率和速度。

3 小結和展望

目前，臨床針對四肢骨缺損的治療以組織重建手術為主，功能與外形恢復是重建手術的核心，重建技術與材料是手術治療的關鍵。在四肢骨缺損手術治療中，既要將新材料與新技術緊密結合，確保骨替代植入物孔隙、降解性等方面滿足治療要求，又要優化手術操作，縮短患者治療康復周期，降低術后并發癥發生風險，為患者提供個性化的治療方案。