病例详解 | 诱导膜技术如何拯救感染性骨缺损?

什么是Masquelet技术

1986年,Masquelet将骨水泥团块植入骨缺损区,诱导出一个类似于滑膜组织构成的腔隙,在其中植入松质骨而成功的治疗了许多大段骨缺损的病例,从而创立了Masquelet技术(又称膜诱导技术)。其最大优点是由于诱导膜血运丰富,又能分泌促进成骨的多种因子,因此,在该腔隙内植入松质骨后成骨快,不易被吸收,治疗效果大为提高。Masquelet应用此方法成功治疗1例长达25cm的骨缺损,患者术后4个月骨缺损愈合,8.5个月可行走。

了解Masquelet技术的基本概念和注意事项对提高治疗效果,减少并发症很有必要。

基本手术步骤

第一步,先将炎性骨段彻底切除,植入含抗生素的骨水泥团块,并将伤口闭合(必要时使用皮瓣)。

第二步,术后6~8周,取出骨水泥团块,植入自体松质骨颗粒,骨折用接骨板或其他方法固定。

第一阶段注意事项:

①彻底清创,根除感染,直到骨缺损断端有渗血。如以前用髓内钉固定,取出内固定后要扩髓,反复冲洗髓腔并取深部组织做细菌培养。

②术中先取细菌培养,再静脉应用抗生素。

③骨水泥团块周围的软组织要有良好的血运,骨缺损周围的死骨和瘢痕组织要尽量切除,直至其有新鲜渗血。

④骨水泥在凝固过程中有明显散热,此时可用湿纱布将其和周围软组织隔离,并用盐水降温,防止其烫伤周围软组织。也可以在骨水泥团块刚开始散热时将其从骨折端拿出,待温度正常后再放回原处。

⑤适当固定。

⑥对有感染的骨缺损,骨水泥内要加入抗生素。

⑦创面要有良好的软组织覆盖,必要时应用皮瓣,伤口无张力缝合。

第二阶段注意事项:

①取出骨水泥时,不破坏诱导膜的完整性。

②扩通髓腔,去除所有失活组织。

③植骨量要充足,植骨后要适当压实。范围超过骨缺损两端1cm,两端髓腔内也要植入松质骨。

④对较大的骨缺损,可将异体骨、人工骨和BMP或自体骨混合,也可应用RIA技术从胫骨和股骨髓腔内取骨。

⑤植骨后缝合诱导膜。

⑥骨折稳定固定。

⑦切口无张力缝合。

骨水泥团块的作用与植骨材料的选择

骨水泥团块有3个作用:

①防止瘢痕组织长入骨折端,为植骨提供空间;

②消除骨折端的炎症;

③骨水泥团块周围产生的滑膜样诱导膜血供丰富,有利于植入的松质骨成活并有利于其皮质化。

骨水泥中常加入万古霉素和庆大霉素,不同作者对加入的比例报道差别较大。笔者的应用方法是每40g含抗生素骨水泥中(含0.5g庆大霉素)加入万古霉素4g。

植骨材料首选自体松质骨,如骨量不足,可加入不超过松质骨量1/3的异体骨或人工合成骨代用品。

自体骨的取骨部位

自体松质骨同时具有骨诱导、骨传导和成骨能力,所以在治疗骨缺损时,自体松质骨移植仍然是金标准。按取骨量的多少,不同的取骨部位应按以下顺序排序:髂后上棘>髂前上棘>股骨远端>胫骨近端>胫骨远端。虽然最近的研究表明,不同的取骨部位其骨诱导生长因子的含量无明显差别,但也有研究表明,髂骨中成骨和造血干细胞的含量要大于胫骨。髂前上棘取骨的优点在于其取骨方便,它无疑是最常用的取骨部位。其缺点在于取骨处疼痛和取骨量有限。一般认为,单纯从髂前上棘取骨,只能治疗5~7cm的骨缺损。但Masquelet的经验表明,同时从患者的双侧髂前和髂后上棘取松质骨而保留皮质骨,可用于修复15~20cm的胫骨缺损而供骨区没有任何并发症。

适应证与技术不足

适应证:

主要用于慢性骨髓炎、骨肿瘤切除、外伤性骨缺损的重建以及感染性骨不连接的治疗。

不足:

1.需将手术分成两个阶段完成,这看似是本手术的一个缺点,但对感染性骨缺损,为清除炎性坏死组织,减少复发,两阶段手术还是可避免的。
2.由于自体髂骨取骨量有限,不适于治疗大段的骨缺损,且取髂骨有一定的并发症,所以和骨搬移技术相比,这是不足之处。

取骨的扩髓冲洗吸引技术

2008年以来,国外有些学者应用了扩髓冲洗吸引(reamer irrigator aspirator,RIA)技术,即将股骨和胫骨扩髓时产生的骨屑收集起来用于植骨,可收集40~68ml骨屑。该方法供骨区并发症少,骨折愈合率较高(50%~90%),可用于治疗更大范围的骨缺损。McCall治疗20例2.0~14.5cm(平均6.6cm)的骨缺损,利用RIA技术平均取骨64ml,17例愈合,无取骨的并发症。Belthur做了一个骨缺损治疗的前瞻性研究,结果表明,利用RIA技术取骨组骨折愈合率(37/40)较髂前上棘取骨组的愈合率(32/40)高,虽然两组没有统计学差异,就术后取骨处的疼痛程度而言,无论是早期(术后48小时)、中期(48小时至3个月)或晚期(>3个月),RIA组较髂前上棘取骨组的疼痛评分明显降低。但RIA组出现1例股骨远端的皮质被穿破,1例取骨后需用空心钉固定股骨颈,以防止医源性骨折。髂前上棘取骨组3例感染,1例血肿形成,8例右大腿外侧麻木。Lowe对97例患者利用RIA技术取骨治疗骨缺损,其中发生4例股骨、1例胫骨和1例转子间骨折,需行内固定,占总病例数的6.2%。实验室研究表明,在利用RIA技术取出的骨屑中,生长因子和成骨干细胞含量较髂前上棘内多。虽然RIA技术有上述优点,但目前尚无高水平的循证医学证据证明,治疗骨缺损时利用RIA技术取骨较髂前上棘取骨的愈合率要更高。

需要解决的问题

1.除了骨水泥以外,植入纺织品等产生的诱导膜其上皮出现滑膜或绒毛样化生,也许对促进成骨的效果会更好。

2.除了已知的生长因子以外,诱导膜是否还会分泌其他的生长因子?

3.除了自体骨以外,骨替代物以什么比例混入而对成骨过程不产生负面影响,尚不太清楚。值得关注的是去矿化骨基质(demineralized bone matrix),其同时具有骨诱导性和骨传导性,它和利用RIA技术取出的骨屑一样,成骨作用和取髂骨效果相似。

4.采用什么方式固定更合适。超过20cm的骨缺损,外固定架难以维持力线。髓内钉固定后取骨水泥较困难,且占用植骨的空间。

无论使用哪一种方法治疗骨缺损,在术前都应告诉患者,骨缺损的治疗是一个困难而又漫长的过程,其最终治疗结果有时是难以预料的。患者选择很重要,预测治疗结果的两个重要指示,一是感染是否彻底根除,二是患肢的血运状况是否良好,这两点和患者的预后密切相关。

技术要点

  • 使用骨水泥时不能仅局限填充缺损,应将骨水泥超出骨折两端
  • 在骨水泥硬化时进行降温
  • 骨水泥填充物的周径应比骨骼周径略大,以软组织能包容为准
  • 切开诱导膜,应用与骨膜下剥离相同的技术将其剥离
  • 去除覆盖在髓腔表面的诱导膜,开发髓腔以促进血液循环
  • 不要将植骨压得太紧
  • 植骨后缝合诱导膜,创造一个密闭环境。
病例一

【主诉】

患者男性,28岁。主因右小腿砸伤6小时,患肢出血、活动受限,于2010年6月入院。

【入院查体】

右小腿畸形,其中下部的前内侧有一3cm的伤口,骨折端外露。足趾血运好,可活动。

【影像学检查】

X线片示右胫骨下段短斜行骨折(图1)。

图1 术前X线片

【诊断】

右胫骨开放骨折(GustiloⅡ型)。

【治疗】

急诊行清创和外固定术(图2)。伤后2周,伤口有持续渗液,行常规换药处理并静点敏感抗生素2周,伤口渗液持续存在。伤后2个月,改为双侧单边外固定架固定(图3)。伤后3个月,近骨折线端约6.5cm胫骨出现坏死(图4)。行清创术,去除死骨,植入抗生素骨水泥链珠(图5)。植入链珠术后2个月(伤后5个月),取出链珠植入自体松质骨(图6)。植骨术后1.5个月,植骨颗粒开始融合(图7)。植骨术后3个月,骨缺损初步愈合(图8)。植骨术后6个月,骨缺损愈合良好,去掉小腿外侧外固定架(图9)。植骨术后8个月,骨折愈合良好,去掉内侧外固定架(图10)。去架后1个月,无明显外伤,骨缺损近端发生再骨折且胫骨向前成角(图11)。在骨折端做截骨,矫正胫骨向前成角并重新行外固定(图12),4个月后,骨折愈合。

【经验与体会】

1.Masquelet技术是治疗感染性骨缺损常用的方法。本病例之所以发生再骨折,可能与植骨范围较局限有关。如果植骨区扩大到骨缺损两端髓腔内约1cm的范围,骨缺损近端的再骨折则有可能避免。

2.对采用双侧单外固定架固定者,骨缺损愈合后,外固定架要分次去除。如采用单边或环形外固定架固定,外固定针可分次去除,使骨折端负重逐渐增加,避免发生去架后再骨折。但它只是避免再骨折的方法之一,骨折愈合的质量才是避免再骨折的决定因素。

图2 术后X线片

图3 双侧单边外固定架固定

图4 伤后3个月,骨折线近端胫骨出现约6.5cm坏死

图5 清创去除死骨,植入抗生素骨水泥链珠

图6 取链珠植骨

图7 植骨术后1.5个月

图8 植骨术后3个月,骨缺损初步愈合

图9 植骨术后6个月,骨缺损愈合良好,去掉外侧外固定架

图10 植骨术后8个月,去掉内侧外固定架

图11 去架后1个月,发生再骨折且向前成角

图12 再骨折的治疗
 a. X线片显示,截骨矫形并重新外固定;b.矫形外固定后外观

病例二
【主诉】
患者男性,29岁。主因交通伤致左小腿远端开放损伤4小时,于2013年10月27日入院。
【入院查体】
左小腿远端内侧有16cm×13cm创面,骨折端外露,足趾血运好,可活动。
【影像学检查】
X线片示左胫骨远端粉碎骨折,骨折端向内侧成角(图1)。
图1 术前X线片
【诊断】
左胫骨远端开放性骨折(GustiloⅢB型)。
【治疗】
行急诊清创,跨关节外固定架固定(图2)。伤后第3天,重复清创,用接骨板固定腓骨并将外固定架移至小腿外侧,以方便小腿内侧创面的治疗(图3)。
伤后16天(第二次清创术后12天),创面有肉芽生长,部分胫骨外露(图4),行第三次清创。术中去除感染坏死的骨质,胫骨形成5cm节段性缺损。从接骨板的近端去掉一部分腓骨后,将胫骨短缩3.5cm,在骨缺损处植入含敏感抗生素的骨水泥团块并行交腿皮瓣,将创面覆盖。3周后行断蒂术,见皮瓣尖端部分坏死(图5)。皮瓣术后3周行断蒂,并将皮瓣坏死部分切除,见骨水泥周围有炎性肉芽组织,考虑有感染。遂将骨水泥团块取出(图6a),清创后,再次放入骨水泥团块并闭合伤口(图6b)。术后静点敏感抗生素3周。术后皮瓣中部伤口有持续性渗出,后逐渐破溃,最终导致骨水泥再次外露(图7)。
伤后4个月(第二次骨水泥植入后2.5个月),去掉单边外固定架,改用环形外固定架固定。取出骨水泥团块,去掉固定腓骨的接骨板,再次去掉部分腓骨并再次将胫骨短缩,使骨缺损端对接。由于胫骨远端骨缺损较多,导致对接点接触面积较小。为确保断端骨折愈合而行开放植骨术。最后行胫骨近端截骨,术后1周开始胫骨延长(图8)。术后小腿远端前方植骨处遗留了约3cm2植骨创面。植骨术后2周,表层植骨颗粒有部分坏死,遂将坏死部分清除。术后创面逐渐缩小(图9)。植骨术后3.5个月(伤后7.5个月)创面愈合(图10)。胫骨近端延长5cm,使双下肢等长(图11)。延长术后2个月,延长区开始矿化,但胫骨远端开放植骨处并未愈合(图12)。延长术后5个月,延长区和胫骨远端皆愈合(图13)。8个月后,愈合进一步加强,去除外固定架,练习行走(图14)。胫骨延长及胫骨远端开放植骨术后1年(即外固定架去除后4个月,伤后16个月),X线示胫骨近端及远端愈合良好(图15)。伤后4年(去架后3年)随诊,患者已恢复体力劳动,感染无复发,踝关节背伸中度受限,骨折愈合良好(图16)。本患者共接受6次手术,历时1年4个月,花费约16万元。
图2 术后X线片
图3 将外固定架移到外侧
图4 创面有肉芽生长,部分胫骨外露
图5 皮瓣尖部有部分坏死
图6 皮瓣术后3周
a.断蒂,将骨水泥团块取出;b.再次放入骨水泥团块并闭合伤口
图7 第二次骨水泥植入后皮瓣再次破溃,导致骨水泥外露
图8 取出骨水泥,胫骨再次短缩并行断端开放植骨术和胫骨近端截骨术
图9 开放植骨术后2周,创面逐渐缩小
图10 植骨术后3.5个月,创面愈合
图11 胫骨延长5cm,使双下肢等长
图12 延长术后2个月
图13 延长术后5个月
图14 延长术后8个月,去掉外固定架

图15 去架术后4个月

图16 伤后4年(去架后3年)随诊
a.骨折愈合良好,感染无复发;b、c.患肢功能良好,患者已恢复体力劳动
【经验与体会】
1.本患者初始的治疗策略是清创后先行胫骨短缩,缩小创面,再应用Masqulet技术和交腿皮瓣闭合创面,将开放感染的骨缺损转变成闭合的非感染性骨缺损,再通过植骨实现骨折愈合,最后再行患肢延长、恢复肢体长度。由于皮瓣部分坏死,导致第一次骨水泥植入失败。第二次植入骨水泥,由于清创不彻底,而再次失败,最终通过骨折端二次短缩和开放植骨实现骨折愈合。本患者治疗过程比较复杂,现在看来,其治疗方法未必是最佳选择。
2.本患者第二次取出骨水泥后,虽经胫骨再次短缩,实现断端对接,但接触面积较小,进行开放植骨是较明智的选择,否则对接点不愈合的可能性较大。从本病例可看出,对严重的胫骨开放伤,患肢短缩延长术可结合Masqulet或开放植骨术达到治疗目的。如皮瓣部分坏死导致骨水泥外露,伤口感染,闭合植骨条件不成熟时,可转成开放植骨,及时调整治疗策略很有必要。
3.由于腓骨骨折端距踝关节较近,第二次清创时进行腓骨固定是为了防止其上移,后续的腓骨去除距踝关节较远,所以未发生腓骨上移。
4.本病例也存在另一种治疗选择,即在第二次清创,调整外固定架后进行创面植皮,而不急于行交腿皮瓣闭合伤口。观察3~4个月,胫骨干骺端骨折大部愈合后,再将感染坏死的骨折片清除,此时形成的骨缺损可能较小。最后通过开放性骨搬移或开放植骨技术,达到闭合伤口和骨折愈合的目的,这样可能省略交腿皮瓣这一环节,简化治疗过程。
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