席 澍,張純樸,張英澤,張立元,張志國(guó),邢文釗(.河北醫(yī)科大學(xué)第三醫(yī)院骨傷科，河北省骨科生物力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 石家莊 05005；.河北醫(yī)科大學(xué)第三醫(yī)院創(chuàng)傷急救中心，河北省骨科生物力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 石家莊 05005；.河北省第七人民醫(yī)院骨外科,河北 定州07000)

·論著·

打壓成形植骨治療大段骨缺損的可行性研究

席 澍1,張純樸1,張英澤2,張立元3,張志國(guó)1,邢文釗1
(1.河北醫(yī)科大學(xué)第三醫(yī)院骨傷科，河北省骨科生物力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 石家莊 050051；2.河北醫(yī)科大學(xué)第三醫(yī)院創(chuàng)傷急救中心，河北省骨科生物力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 石家莊 050051；3.河北省第七人民醫(yī)院骨外科,河北 定州073000)

目的探索優(yōu)化植骨新方法，研究打壓成形植骨治療大段骨缺損的可行性。方法按照骨缺損的三維解剖形態(tài)制備打壓成形模具。將髂骨碎骨顆粒與組織生物膠混合，裝入模具打壓成形。將打壓成形的段狀骨植入骨缺損處，行內(nèi)固定。結(jié)果打壓成形模具可將碎骨顆粒打壓成帶腔管的管狀骨，解剖形態(tài)與骨缺損一致。將制成的大段管狀結(jié)構(gòu)骨植于山羊股骨缺損處觀察8周，植骨與股骨斷端皮質(zhì)連續(xù),骨髓腔通暢。結(jié)論利用打壓成形模具可將碎骨顆粒打壓成解剖形態(tài)與骨缺損一致的帶管腔的管狀骨，優(yōu)化了植骨方法，為大段骨缺損的治療提供了新方法、新思路。

骨缺損；骨骼移植術(shù)；山羊

10.3969/j.issn.1007-3205.2014.07.025

創(chuàng)傷、感染、腫瘤以及先天性骨病所致的長(zhǎng)骨大段骨缺損為難治性[1]骨不連或骨缺損，其治療一直是骨科的難題和研究熱點(diǎn)。目前長(zhǎng)管狀骨大段骨缺損的治療和功能重建仍是骨科臨床治療的極大挑戰(zhàn)[2]。雖然有骨搬移[3]等技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，但自體骨移植仍然是治療骨缺損的首選。本研究嘗試根據(jù)骨缺損的三維解剖形態(tài)制備打壓成形模具，將動(dòng)物髂骨制成碎顆粒狀與組織生物膠混合，裝入模具進(jìn)行打壓成形，并將打壓成形的管狀骨植入骨缺損處，行內(nèi)固定，觀察其愈合情況。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物:本地成年、健康的雄性山羊2只,年齡24個(gè)月,體質(zhì)量約30kg,由河北省實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供，購(gòu)入后在河北醫(yī)科大學(xué)第三醫(yī)院動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室圈養(yǎng)1周,觀察健康活潑、活動(dòng)無(wú)異常納入實(shí)驗(yàn)。

1.2 模具制備:按管狀骨形態(tài)(山羊股骨)預(yù)制可拆裝模具，包括帶微孔底盤、帶微孔固定片、軸芯、2.0克氏針、打壓套管。微孔圍成的圓周內(nèi)徑為缺損股骨的外徑，底盤中央的圓孔通過(guò)螺紋與軸芯相連接，2.0克氏針穿過(guò)底盤微孔后穿入固定片微孔，底盤微孔與固定片微孔同心相對(duì)，長(zhǎng)度由底盤和固定片間距控制，克氏針穿過(guò)同心相對(duì)微孔圍成欄柵狀管壁結(jié)構(gòu)，軸芯到克氏針的間隙為預(yù)制骨的壁厚，打壓套管的壁厚較預(yù)制骨的壁厚稍小，打壓套管沿著軸芯打壓。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 術(shù)前準(zhǔn)備及麻醉:實(shí)驗(yàn)動(dòng)物術(shù)前18h禁食水(山羊?yàn)榉雌c動(dòng)物),術(shù)前肌內(nèi)注射速眠新(0.1mL/kg),30min后追加初次劑量的1/2,麻醉效果可維持2h以上。經(jīng)頸靜脈置管,術(shù)中5%葡萄糖鹽水靜脈滴注補(bǔ)液,術(shù)中靜脈滴注160萬(wàn)U青霉素。常規(guī)消毒鋪巾(保持口鼻腔呼吸通暢),局部1/10萬(wàn)鹽酸腎上腺素生理鹽水注射。

1.3.2 切取髂骨:麻醉顯效后，髂骨區(qū)及股骨區(qū)備皮，碘伏消毒手術(shù)野皮膚20cm×20cm，沿髂嵴依次切開(kāi)皮膚、皮下組織直達(dá)髂骨表面，切開(kāi)骨膜至骨面,用骨膜剝離器剝離骨膜,自髂后上棘側(cè)方約1cm處向外取出4cm×5cm大小的整塊髂骨，生理鹽水沖洗切口后,充分止血,逐層縫合切口。

1.3.3 管狀結(jié)構(gòu)骨段制備:將取出的山羊髂骨制備成3mm3骨顆粒，將顆粒骨裝入已高溫消毒的模具內(nèi)，模具內(nèi)松散的顆粒骨高度為1cm左右，注入生物膠1支(生物膠屬于醫(yī)學(xué)生物黏合劑類，包括纖維蛋白原、氯化鈣、Ⅷ因子、抑肽酶組成的Ⅰ劑和凝血酶組成的Ⅱ劑，使用前將2劑于恒溫箱溶成2.5mL的生理鹽水水劑；使用時(shí)涂于骨片的斷面上，使骨片黏合復(fù)位；有黏合強(qiáng)度高、復(fù)位性好、愈合快的特點(diǎn)，其本身不參與成骨)，將打壓套管從軸芯上端向底座打壓，將顆粒骨及生物膠混合打壓至骨柱高度5cm左右，將軸芯擰出，逐一拔出克氏針,完成山羊髂骨顆粒打壓成形。

1.3.4 山羊股骨區(qū)手術(shù):同側(cè)股骨區(qū)縱行逐層切開(kāi)顯露至股骨，將股骨中段用線鋸去除5cm，將打壓成形后的管狀結(jié)構(gòu)骨植于缺損處，用鋼板行內(nèi)固定,生理鹽水沖洗切口后,充分止血,逐層縫合切口。

1.3.5 術(shù)后護(hù)理:術(shù)后將山羊置于通風(fēng)良好處,待完全清醒后,放回圈中,給予清水、精飼料喂養(yǎng),給予青霉素160萬(wàn)U/d肌內(nèi)注射，1次/d,切口換藥1～3d 1次，避免切口感染，術(shù)后8d拆除縫線，密切注意山羊飲食、活動(dòng)及排便情況，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)早期處理。

1.3.6 取材和觀察方法:術(shù)后即刻攝片觀察打壓成形骨段的固定情況，術(shù)后第8周取材，行X線片及CT掃描檢查。

2 結(jié) 果

2.1 大體觀察：打壓成形的管狀骨解剖形態(tài)與切取的骨段形態(tài)一致，壁厚較正常骨的皮質(zhì)厚一倍，長(zhǎng)度相等，有完整的腔隙，表面成明顯的顆粒粗糙面(圖1)。

2.2 影像學(xué)觀察：植骨當(dāng)日X線片顯示,骨缺損處管狀結(jié)構(gòu)骨段植入確切，鋼板固定良好(圖2)。植骨后8周X線片顯示,骨缺損的遠(yuǎn)近段骨皮質(zhì)連續(xù)，骨髓腔存在(圖3)。術(shù)后8周CT顯示,縱剖面原骨缺損處皮質(zhì)連續(xù)，骨髓腔通暢，橫斷面呈骨髓腔圓形存在(圖4)。

圖1 打壓成形后的管狀結(jié)構(gòu)骨 A.橫面觀;B.縱面觀
圖2 術(shù)后即刻X線片 A.正位;B.側(cè)位
圖3 術(shù)后第8周X線片 A.正位;B.側(cè)位
圖4 術(shù)后第8周CT圖像 A.冠狀面;B.橫斷面

3 討 論

長(zhǎng)骨大段骨缺損是臨床骨科治療的難點(diǎn)，也是目前研究的熱點(diǎn)。一般認(rèn)為,總長(zhǎng)度<6cm的節(jié)段性長(zhǎng)骨缺損多能夠通過(guò)常規(guī)的自體或人工骨移植而達(dá)到恢復(fù)或基本恢復(fù)傷肢長(zhǎng)度和功能的作用，然而，總長(zhǎng)度>6cm的大段長(zhǎng)管狀骨缺損的重建和修復(fù)則非常困難和復(fù)雜，當(dāng)前臨床上常用治療方法有牽拉成骨技術(shù)[4]、同種異體骨移植技術(shù)、髓內(nèi)釘加鈦網(wǎng)內(nèi)植骨技術(shù)及自體骨移植等。

牽拉成骨技術(shù)的特點(diǎn)是微創(chuàng)、操作簡(jiǎn)單，治療費(fèi)用相對(duì)較低，但其亦存在許多缺點(diǎn),固定時(shí)間長(zhǎng)，操作繁瑣，需要每天對(duì)固定器材進(jìn)行微調(diào)，而且有神經(jīng)、血管損傷，鋼針?biāo)蓜?dòng),針道感染，以及鄰近大關(guān)節(jié)活動(dòng)受限等并發(fā)癥。大量同種異體骨移植的爬行替代[5]能力有限，又因?yàn)槠湫g(shù)后有感染、骨不愈合等并發(fā)癥，故臨床上在大段管狀骨缺損的治療中使用相對(duì)較少。Clements等[6]研究發(fā)現(xiàn)髓內(nèi)釘輔以鈦網(wǎng)植骨技術(shù)是治療大段管狀骨缺損的新方法，鈦網(wǎng)可以起到橋接的效果。但我們認(rèn)為髓內(nèi)釘?shù)膽?yīng)用可以影響到髓腔的血運(yùn)，特別是對(duì)于萎縮性骨不連且合并局部血供不良的患者慎用。

自體骨移植是目前公認(rèn)的治療骨缺損的有效方法，供骨部位包括髂骨、腓骨、橈骨、肩胛骨移植等,各有其優(yōu)、缺點(diǎn)。在大段管狀骨缺損的治療中，以帶血管蒂腓骨移植的報(bào)道較多，但是腓骨移植術(shù)后供骨區(qū)的并發(fā)癥較多，術(shù)后供骨區(qū)存在客觀運(yùn)動(dòng)減弱、主觀不適、疼痛或感覺(jué)異常。髂骨是臨床治療中最好的供骨區(qū)。其存在著特殊優(yōu)勢(shì)，髂骨區(qū)骨量大，中間是松質(zhì)骨，內(nèi)外板是皮質(zhì)骨，取骨后并發(fā)癥相對(duì)較少，骨髓中含有各種生長(zhǎng)因子[7]及活性干細(xì)胞[8]成分，有促進(jìn)骨再生的作用。所以，合理利用髂骨的松質(zhì)骨和皮質(zhì)骨成為目前探索髂骨植骨的重要課題。Aro等[9]研究認(rèn)為,膜內(nèi)成骨和骨折端間隙有顯著關(guān)聯(lián)，骨折間隙小，骨折端接觸緊密，有利于膜內(nèi)成骨的產(chǎn)生。以往所植髂骨常修剪為顆粒狀、條狀，在骨折周圍呈散在堆狀植骨，在植骨術(shù)后常由于肌肉的收縮運(yùn)動(dòng)，所植髂骨有不同程度的移位改變，并且植骨成活后的骨單元不等距，周圍的軟組織易于侵入，最終影響治療效果。

雖然髂骨骨量較大，但取骨后不能再生和重復(fù)使用，其來(lái)源有限，所以合理、有效地使用髂骨資源是每個(gè)骨科醫(yī)生的研究課題。本研究通過(guò)取出山羊髂骨塊來(lái)制備成顆粒骨，并利用特制的模具將骨顆粒及生物膠混合打壓成形，得到與長(zhǎng)管狀骨結(jié)構(gòu)一致的管狀骨結(jié)構(gòu)，解決了缺損區(qū)的骨形態(tài)問(wèn)題，保持了髓腔血流再通，為髓腔內(nèi)的膜性成骨創(chuàng)造了有利條件，且節(jié)省了髂骨資源，優(yōu)化了植骨方式，手術(shù)操作也較為簡(jiǎn)單，為臨床上解決各種原因引起的骨缺損，尤其是對(duì)于大段管狀骨缺損的治療提供了新思路及新方法。

打壓成形植骨治療大段長(zhǎng)管狀骨缺損的優(yōu)點(diǎn)總結(jié)如下：①打壓成形技術(shù)可以根據(jù)長(zhǎng)骨缺損骨質(zhì)的長(zhǎng)度、直徑、皮質(zhì)骨厚度，人為控制骨的形態(tài)，制成解剖形態(tài)與骨缺損一致的骨段，優(yōu)化了植骨方式；②封閉打壓成形骨結(jié)構(gòu)有效阻擋了骨折周圍軟組織的侵入；③成活骨單元的距離均勻分布，利于骨的連接及愈合；④由于打壓成形的骨段是管狀中空結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于通暢的骨髓腔，加強(qiáng)了髓腔的血流灌注，增強(qiáng)了所植骨的血液供應(yīng)，為髓內(nèi)膜性成骨創(chuàng)造了有利條件；⑤管狀中空結(jié)構(gòu)的管狀骨，大大節(jié)省了髂骨資源；⑥與腓骨移植相比，髂骨移植明顯降低了供骨區(qū)術(shù)后并發(fā)癥的產(chǎn)生；⑦與同種異體骨植骨相比較，髂骨屬于自體骨移植，不存在排斥反應(yīng)，骨愈合的生物學(xué)特性基本正常。

本研究尚存在一些問(wèn)題:①打壓成形后的骨段生物力學(xué)性能如何；②髂骨顆粒與所用生物膠的配比比例如何；③成活的骨結(jié)構(gòu)組織學(xué)檢查如何等。這些均有待于大量實(shí)驗(yàn)研究提供可靠的數(shù)據(jù)。

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(本文編輯：趙麗潔)

2013-12-06；

2014-04-06

席澍(1989-)，男，安徽滁州人，河北醫(yī)科大學(xué)第三醫(yī)院醫(yī)學(xué)碩士研究生，從事骨傷科疾病診治研究。

R687.34

B

1007-3205(2014)07-0812-03