下肢创伤性骨缺损的诊治研究要点1. 临界骨缺损是指骨折不能自行愈合或仅能再生 10% 的骨缺损，一般为累及长骨直径的 2-3 倍。2.下肢创伤患者应首先进行高级生命支持，早期生命复苏措施，评估能否进行保肢治疗。3.骨折初期治疗主要为彻底冲洗、清创、有效外固定或内固定。4.骨缺损小于 4cm 可进行自体髂骨移植。缺损在 3-7cm 可实施短缩再延长手术。缺损在 2-10cm 可利用扩髓 - 灌洗 - 吸引技术进行自体骨移植或骨延长术。缺损大于 10cm 则应进行带血管自体腓骨移植。5.利用扩髓 - 灌洗 - 吸引技术可获得至少 50cm自体骨，且富含多种生长因子。6.Masquelet 术式尽管需要进行二次手术，但可在局部应用抗生素，维持断端稳定，利用生物膜防止自体骨吸收。7.骨形态蛋白可作为辅助治疗措施，其临床效果和安全性不亚于自体骨。但目前仍把无血供自体骨仍是植骨的金标准。前言高能量伤、感染、肿瘤切除、翻修手术及发育异常等均可导致骨缺损。致伤因素对局部软组织和骨折愈合均造成不良影响。骨折不愈合由多种影响因素导致，在长骨中的发生率为 2.5%。但对于存在骨缺损的患者，如未能进行恰当治疗几乎均不可避免的发生骨折不愈合。基于多项动物实验研究，将临界骨缺损定义为骨折不能自行愈合或进行 10% 再生的最小骨缺损，一般为累及长骨直径的 2-3 倍。治疗巨大骨缺损是临床难点。过去采用截肢治疗随可缩短恢复时间，但对患者身心造成巨大打击。目前，治疗重点转为保肢治疗，治疗方式包括: 骨短缩、骨搬运、带或不带血运骨移植、骨替代材料。本文综述治疗下肢创伤性骨缺损的多种治疗措施。早期治疗对于伴有骨缺损的下肢外伤患者应首先采取生命支持措施，之后再对伤肢能否保肢进行评估。确定保肢后，对局部伤口进行彻底清创冲洗，并进行骨折固定。清创后局部组织及骨缺损可能会进一步加重。治疗早期应请整形科医生会诊以确保局部足够软组织覆盖，否侧采取负压引流措施。清创后组织死腔可利用 PMMA 抗生素骨水泥填充。骨及软组织缺损严重时，多采用外支架固定临时固定。骨缺损较小且局部软组织条件好时，首选内固定。图 1. 伤口负压引流治疗 IIIB 胫骨开放性骨折骨短缩术骨短缩 / 延长术可用于治疗伴有或不伴有软组织损伤的骨缺损。该方法不但可以治疗骨缺损，同样可以弥补组织缺损、降低组织张力。对于伴有皮瓣移植禁忌症，可优选该术式。另外该术式骨折固定稳定，患者术后可早期下地负重活动。通过早期积极主动功能锻炼可缩短治疗时间，及早恢复日常活动。可以耐受的短缩程度取决于多方面因素：受累骨结构、骨受累位置、是否为单骨结构（股骨及肱骨较胫腓骨或尺桡骨耐受程度大）。由于上肢短缩对功能影响较小，因此效果较下肢好。胫骨及股骨骨缺损在 3-4cm 可使用该技术，而股骨骨缺损在 5-7cm 时亦可利用该技术。股骨缺损进行短缩术时可同时对侧进行短缩，对身材较高患者尤为适用。对于不足 3cm 骨缺损可一次短缩术。骨缺损大于 3cm 进行一次短缩术时应对血管情况进行检查。但是大于 4cm 骨缺损进行短缩术时可能导致静脉栓塞、肿胀、组织坏死及感染。此类患者可选择渐进短缩术（5mm/ 天）。图 2. 使用抗生素占位器治疗开放性骨折A 枪伤导致的胫骨粉碎性骨折B 软组织及骨缺损明显C抗生素占位器治疗骨缺损D外支架固定骨搬运Codivilla 于 1905 年成功进行了首次骨延长术；Obredanne 于 1913 首次利用外支架进行肢体延长。但直到上世纪五十年代，Ilizarov 发明了现代骨搬运技术：通过骨凿分离产生带血运骨断段，然后进行缓慢牵引。基本步骤如下：1.外支架提供稳定性、牵引延长力、角度矫正并进行骨搬运。2.皮质截骨，llizarov 认为应进行低能量皮质截骨，以保护骨膜及骨髓血运。3.后期牵引包括三个时段：潜伏期、牵引期、稳定期。潜伏期指皮质截骨至开始牵引这段时期，一般为 3-10 天。该期有利于促进骨生成能力。牵引期每天分四次调整外支架，共延长 1mm（临床研究证实该方式可促进骨形成，但每天牵引次数及牵引距离应根据骨生成和软组织反应进行具体调整）。巩固期用时最长，牵引间隙形成的骨质在该期进行桥接和皮质化。外固定指数是指每延长 1cm 所需外固定的时间，一般为 30 天。骨愈合指数是指愈合总体时间比延长长度。图 3，Llizarov 骨搬运治疗摩托车车祸后 IIIB 型胫腓骨开放性骨缺损该技术对于治疗下肢骨缺损具有多种优势。可用于矫正下肢畸形和延长肢体，且避免自体骨移植导致的供区损伤，同时可以早期负重和主动活动肢体。对于 2-10cm 巨大骨缺损同样可使用该方法。但是需要长期保留外支架，且可能导致并发症。术中可能导致神经血管损伤，但通过系统的解剖学习可以得到避免。支架相关并发症最为常见，包括针道感染、断针、关节挛缩。患者对支架的耐受同样需要考虑。利用 llizarov 技术每延长 1cm 需要大约 2 个月时间。由于治疗过程较长、较为痛苦，在术前应对患者及家属进行充分的术前教育。延长端与对合端不愈合是另一个常见并发症。促进合端愈合措施包括自体骨移植、骨端塑形和压紧、利用髓内钉双焦骨搬运、低强度超声刺激等。总的来说，利用 llizarov 支架临床效果较佳，报道称其成功率在 75%-100% 之间。但是 llizarov 系统铰链及延长机制较为复杂，需要进行不断调整。因此学习曲线较长。TaylorSpatialFrame（TSF）为多平面外六足架，具有以下优势：可靠性高、能同时矫正旋转成角及横向畸形。多项研究证明 TSF 治疗外伤性骨缺损和畸形矫正效果较好。无血供骨移植无血供骨具有成骨作用、骨传导作用、骨诱导作用，是治疗骨缺损的金标准。供区包括：髂骨翼、股骨远端、胫骨近端、腓骨、桡骨远端。最常选用髂骨翼作为供区，取骨方便。该处骨质富含成骨细胞和生长因子。但仅限于 0.5-3cm 骨缺损，取骨量过大可能导致严重并发症。供区疼痛、皮神经损伤导致的神经性疼痛发生率较高。无血供骨移植治疗大段骨缺损的机理为爬行替代，即细胞游动至组织间隙。因此无血供骨移植所需治疗时间较长，可导致骨萎缩、移植骨骨折及不愈合等。扩髓 - 灌洗 - 吸引（RIA）该装置最初用于髓内钉固定手术，可减轻髓内钉固定髓腔压力、减少热量产生等。目前该技术开始用于治疗创伤性骨缺损。利用该技术可较为方便的从股骨及胫骨髓腔内获得骨髓。研究证明该技术获得的移植物临床效果较自体髂骨移植效果佳，获得骨髓量可达 50cm3，甚至更多。通过比较 RIA 骨髓和自体髂骨骨髓，发现前者 5-7 种生长因子含量较后者更高。这些生长因子包括：成纤维细胞生长因子、血小板源性生长因子、胰岛素生长因子、BMP 和转移生长因子。McCall 报道了使用 RIA 骨移植治疗了 22 例巨大骨缺损，平均缺损为 6.6cm，85% 患者在 11 个月获得骨质愈合。但是 7/17 愈合的患者需要再次手术治疗。Stafford 利用 RI 移植物治疗 25 例骨缺损不愈合患者，平均缺损达 5.8cm。在术后 6 个月、1 年分别 70% 和 90% 取得了临床愈合。尽管 RIA 移植物临床效果较佳，其导致的供区力学改变不容忽视。对于老年患者使用时需尤为谨慎，因为皮质厚度减少和术后骨折的风险。Lowe 报道了一组因 RIA 移植导致术后骨折的病例，并对使用该技术时提出以下建议：1. 术前评估供区骨皮质厚度2. 术中扩髓注意监测3. 对于骨质疏松及骨质减少患者应避免 RIA 骨移植。另有研究人员提出股骨近端或远端偏心性扩髓可导致灾难性后果。 图 4RIA 骨移植治疗车撞伤后的 IIIB 型胫腓骨开放性骨缺损MASQUELET 技术利用膜保护和维持局部微环境的概念在上世纪六十年代首先提出. 最初使用不可吸收材料如聚四氟乙烯聚氨酯海绵。Masquelet 最先利用膜辅助的自体骨移植治疗节段性骨缺损，成功治愈了缺损最大达 25cm 且伴有严重软组织损伤的患者。该技术包含两步。首先完全祛除失活骨及软组织，然后植入 PMMA 骨水泥占位器，使用内固定或外固定进行固定。在术后 6-8 周进行下一步手术治疗，小心移除水泥占位器，避免其外围新生膜受到损伤，然后置入自体松质骨。该诱导膜具有避免移植骨吸收、维持移植骨位置及阻止软组织侵入等作用。该诱导膜为特殊组织成分，由 I 型胶原和成纤维细胞构成。其血供丰富，由骨水泥导致的微弱排异反应在两周后降低、6 个月后消失。免疫生化证明诱导膜可分泌生长因子和骨诱导因子，如血管内皮因子、TGF-1，BMP-2。BMP-2 产生的高峰在初次手术后四周。因此，存在骨移植的最佳时机。多项研究证明利用该技术取得满意的临床效果。在 2000 年，Masquelet 报道称下肢及上肢骨缺损在 4-25cm 的一组患者，经上述技术治疗后所有患者均取得骨折愈合。McCall 对 20 例上下肢骨折伴骨缺损患者使用上述技术进行治疗，使用钢板或髓内钉固定。在随访终末期约 85% 患者取得了骨折愈合。但是 7 例患者在二次手术后需要再次手术治疗。另有学者报道 12 例胫骨骨折伴骨缺损使用膜诱导技术和髓内钉固定，结果 92% 的患者取得骨折愈合。图 5Masquelet 技术治疗 IIIB 型胫腓骨开放性骨缺损血运骨移植Huntington 于 1905 年首先使用带血管蒂腓骨移植治疗大段胫骨缺损。Fredrickson 于 1972 年利用带血管狗肋骨治疗狗后腿骨缺损。另有多名学者进行了类似实验研究。目前腓骨作为最常见的带血管骨移植的供区，腓动静脉作为血管蒂，可获得约 25cm 移植骨。由于远近段需重叠 2cm，移植骨需比缺损长 4cm。腓骨近端需保留 7cm 以避免损伤腓总神经、远端需保留 5cm 以免引发踝关节异常。从生物学角度分析，带血运骨移植具有多方面优势：1. 移植骨的血运及活性得以保存2. 无需爬行替代，移植物较高的机械稳定性有利于早期融合和移植物生长。三方面因素促使带血供移植骨可在短期促进骨折愈合：1. 平均愈合时间为 3-6 个月2. 与无血供移植骨相比，较少发生骨皮质吸收和发生应力性骨折3. 带血供腓骨移植可用于治疗大于 10cm 骨缺损、无血供骨治疗失败患者、骨感染不愈合。但是，该方法具有以下缺点：供区损伤、移植物受限、手术时间延长、长期不能负重、骨生长不良及应力性骨折。由此技术导致的应力性骨折发生率在 7.7% 至 22.2%。另外，血管受到损伤，骨折愈合和血管活性监测较为困难。其它可用于带血管骨移植的地方包括髂骨翼、肩胛骨外缘及肋骨等。这些部位均为带血管骨移植理想供区，但均会导致某些并发症。带血管髂骨翼可导致肠疝、股外侧皮神经损伤等。肩胛骨外侧缘与背阔肌同时移植可同时修复骨缺损和软组织损伤，但移植骨机械强度较差。此外肋骨机械强度也较差，在负重前需要长时间生长。骨形态蛋白和局部基因疗法Urist 于 1965 年最先提出了骨诱导原则。其理论假设在于骨质中富含诱导骨生成因子，在置入非骨质区域同样可以促进骨质生成。研究人员认为这是一种蛋白质，并命名为骨形态蛋白。此后，研究人员对骨形态蛋白进行了深入研究，认为其在促进骨愈合中起重要作用。目前有将近 20 种骨形态蛋白被发现，均属于 TGF-超级家族成员。重组 DNA 技术使得 BMP 的工业化生产成为可能，目前市面上有 rhBMP-2 和 rhBMP-7 两种。有多项研究证明这些蛋白可用于治疗人体临界骨缺损。Geesink 首次证明重组 BMPs 可修复人类皮质骨缺损。重组 BMP-7 与胶原颗粒结合治愈了 5/6 患者腓骨缺损，而仅使用胶原时，只有 3/6 患者取得骨折愈合。Jones 使用