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感染性骨不连的临床治疗进展

2018-03-03刁开彩

微创医学 2018年4期
关键词:植骨自体感染性

王 斌 刁开彩

(广西中医药大学第一附属医院,南宁市 530023)

【提要】 感染性骨不连的治疗是骨科棘手的难题之一,目前治疗方法很多,尚无统一的手术治疗方法。每种技术各有优缺点,但不管是何种治疗手段都是围绕着如何控制骨感染及治疗骨缺损骨不连的问题。随着治疗技术的不断发展,特别是多种方法的联合应用,给感染性骨不连治疗带来了新的观点及视野。

感染性骨不连是骨科最难治疗的疾病之一,是指骨折愈合过程失败并且骨折部位伴有至少6~8个月的持续感染,多数是由严重开放性骨折创伤引起,而感染是骨不连的主要原因,常伴有软组织及骨的缺损、窦道、贴骨瘢痕等问题,治疗不当可致病程迁延不愈,使患者严重致残。感染性骨不连为慢性骨髓炎和骨不连两种病理过程的叠加,治疗包括如何控制骨感染及修复骨缺损促进骨愈合两方面[1]。现就感染性骨不连的病因机制及治疗方法予以综述。

1 感染性骨不连的病因机制

感染性骨不连多数是由严重开放性骨折创伤引起。最常见的是GustiloШ B骨折,其感染率为30%~54%,骨不连的发生率为16%[2]。李星江等[3]对骨折导致的193例感染患者进行分析,分离出病原菌189株,革兰阳性菌所占比例为41.27%,革兰阴性菌占比例为58.73%,认为骨感染的致病菌复杂,易产生耐药性,因此需要根据细菌培养结果来合理使用敏感的抗菌药物。另外,有研究表明[4]手术内固定治疗骨折后发生感染的概率为5%~20%。虽然骨科手术技术在逐步发展,但是术后发生骨感染概率者在临床病例中依然很高[5]。原因是多方面的,包括手术中广泛剥离骨膜组织、手术时间长、骨折内固定不牢固等因素均容易引起骨感染的发生。感染使骨断端及骨周围软组织变性坏死,骨组织血运重建受阻,从而影响骨痂的生成,逐渐出现骨折两断端骨吸收骨髓腔闭塞,形成骨感染性缺损,造成骨不连的发生[6]。

2 感染性骨不连的治疗

2.1 开放植骨法 又称Papineau法。具体的操作方法是:感染病灶彻底开放清创,术后不关闭伤口;经过1~3周的换药,待新生的健康肉芽组织形成并覆盖病灶再进行松质骨游离移植;当移植松质骨经换药后表面有新鲜肉芽组织生长后再予以植皮封闭创面。有学者指出[7],当感染性骨缺损>4 cm时,不主张应用Papineau法开放性植骨技术,因效果不理想;因此Papineau法目前主要适用于骨缺损在4 cm以内的感染性骨不连。丁兆宏等[8]报道87例开放性骨折导致骨缺损骨感染的患者,应用Papineau术式开放植骨,外固定架拆除时间为6~12个月,术后随访平均3.1年,全部患者伤口愈合良好,无窦道形成,均骨性愈合。林鹏等[9]对牵张成骨技术并发Ceirny Ⅲ型骨髓炎分别采用改良Papineau 开放植骨术与抗生素骨水泥局部填塞,认为抗生素骨水泥在牵张成骨技术治疗后并发Ceirny Ⅲ型骨髓炎时,复发率高,改良Papineau 开放植骨术疗效更好。但由于应用Papineau法往往需要多次手术操作,且对换药技术要求比较高,于是开始尝试对 Papineau开放植骨技术与负压封闭引流(vacuum sealingdrainage,VSD)技术相结合,这样的改进能减少手术后换药的次数,更能有效控制感染、促进组织修复及骨折的顺利愈合[10]。徐建杰等[11]采用VSD技术结合Papineau开放植骨治疗18例骨折手术内固定术后并发感染最后发展成慢性骨髓炎的患者,治疗后随访11~21个月,平均16个月,全部感染控制,骨折愈合,收到了满意的疗效。目前认为,Papineau法适用于没有短缩的感染性骨不连,如果有肢体短缩,不宜使用。

2.2 综合应用 局部抗生素的骨水泥(polymethyl methacrylate,PMMA)置入、VSD及灌洗引流法均可在感染性骨不连的治疗中综合应用。感染性骨不连单纯静脉使用抗生素时,抗感染效果有时不理想,骨感染清创后配合使用敏感抗生素骨水泥置入、敏感抗生素溶液闭合冲洗、富含抗生素的骨移植等综合方法已成为能治愈感染的有效手段[12]。Conway等[13]使用抗生素骨水泥涂层置入治疗43例感染性骨不连,术后60%的患者骨折一期愈合,但抗生素骨水泥棒不能被机体吸收,需要二次手术取出。张超远等[14]应用抗生素液闭合灌洗引流技术治疗86例骨折术后感染骨不连,冲洗1周者8例中治愈4例(50%),冲洗达2周者16例中治愈12例(75.0%),3周者24例中治愈22例(91.7%),4~6周者38例中治愈36例(94.7%),结果显示治愈率与冲洗时间成正比。许国华等[15]应用VSD结合开放植骨治疗胫骨感染性骨不连22例,应用传统方法治疗21例,治疗后总结两组骨折愈合时间、手术次数、功能恢复等方面并进行对比分析,表明开放植骨结合负压封闭引流在治疗感染性骨不连的各方面均显示出有较好的疗效,值得临床应用推广。总之,VSD与抗生素液灌洗能有效控制骨感染,可减少手术及术后换药次数,一般与其他方法联合应用。

2.3 植骨 修复感染性骨缺损的骨组织来源主要包括有自体骨、同种异体骨、骨形态发生蛋白(BMP)以及组织工程骨移植等[16]。自体骨移植来源方便,不容易产生排斥反应,同时具备骨传导、成骨和骨诱导作用,是目前最好的植骨材料,因此是临床修复骨缺损的金标准[17]。但由于自体骨植骨来源有限,切取对机体供骨区会造成不同程度的副损伤,在感染性骨不连修复中往往需要较多的骨组织,同种异体骨来源广泛,其形态、大小不受限制,具有良好的骨传导作用,临床中常常把自体骨与同种异体骨联合使用。Venkatramani等[18]用改良的游离腓骨瓣嵌入(同种异体骨)移植修复6例创伤后股骨远端大段骨缺损患者,术后6个月移植骨达到骨性愈合,可完全负重行走。同种异体骨移植的应用仍存在包括免疫排斥反应、感染、骨折和骨不愈合等并发症。BMPs是近年来研究的重点,其具有高效的骨诱导能力,能够促进未分化的间充质细胞和成骨细胞的前体细胞分化为成骨细胞,作为植骨材料,成骨性可靠和安全性高。王军等[19]报道23例感染性骨不连的治疗,采取的方法是:感染骨组织清创后,在患者髂骨、长骨干骺端取自体松质骨,制作成微小颗粒骨后与骨形态发生蛋白2(BMP-2)混合,然后在骨不连骨缺损处植骨,外固定支架固定,术后平均随访13.4个月,创面均闭合,骨不连均得以修复愈合,无感染复发者。但BMP-2混合自体微小颗粒骨移植治疗骨缺损模式,其相关的信号转导机制并不完全清楚。随着显微外科的发展,吻合血管带血运的骨瓣移植由于术后抗感染力强,骨折愈合快,在临床治疗感染性骨不连中也一直在广泛应用。任义军等[20]应用带血管腓骨或髂骨瓣移植治疗28例胫骨感染造成骨不连患者,术后随访1~4年,所移植的骨或骨瓣皆存活,均达骨性愈合,功能恢复优良,取得较好的临床疗效。带血蒂骨移植的缺点是:受血管蒂长度的限制以及需要显微血管吻合技术的支持,供区容易产生并发症,骨折愈合后再发生骨折等。组织工程化的人工骨对修复骨缺损有很好的前景,大量动物实验证实效果良好。吴治林等[21]应用个体化组织工程骨移植治疗10例骨缺损病例,其中9例获得满意的疗效。但组织工程化的人工骨在临床应用中仅限于小块骨缺损的修复,广泛大段骨缺损的应用尚有待进一步研究。

2.4 干细胞移植 近年来,干细胞移植重建骨组织治疗骨不连方面的基础研究较多。方法是先在组织中提取间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSC),体外培养后通过静脉或局部注射、MSC细胞膜、MSC生物支架等方法来治疗骨不连。Sugaya等[22]治疗16例骨不连患者,应用自体骨髓干细胞在骨不连区域局部注射,13例在术后1年随访中显示骨折愈合。Ueha等[23]用包裹骨髓基质细胞膜片的磷酸三钙支架治疗大鼠骨缺损,观察发现骨缺损愈合的过程持续存在。干细胞移植治疗骨不连存在如何快速获取足够数量具有良好生物活性的MSC及重建骨不连的机理等问题,还有待进一步研究。

2.5 Ilizarov骨搬运技术 Ilizarov骨搬运(牵张成骨技术)被誉为是“20世纪矫形外科发展的里程碑”。目前,Ilizarov技术用于治疗严重感染性骨不连已成为标准的方法[24]。Ilizarov 支架结构组合牢固,在治疗固定中能克服骨折端不良的应力影响,如剪切力及旋转力,在负重活动中又有轴向的弹性微动特点,能很好地发挥支架的牵张力及加压力,对骨折的愈合有促进作用[25]。Wang等[26]对110名胫骨及股骨感染性骨不连患者施行Ilizarov技术,骨缺损的平均长度为6.15 cm,随访所有患者达到骨性愈合,无感染发生。Liu等[27]报道了一组采用Ilizarov骨搬运技术治疗上肢感染性骨不连患者,术后患肢前臂旋前、旋后恢复良好,前臂旋转平均活动度分别为旋前76.68°和旋后81.75°,取得了满意的疗效。叶松林等[28]报道15例胫骨感染性骨不连,骨感染一期清创后再运用Ilizarov骨搬运技术治疗,感染病骨切除长度为4~8 cm,治疗时间平均67.7周,所有患者均获得骨性愈合,无感染复发者。Ilizarov骨搬运技术治疗感染性骨不连也存在一定的不足,如穿钉时容易损伤神经、血管,佩戴外固定支架时间较长,导致患者行动不便,有慢性疼痛、钉道感染风险,搬移过程中出现骨的轴向偏移时需要调整植骨等。为了缩短治疗时间,学者们开始尝试将Ilizarov技术与其他治疗方式如Papineau技术、VSD、髓内钉技术等联合应用,结果表明可明显缩短治疗时间,且不会带来更多的并发症与功能障碍。

2.6 Masquelet技术 法国医生Masquelet等首次利用诱导膜技术(即Masquelet 技术)治疗大段骨缺损(长达25 cm)获得成功,之后该技术被广泛应用于临床并取得了满意的疗效[29]。Masquelet 技术主要包括两个阶段:第一阶段是彻底清创后将聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA) 间隔填充于骨缺损区;第二阶段是在6~8周之后,保护好诱导膜的同时取出PMMA,在已成型的诱导膜空腔植入足量的颗粒状自体松质骨,再内固定患肢,直至骨折愈合。聂鹏飞等[30]认为,应用Masquelet诱导膜技术可早期对病灶进行处理,有利于二期修复骨缺损手术。Giannoudis等[31]报道21例Masquelet技术治疗感染性骨不连或骨髓炎需要骨切除的患者,骨缺损的平均长度为4.2 cm,结果上肢重建恢复优于下肢,下肢病例中平均1 cm骨缺损愈合时间为1.24个月,所有患者均能充分负重,无残余疼痛。董晖等[32]采用Masquelet诱导膜技术治疗胫骨慢性骨髓炎骨不连患者,15例随访时间1~2年,结果骨髓炎全部得到控制,骨折愈合,未见有复发者。目前一般采用含抗生素的PMMA骨水泥作为膜诱导材料,PMMA骨水泥材料存在一定缺点,其他更好的诱导材料还在进一步研发中。尽管Masquelet技术在临床已被证明是有效的,并取得了满意疗效,但其诱导的愈合的生理学、机理尚不清楚[33]。

3 结 语

感染性骨不连的治疗仍然是骨科的难题,各种治疗方法都是围绕着如何控制感染、促进骨愈合而进行,每种治疗方法都有优缺点。Ilizarov骨搬运技术要求佩戴外固定支架的时间较长,有针道感染、骨搬运后两骨端对合不良需要手术调整等问题。带血管的自体骨移植技术需要有显微外科技术,有一定的供区损害。Papineau技术需要多次手术及需要较多的骨组织来源,每种治疗方法并不完美,都存在不足。Masquelet膜诱导技术在国内尚未予以足够重视,目前主要采用含抗生素的PMMA骨水泥作为的Masquelet膜诱导材料,是否存在更好的其他诱导材料尚不十分清楚,诱导膜成骨的机制需要进一步研究。随着组织工程人工骨组织在材料、种子细胞、生长因子等方面的深入研究,相信在不久的将来,会迎来对组织工程骨更加成熟和广泛的应用。目前,感染性骨不连尚无统一的手术治疗方法,在治疗时常常采用两种或两种以上的综合方法进行,应根据每例患者的具体情况采用个体化的治疗。总之,治疗感染性骨不连的道路仍然是任重而道远,还需要作更进一步的深入研究。

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