綜 述
股骨干不愈合的治療進展
尹英超,張瑞鵬,金霖,侯志勇*,張英澤
(河北醫(yī)科大學第三醫(yī)院創(chuàng)傷急救中心,河北 石家莊 050051)
股骨干骨折是臨床常見的骨折之一,多由高能量損傷導致。交鎖髓內釘是目前治療股骨干骨折的首選方案[1]。盡管外科技術和骨折固定方式有了顯著的進步,但股骨干骨折內固定術后骨折不愈合率仍高達8%~23%[2]。股骨是人體最長的骨骼,且是下肢主要的負重骨。股骨骨折術后骨折不愈合將導致功能障礙及嚴重的殘疾,這不僅對患者的日常生活和家庭經濟造成巨大的困擾,同時也給骨科醫(yī)師帶來治療上的挑戰(zhàn)。
美國食品及藥物管理局將骨折不愈合定義為:自受傷以后至少9個月骨折未愈合,且近3個月內骨折無進一步愈合的征象[3]。但最近一些學者認為,應根據不同的骨折部位、受傷特性及周圍軟組織覆蓋情況,將骨折的愈合時間延長至4~12個月[4]。
Weber和Cech等[5]學者基于骨折斷端是否有活力及愈合的潛力,將骨折不愈合分為:肥大型和萎縮型。其中肥大型骨折不愈合是其骨折斷端周圍血供良好,富有活力,骨折斷端不穩(wěn)定為導致該類骨折不愈合的主要因素。肥大型骨折不愈合又可以分為:象足樣骨折不愈合、馬蹄樣骨折不愈合和營養(yǎng)不良性骨折不愈合。萎縮型骨折不愈合是骨折斷端血運差,失去生物活性,骨痂極少形成。其又可以細分為:楔形扭轉型骨折不愈合、粉碎性骨折不愈合、缺損型骨折不愈合及萎縮型骨折不愈合。
骨折的愈合情況需經過臨床和影像學雙重標準進行判斷。臨床診斷方法包括對患者外傷史的詢問和詳細的查體,可通過檢查遠端肢體脈搏、皮溫或毛發(fā)的分布來評估肢體血運情況[6]。如患者訴骨折部位疼痛或查體可見異?;顒?,則應高度懷疑骨折不愈合。而正側位及45°斜位的X線片可診斷出絕大多數的骨折不愈合。必要時可在透視下檢查骨折斷端的活動度。CT斷層掃描可更精確的診斷出骨折不愈合[7]。放射性元素骨掃描可用來鑒定骨折斷端是否存在活性。
一旦被診斷為骨折不愈合,第一步要做的是評估該病例的復位、固定方式、骨折類型及軟組織情況。假如為開放性骨折,應考慮是否清創(chuàng)徹底及軟組織的覆蓋情況。第二,要詳細詢問患者的既往史及用藥史;是否存在糖尿病、類風濕性關節(jié)炎、艾滋病、腎病、呼吸系統(tǒng)疾病等慢性疾??;是否服用非甾體抗炎藥(non-steroidal antiinflammatory drugs,NSAIDs)藥物;是否抽煙、酗酒。第三,評估患者血清維生素D水平,及甲狀腺、甲狀旁腺和生殖激素的功能。第四,評估感染的可能性,包括:白細胞(white blood cell count,WBC)、紅細胞沉降率(erythrocyte sedimentation rate,ESR)、C反應蛋白(C-reactive protein,CRP)等實驗室檢查,必要時可術中取骨不連部位的組織進行菌培養(yǎng)。
3.1 患者相關的危險因素
3.1.1 新陳代謝、內分泌及其他系統(tǒng)性因素 骨代謝的重要性逐漸被認識,并被認為是骨折治療的一個重要組成部分。Brinker等[8]對37例骨折不愈合患者進行了內分泌檢查,研究發(fā)現:31例(84%)患者有代謝或內分泌異常,65%的患者被檢查出存在一種以上的內分泌或代謝疾病。其中,87%存在維生素D缺乏或鈣代謝異常,24%有甲狀腺功能紊亂,22%有生殖激素紊亂,13%有垂體功能失調,11%有甲狀旁腺功能紊亂。66%~86%的骨折患者血清25-羥維生素D小于30 ng/mL,40%~53%的患者小于20 ng/mL[9-10]。然而,雖然動物實驗表明補充維生素D對于骨折愈合有積極影響,但人體實驗研究結果尚存爭議[11]。除此之外,胰島素依賴型和非胰島素依賴型糖尿病、類風濕性關節(jié)炎、HIV感染均與骨折不愈合有關聯[12-13]。
尹英超,張瑞鵬,金霖,等.股骨干不愈合的治療進展[J].實用骨科雜志,2017,23(11):1000-1003.
3.1.2 煙草及NSAIDs Scolaro等[14]對吸煙及骨折不愈合進行Meta分析,結果表明:吸煙可增加骨折不愈合的風險,尤其是對于開放性骨折和脛骨骨折。吸煙同樣會延長骨折愈合的時間,增加淺表和深部感染的發(fā)生率。Jeffcoach等[15]對1 901例長骨骨折患者進行回顧性分析,發(fā)現服用NSAIDs的患者骨折不愈合的發(fā)生率增加了一倍。
3.2 骨折治療的相關危險因素 不堅強的骨折固定方式或內固定物失敗,均會導致術后骨折斷端微動。當骨折周圍血運較豐富時,可形成肥大型骨折不愈合。開放性骨折、過度擴髓或過多的骨膜剝離均會破壞骨膜的血運[16]。開放傷導致的骨量丟失或髓內釘導致的骨折斷端的分離也會致使骨折不愈合[17]。骨折治療過程中的不正確操作、嚴重的開放性損傷、感染均為長管狀骨髓內釘術后不愈合的危險因素。
4.1 非手術治療
4.1.1 超聲 1980年,Duarte首次采用低強度脈沖超聲波(low intensity pulsed ultrasound,LIPUS)來刺激骨折斷端,促進骨折愈合[18]。其認為LIPUS可促進骨折斷端成骨細胞、骨細胞、間質干細胞的生成。2017年,Leighton等[19]對13項采用LIPUS治療骨折不愈合的研究進行了薈萃分析,結果表明:在術后3~6個月時應用LIPUS輔助治療,可使80%以上的患者獲得骨折愈合。
4.1.2 電刺激 電刺激也曾應用在骨折不愈合的治療中,并被認為可促進骨折愈合[20]。電刺激可以通過加強細胞膜的跨膜運輸,調節(jié)細胞內鈣離子的傳導,增加成骨細胞生長因子的合成等方式來促進骨折愈合。Aleem等[20]對15項隨機對照實驗進行分析總結,得出電刺激可減少患者疼痛,并有效減少骨不愈合的風險。
4.1.3 甲狀旁腺激素 甲狀旁腺激素(parathyroid hormone,PTH)可增加骨密度,并降低骨質疏松患者的骨折發(fā)生率。Peichl進行了一項對照研究,實驗組患者在入院后2 d內,每日注射100 g PTH 1-84,結果顯示PTH 1-84可提高老年女性骨盆骨折的愈合率[21]。
4.1.4 骨形態(tài)發(fā)生蛋白(bone morphogenetic protein,BMP) 目前BMP已通過美國食品藥品管理局審核,可用于長骨缺損的治療[22]。多中心隨機對照實驗顯示,rhBMP-2可顯著降低Gustilo Ⅲ型脛骨開放性骨折的骨移植及二次手術率[23]。Alt和Meyer教授[24]報道了1例采用rhBMP-2治療的雙股骨干不愈合的患者,同樣取得良好的療效。
4.1.5 骨質疏松和二磷酸鹽 最近有研究表明,骨質疏松和骨密度降低對骨不連的影響小于年齡和性別[25]。二磷酸鹽可通過抑制骨破壞和骨吸收來治療骨質疏松,然而,它同樣可在骨愈合的過程中抑制破骨細胞活動,從而增加骨不連的風險[26]。對于既往使用二磷酸鹽的頑固性骨不連患者,可考慮階段性切除硬化骨。而PTH可增加骨轉換的發(fā)生。動物實驗證明PTH的應用可幫助骨重建,調節(jié)二磷酸鹽代謝[27]。
4.2 手術治療
4.2.1 髓內釘動力化 髓內釘動力化是指移除髓內釘遠端或近端的鎖定螺釘,在維持股骨軸向穩(wěn)定的情況下,將重力轉化為骨折斷端的壓力,從而達到促進骨折愈合的目的。這種方法操作相對簡便,對于軸向穩(wěn)定且最初使用靜態(tài)鎖定髓內釘治療的患者適用。然而,對于長斜形、螺旋形或粉碎性骨折,髓內釘動力化后可能會發(fā)生患側肢體縮短[17]。如此類患者應用髓內釘動力化,應密切隨訪下肢長度變化及骨折愈合情況。
4.2.2 更換髓內釘 更換髓內釘指通過進一步擴髓并更換較大直徑的髓內釘,來治療髓內釘術后不愈合的患者。較粗直徑的髓內釘可提供更大的機械穩(wěn)定性。與此同時,擴髓時形成的骨屑可積聚于骨折斷端處,形成自體骨的移植,加速骨愈合的進程。通常選用較原髓內釘直徑粗1~2 mm的髓內釘。除非術前X線片顯示骨折斷端有明顯的萎縮,否則不建議更換髓內釘時在骨折斷端切開軟組織植骨[28]。
4.2.3 單皮質螺釘鋼板結合植骨 對于萎縮型骨不愈合,單皮質螺釘并輔以植骨可更好的促使骨折愈合。而干骺端部位不愈合的股骨骨折,切開復位同樣可以糾正骨折斷端的畸形,鋼板固定可以提供更好的旋轉和軸向穩(wěn)定。因骨折斷端感染而導致不愈合的患者,在切開復位時需徹底清除死骨和包膜等組織。髂骨移植(iliac crest bone graft,ICBG)為較傳統(tǒng)的植骨辦法,而擴髓沖洗抽吸系統(tǒng)(reamer irrigator aspirator,RIA)可用于股骨或脛骨骨不連髓內固定的治療。離體組織學研究表明:RIA和ICBG所獲取骨組織的成骨細胞和干細胞表達差別不大[29],RIA供區(qū)疼痛問題較ICBG輕[30],但對于骨皮質較薄或術中過度擴髓的患者,可潛在增加供區(qū)的骨折率。
4.2.4 外固定架 環(huán)形外固定架(Ilizarov外固定架)也可用于治療股骨干骨折術后不愈合,其可通過對骨折斷端的加壓和牽拉來促進骨折愈合[31],通常應用于因感染所致的股骨干不愈合病例中。但該裝置較復雜,且存在一些針道相關的并發(fā)癥,如:針道感染、骨髓炎、血管神經損傷等。
綜上所述,首次手術使用靜態(tài)鎖定髓內釘固定的患者如出現骨折不愈合,應首先考慮創(chuàng)傷較小的髓內釘動力化。而首次手術使用動態(tài)鎖定髓內釘治療而發(fā)生肥大型骨折不愈合的患者,則建議更換為更大直徑的髓內釘,以增加骨折斷端的穩(wěn)定性。萎縮型骨折不愈合患者可在不拆除髓內釘的基礎上增加鋼板固定,并輔以植骨治療。外固定在治療感染型的股骨骨折不愈合、骨缺損較大或存在畸形的病例中有較大的優(yōu)勢。而電刺激和超聲可以作為治療非感染性骨折不愈合的輔助治療措施,以提高骨折愈合概率。
股骨骨折不愈合是一種較為常見的臨床疾病,長期不愈合可嚴重影響患者的日常生活及工作。多次手術會給患者帶來沉重的經濟負擔和心理壓力,需根據每個患者病情,制定詳細的手術方案。精湛的手術技術和必要的心理治療同樣對于獲得滿意療效必不可少。
[1]Samiezadeh S,Tavakkoli Avval P,Fawaz Z,et al.Biomechanical assessment of composite versus metallic intramedullary nailing system in femoral shaft fractures:A finite element study[J].Clin Biomech,2014,29(7):803-810.
[2]Basbozkurt M,Kurklu M,Yurttas Y,et al.Ilizarov external fixation without removal of plate or screws:effect on hypertrophic and oligotrophic nonunion of the femoral shaft with plate failure[J].J Orthop Trauma,2012,26(8):e123-e128.
[3]Frlke JP,Patka P.Definition and classification of fracture non-unions[J].Injury,2007,38(Suppl 2):19-22.
[4]Weresh MJ,Hakanson R,Stover MD,et al.Failure of exchange reamed intramedullary nails for ununited femoral shaft fractures[J].J Orthop Trauma,2001,14(5):335-338.
[6]Lynch JR,Taitsman LA,Barei DP,et al.Femoral nonunion:risk factors and treatment options[J].J Am Acad Orthop Surg,2008,16(2):88-97.
[7]Cunningham BP,Brazina S,Morshed S,et al.Fracture healing:A review of clinical,imaging and laboratory diagnostic options[J].Injury,2017,48(Suppl 1):S69-S75.
[8]Brinker MR,O'Connor DP,Monla YT,et al.Metabolic and endocrine abnormalities in patients with nonunions[J].J Orthop Trauma,2007,21(8):557-570.
[9]Bee CR,Sheerin DV,Wuest TK,et al.Serum vitamin D levels in orthopaedic trauma patients living in the northwestern United States[J].J Orthop Trauma,2013,27(5):e103-e106.
[10]Bogunovic L,Kim AD,Beamer BS,et al.Hypovitaminosis D in patients scheduled to undergo orthopaedic surgery:a single-center analysis[J].J Bone Joint Surg(Am),2010,92(13):2300-2304.
[11]Fong K,Truong V,Foote CJ,et al.Predictors of nonunion and reoperation in patients with fractures of the tibia:an observational study[J].BMC Musculoskelet Disord,2013(14):103.
[12]Hernandez RK,Do TP,Critchlow CW,et al.Patient-related risk factors for fracture-healing complications in the United Kingdom General Practice Research Database[J].Acta Orthop,2012,83(6):653-660.
[13]Hao J,Herbert B,Quispe JC,et al.An observational case series of HIV-positive patients treated with open reduction internal fixation for a closed lower extremity fracture[J].Eur J Orthop Surg Traumatol,2015,25(5):815-819.
[14]Scolaro JA,Schenker ML,Yannascoli S,et al.Cigarette smoking increases complications following fracture:a systematic review[J].J Bone Joint Surg(Am),2014,96(8):674-681.
[15]Jeffcoach DR,Sams VG,Lawson CM,et al.Nonsteroidal anti-inflammatory drugs' impact on nonunion and infection rates in long-bone fractures[J].J Trauma Acute Care Surg,2014,76(3):779-783.
[16]Westerman RW,Scammell BE.Principles of bone and joint injuries and their healing[J].Surgery,2012,30(2):54-60.
[17]Pihlajam?ki HK,Salminen ST,B?stman OM.The treatment of nonunions following intramedullary nailing of femoral shaft fractures[J].J Orthop Trauma,2002,16(6):394-402.
[18]Duarte LR.The stimulation of bone growth by ultrasound[J].Arch Orthop Trauma Surg,1983,101(3):153-159.
[19]Leighton R,Watson JT,Giannoudis P,et al.Healing of fracture nonunions treated with low-intensity pulsed ultrasound (LIPUS):A systematic review and meta-analysis[J].Injury,2017,48(7):1339-1347.
[20]Aleem IS,Aleem I,Evaniew N,et al.Efficacy of electrical stimulators for bone healing:A meta-analysis of randomised sham-controlled trials[J].Sci Rep,2016(6):31724.
[21]Peichl P,Holzer LA,Maier R,et al.Parathyroid hormone 1-84 accelerates fracture-healing in pubic bones of elderly osteoporotic women[J].J Bone Joint Surg(Am),2011,93(17):1583-1587.
[22]Betz VM,Betz OB,Rosin T,et al.The effect of BMP-7 gene activated muscle tissue implants on the repair of large segmental bone defects[J].Injury,2015,46(12):2351-2358.
[23]Tressler MA,Richards JE,Sofianos D,et al.Bone morphogenetic protein-2 compared to autologous iliac crest bone graft in the treatment of long bone nonunion[J].Orthopedics,2011,34(12):955.
[24]Alt V,Meyer C,Litzlbauer HD,et al.Treatment of a double nonunion of the femur by rhBMP-2[J].J Orthop Trauma,2007,21(10):734-737.
[25]van Wunnik BP,Weijers PH,van Helden SH,et al.Osteoporosis is not a risk factor for the development of nonunion:A cohort nested case-control study[J].Injury,2011,42(12):1491-1494.
[26]Teo BJ,Koh JS,Goh SK,et al.Post-operative outcomes of atypical femoral subtrochanteric fracture in patients on bisphosphonate therapy[J].Bone Joint J,2014,96(5):658-664.
[27]Murphy CM,Schindeler A,Cantrill LC,et al.PTH(1-34) treatment increases bisphosphonate turnover in fracture repair in rats[J].J Bone Miner Res,2015,30(6):1022-1029.
[28]Tsang ST,Mills LA,Baren J,et al.Exchange nailing for femoral diaphyseal fracture non-unions:Risk factors for failure[J].Injury,2015,46(12):2404-2409.
[29]Sagi HC,Young ML,Gerstenfeld L,et al.Qualitative and quantitative differences between bone graft obtained from the medullary canal (with a Reamer/Irrigator/Aspirator) and the iliac crest of the same patient[J].J Bone Joint Surg(Am),2012,94(23):2128-2135.
[30]Davis RL,Taylor BC,Johnson N,et al.Retrograde versus antegrade femoral bone graft harvesting using the reamer-irrigator-aspirator[J].J Orthop Trauma,2015,29(8):370-372.
[31]Inan M,Karaoglu S,Cilli F,et al.Treatment of femoral nonunions by using cyclic compression and distraction[J].Clin Orthop Relat Res,2005(436):222-228.
1008-5572(2017)11-1000-04
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R683.42
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河北省高等學校創(chuàng)新團隊領軍人才培育計劃(LJRC008);*本文通訊作者:侯志勇
2017-06-07
尹英超(1990-),男,研究生在讀,河北醫(yī)科大學第三醫(yī)院創(chuàng)傷急救中心,050051。