自体骨髓复合人工骨联合髂骨骨膜移植治疗四肢

难治性骨不连

葛建华[1] 雷玉凯2 徐瑞生3 鲁晓波1 张德绸4

【摘 要】 目的 评价自体骨髓复合人工骨联合髂骨骨膜移植治疗四肢难治性骨不连的初步临床疗效。_ 方法 2004年1月－2006年7月收治难治性四肢长骨骨不连12例13肢，__取自体骨髓复合人工骨联合髂骨骨膜移植治疗。_其中男8例，__女4例；年龄17~58岁。_骨不连发生部位：胫骨7肢，股骨3肢，_尺桡骨1肢，__肱骨2肢。_治疗骨不连手术次数1~4次，平均2.5次。骨折至本院治疗时间13.5个月~9年，__平均47.6个月。___术前摄1:1 X线片示骨不连骨断端距离6~30 mm，__平均15 mm。采用内固定11肢（绞锁髓内钉10肢，__LC-DCP（限制性接触-动力加压钢板） 1肢），支架外固定2肢。术后第1天，__1、3、6、9、12个月摄CR（computed radiography）片，__观察骨折愈合情况。___ 结果 所有患者获随访12~26个月，平均17.5个月。_骨折愈合时间4.5~7.5个月，___平均6个月。___CR片示13肢均骨折愈合，___无旋转、成角及短缩畸形。_6肢体因关节僵硬、瘢痕挛缩等原因，__骨折愈合后遗留功能障碍受限。_结论 自体骨髓复合人工骨联合髂骨骨膜移植治疗四肢难治性骨不连效果满意。_西南医科大学附属医院骨与关节外科鲁晓波

【关键词】 难治性骨不连 骨髓 人工骨 骨膜移植

中图分类号：R687.3 R683.4 文献标志码：A

TO REPORT AUTOLOGOUS BONE MARROW INTEGRATING ARTIFICIAL BONE AND ILIUM PERIOSTEUM TRANSPLANTATION FOR TREATMENT OF PROBLEMATIC NONUNION/GE Jianhua1,LEI Yukai2,XU Ruisheng3,LU Xiaobo1,ZHANG Dechou4. 1Department of Orthopaedics, Affiliated Hospital of Luzhou Medical College, Luzhou Sichuan ,646000,P.R.China；2Department of Orthopaedics, Liaoyang Central Hospital, Liaoyang,liaoning, 111000, P.R.China; 3Department of Orthopaedics, Dongying Peoples' Hospital, Dongying, Shandong,257000,P.R.China; 4Department of Neurology,Affiliated Hospital of Luzhou Medical College,Luzhou,Sichuan 646000,P.R.China. Corresponding author:LU Xiaobo,E-mail:luxiaobo1963@126.com.

【Abstract】 Objective To evaluate the initial clinical effect of the autologous bone marrow integrating artificial bone and ilium periosteum transplantation in treatment of problematic nonunion．Methods 12 patients（13 limbs）were retrospectively analysed from 2004 to 2006.The problematic nonunion were treated with autologous bone marrow integrating artificial bone and ilium periosteum.The position of nonunion: 7 limbs in the tibia, 3 limbs in the femur, 2 limbs in the humerus,and so on. The patient were in age from 17 to 58 years, and the mean operated number of times was 2.5. The average time wae 47.6 months from injury to therapy. The bone defect distance was 6-30mm through 1:1 x-rays before operation. 11 limbs were treated by internal fixation:10 limbs by the bone nail and one limb by the LC-DCP. 2 limbs were treated by the external fixation. Rechecked CR films in regulated time after operation, in order to obtain the information of fracture union. Results 13 limbs were followed up for 12-26 months (average 17.5 months) and got union in 4.5-7.5 months(average 6 months). 13 linmbs were not remained deformity of rotation and angulation and crispation,but 6 limbs remained functional impairment after union of fracture. Conclusions autologous bone marrow integrating artificial bone and ilium periosteum transplantation for treatment of problematic nonunion, the result were satisfactory.

【Key words】 Problematic nonunion Marrow Artificial bone Periosteum transplantation

四肢骨不连是骨折手术后常见的严重并发症之一，__而四肢难治性骨不连治疗上更为棘手，一直是医学界难题，__因病程长、反复多次手术、骨畸形和骨缺损严重等特点，_____给患者带来了极大痛苦，_也增加患者、社会的经济负担。2004年1月－2006年7月我科共收治难治性四肢长骨骨不连12例13肢，均取自体骨髓复合人工骨联合髂骨骨膜移植治疗，___效果满意。_报告如下。__

1 临床资料

1.1 一般资料

本组男8例，__女4例。_年龄17~58岁。_车祸伤8例，__高处坠落伤2例，挤压伤等2例。_骨不连发生部位：胫骨7肢，_股骨3肢，_尺桡骨1肢，肱骨2肢。_治疗骨不连手术次数1~4次，平均2.5次。__骨折至本院治疗时间13.5个月~9年，_平均47.6个月。_术前摄1:1 X线片示骨不连骨断端距离6~30 mm，_平均15 mm。_骨折首次手术固定致骨不连原因：感染、外伤等致固定物失效（松动、断裂等）8肢，组织损伤重或血供原因4肢，___原因不明1肢。__

1.2 手术方法

1.2.1骨髓与人工骨处理 先根据需要取20-60g人工骨（由牛骨制成，_保留一定成骨诱导活性成分，_天津中津生物发展有限公司提供），_置于5~10 mg地塞米松的250 mL生理盐水浸泡30 min以上。___无菌条件下，_从髂后上棘进行穿刺，分不同部位抽取骨髓10~30 mL[1]，_与浸泡好的人工骨（制成短条状或颗粒状）一同置于无菌瓶中，用负压抽吸方法复合人工骨和骨髓约40 min。__

1.2.2骨不连断端处理 暴露骨不连部位，___用刮匙彻底刮除断端纤维结缔组织，__咬骨钳咬除坏死骨及硬化骨，__用钻头打通两端髓腔至正常骨组织。_试复位，__用消毒塑料纸膜拟测所需骨膜，_再测量纸膜大小，_即为所需骨膜面积。

1.2.3 髂骨骨膜瓣的切取 自髂嵴中份至腹股沟韧带中点作斜切口，__腹股沟韧带上方1.5 cm至下方2.0 cm范围内寻找旋髂深动脉，_分离后，_注意保留一部分血管鞘以免损伤血管及其分支，顺行向远侧解剖。__暴露髂骨内侧面，__内板表面骨膜下锐性剥离，__骨膜上保留5~10 mm髂肌肌袖，___观察血供良好，__据受区实际需要长度切开内板骨膜，__骨膜切开部位应比截骨部位长1.5 cm左右。本组切取的骨膜大小为3.5 cm×2.5 cm×2.0 cm～7.0 cm×4.5 cm× 3.0 cm。__游离髂骨骨膜瓣，仅留血管蒂与身体相连，__热盐水沙布包裹备用。_骨膜均取未曾取髂骨侧骨膜，_1例双侧髂骨曾被取植骨，但因骨膜未破坏，术中取骨膜成功。_

1.2.4 移植修复 处理完毕骨残端部位，__将复合充分的骨髓和人工骨组织置入两骨折断端间隙内。_离断骨膜（供区止血后缝合），_将骨膜平展包绕于骨折端并固定于周围软组织上，__再将骨膜的动静脉和受区的动静脉作端端或端侧吻合，___钢板或支架外固定直至骨愈合；或采用绞锁髓内钉植入，__骨断端缺损处复合的骨髓和人工骨组织植入，___骨膜移植与受区血管吻合。__其中内固定11肢（绞锁髓内钉10肢，LC-DCP（Limited Contact-Dynamic Compression Plate 限制性接触-动力加压钢板）1肢），__支架外固定2肢。_

1.3 术后处理

术后肢体保暖，_禁止吸烟，__常规应用抗生素3~5 d，__预防使用阿司匹林、罂粟碱等，_同时给予止痛处理[2]。_术后第1天手术肢体等长收缩锻炼，___第2天开始患肢主、被动伸屈活动。术后第1天，___1、3、6、9、12个月摄CR（computed radiography）片，_骨折线不清、连续骨痂通过骨折线为骨折愈合。__

1.4 结果

本组均获随访12~26个月，__平均17.5个月。__骨折愈合时间4.5~7.5个月，_平均6个月。__CR片示13肢原骨不连部位均愈合，____无旋转、成角及短缩畸形。_因关节僵硬、瘢痕挛缩等原因，__6肢骨折愈合后遗留功能受限，__但供区均无明显功能影响。__

2 典型病例

例1 女，__48岁，__车祸伤至左股骨骨折手术后23+月入院。__车祸伤后被送当地县医院，_摄X片：股骨干骨折，___急诊清创缝合、胫骨结节牵引，__1周后腰麻下行切开复位钢板内固定（具体情况不清），__术后一年复查X片骨折未愈合，_再入该院，___腰麻下行钢板取出+顺行绞锁髓内钉骨折+左髂骨植骨术，__术后10个月再复查X片骨折仍未愈合，_来本院就诊。_____门诊摄片：左股骨骨不连，___骨折端吸收硬化（图1a）。_入院诊断：左股骨骨不连，_查体：左下肢肌肉萎缩明显，___左大腿大面积瘢痕组织，_患肢末梢血供、感觉可，__左髋、膝关节主动活动良好，左下肢肌力Ⅴ-级，_双下肢等长。在气管插管全麻下行左股骨内固定取出+逆行带锁髓内钉固定+自体骨髓复合人工骨联合髂骨骨膜移植，_术后1月CR片（图1b）。__后期肢体功能锻炼，_术后2月扶拐下床逐步负重行走。6个月复查CR片（图1c）：骨折线不清、骨皮质连续。_术后12月随访：患肢步态正常，如健侧活动自如。__

例2 男，34岁，煤矿车挤压伤致左胫腓骨开放性骨折术后19月。_受伤后在贵州习水某医院X片示：左胫、腓骨粉碎性骨折，急诊清创石膏外固定，术后左小腿创面感染，经换药、游离植皮，3+月后创面愈合，左小腿畸形，予腰麻下左胫骨切开复位+钢板内固定，术后1月余术口愈合，8+月复查X片（图2a）：左胫骨骨折未愈合、成角畸形、钢板及螺钉断裂。入院诊断：左胫骨骨不连、内固定物断裂，查体：左小腿中段瘢痕愈合，向外成角约20º，末梢血供、感觉可，左小腿中段反常活动，左踝关节主被动活动受限，较右侧短缩约2.5cm。在腰麻下左胫骨内固定取出复位+顺行髓内钉固定+自体骨髓复合人工骨联合髂骨骨膜移植，术后1天CR片（图2b）：胫骨力线可、内固定在位。___术后18天术口间断拆线：甲级愈合。术后1.5月扶拐下床活动，9个月CR片（图2c）：骨痂生长良好、骨皮质连续，术后28月随访：左下肢行走活动自如，踝关节跖屈活动稍受限。

图1 典型病例 1 a术前 b术后1月 c术后6个月

图2 典型病例2 a术前 b术后第1天 c术后9个月

Fig.1 Typical case 1 a The anterior X-ray films of the left femur before operation b The anterior and lateral x-ray films of the left femur 1 month after operation c The anterior and lateral x-ray films of the left femur 6 months after operation.

Fig.2 Typical case 2 a The anterior and lateral X-ray films of the left tibia before operation b The anterior and lateral x-ray films of the left tibia one day after operation c The anterior and lateral x-ray films of the left tibia 9 months after operation.

3 讨论

1986年，美国FDA将骨不连定义为：损伤和骨折后至少9个月，且无进一步愈合倾向已有3个月。__骨不连是指骨折正常愈合过程终止[3]，X线片示骨髓腔封闭、骨折端硬化和假关节形成等。__我们将骨不连经多次切开复位固定、植骨或用带血运骨瓣、骨膜瓣移植等治疗，仍不能连接者称为难治性骨不连[4]。_难治性骨不连严重影响患者日常生活及工作，是目前骨折治疗仍面临的难题之一。

目前报道电刺激、超声波刺激、体外震波等，对四肢骨不连有一定疗效，但仍处于研发改进中，尚存在适应证及时机的选择等问题。__动物实验表明骨缺损处或骨折中注射几种分子有骨诱导的潜能，如TGF-13家族、BMP或PDGF。__目前对BMP研究较多，Alden等[5]用Ad-BMP-2在脊柱融合的动物模型中诱导和促进骨形成。孙大铭等[6]用BMP-2重组腺病毒诱导成骨。__虽然临床上骨不连的治疗已经开始应用生长因子，但大部分仍在实验研究中。___

骨不连伴有肌肉萎缩、骨质疏松、关节僵硬等，骨缺损达10 mm×6 mm×6 mm时即需要通过骨移植来修复[7]，骨来源有自体骨、异体骨、人工合成骨替代物等。__自体骨移植可维持新鲜而有活力的骨组织，诱导骨增殖的潜力高，且不会有免疫排斥，但自体松质骨数量有限，会产生供骨区疼痛、易并发疝、功能障碍、影响外观等缺点，对于四肢难治性骨不连，本身血供差，单纯植骨固定难以使骨愈合。_而单纯应用人工骨由于无活性细胞，效果往往也不理想。___

带血管的骨移植保证了移植骨在移植后仍能得到良好的血液供给，提高了移植的成活率，如带血管腓骨、髂骨移植，但有供区骨缺如等缺点，一旦手术治疗失败，再次手术更为棘手，患者多不易接受。_而单纯的骨膜切取可克服以上不足。__

骨折断端多种骨生长因子缺乏是形成骨不连的重要原因[8]。_骨髓是富含诱导性和确定性骨祖细胞的唯一组织，是治疗骨不连首选的移植材料[9]。__理想的人工骨应具有：良好的骨传导性、骨诱导性、生物相容性，体内可降解，与骨组织有相似结构，易于操作使用等[10]。_本组13肢采用自体骨髓复合人工骨联合髂骨骨膜移植治疗。__骨组织工程学的研究表明骨折愈合需要三方面因素：细胞、支架和骨诱导因子[11]。____骨髓复合人工骨优点：①自体骨髓移植可向骨不连和骨缺损处提供成骨细胞、间叶细胞和细胞刺激因子，在骨修复中起到促进作用；且骨髓不但本身具有成骨作用，还可诱导骨折处其他组织细胞转变为成骨细胞，提高了骨折愈合速度[12、13]。_梁雨田等[9]采用X线透视经皮将抽取的自体红骨髓注入长骨骨不连部位，成骨作用明显。_②经皮自体骨髓移植抽取方便、操作简便，创伤小、安全、来源丰富，无不良反应，不受局部条件限制，体内植入不良反应弱。③避免在自体取骨。_④植入保留一定成骨诱导活性成的人工骨，具有诱导成骨、对骨痂的形成及塑形起积极作用，另外骨断端间形成支架，具有骨的天然网状结构和一定的生物力学强度，为成骨细胞的长入提供支撑作用[14-16]。___

全身各处骨膜厚薄不同，髂骨膜最厚，髂骨骨膜外层血管多，血循环丰富，其内生发层厚度（24.98±4.88）um，且一定面积的成骨细胞、骨原细胞等数目最多[17]，细胞分化及功能活跃，成骨能力强。_旋髂深血管口径粗大、位置恒定，易于解剖和吻合，且髂骨骨膜面积大（必要时可取双侧髂骨骨膜），取材容易，切取后对供区无明显功能影响。____带血管的骨膜植入骨不连部位，改善局部动脉血供，促进静脉回流，为局部骨重建血液循环打下基础，同时骨膜内生发层细胞可分化为成骨细胞，具有成骨能力，能更好地向人工骨支架长入，对骨折的愈合具有促进作用。有研究发现[18]，原骨不连处硬化骨经骨膜移植后，原硬化骨变为正常骨质，说明吻合血管的骨膜移植能改善骨折端的血液循环；带血管的骨膜移植2周后即有血管长入受骨，骨膜内即有网织骨形成，并观察到成纤维细胞转化为成骨细胞直接进入受骨。___国外也有较多骨膜移植促进骨折愈合相关报道[19、20]。__本组移植的髂骨骨膜与骨不连部位血管作端端或端侧吻合，在小腿与胫前血管、大腿与股深或粗大穿动脉血管、前臂与骨间前血管、上臂与肱深血管吻合。_显微镜下精确无误地吻合血管，争取一次吻合成功，血管蒂不损伤和高质量的血管吻合技术是吻合后血管通畅的保证，也是移植组织成活与骨折愈合的关键，血管吻合后注意观察骨膜血运情况。

对于固定物的选择，要求对局部血运破坏小、减少对移植骨膜损伤、固定稳定、操作简便等，中心固定的绞锁髓内钉无疑是最佳选择。_绞锁髓内钉能获得较好的对线、对位，方便植骨，对移植骨膜损伤小，因非坚强固定早期患肢运动，骨折端微小活动，应力刺激利于骨痂生长。_适用于胫骨平台以下6 cm至踝关节面以上5 cm的胫骨干骨折，以及股骨干和肱骨干骨折，是临床上除前臂以外的四肢长骨干骨折首选治疗方法[21]。____本组有10肢选择绞锁髓内钉固定；1肢前臂双骨折用LC-DCP固定，点状接触减少对移植骨膜损伤；2肢胫骨远端骨不连Hybrid支架固定。__

本组仅为初步临床报道，仍有诸多问题值得探讨，如BMSCs具有向成骨细胞、成软骨细胞等多种间充质细胞系分化的潜能[22] ，但骨髓中含量少，如何通过分离和体外倍增，建立一个简单、稳定、高效的BMSCs体系等。___对于骨缺损严重、血管病变肢体、局部瘢痕组织多不主张使用本法。__本组因患者例数不多，也未进行分组对照，其临床应用的优势仍有待于进一步研究。_

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作者单位：1 泸州医学院附属医院骨与关节科（四川泸州，646000）；2 辽阳市中心医院骨二科；3东营市人民医院骨科；4 泸州医学院附属医院神经内科

通讯作者：鲁晓波，教授，硕士生导师，研究方向：骨、关节创伤与修复。_E-mail：luxiaobo1963@126.com