打压成形植骨治疗大段骨缺损的可行性研究

席 澍,张纯朴,张英泽,张立元,张志国,邢文钊(.河北医科大学第三医院骨伤科，河北省骨科生物力学重点实验室，河北 石家庄 05005；.河北医科大学第三医院创伤急救中心，河北省骨科生物力学重点实验室，河北 石家庄 05005；.河北省第七人民医院骨外科,河北 定州07000)

·论著·

打压成形植骨治疗大段骨缺损的可行性研究

席 澍1,张纯朴1,张英泽2,张立元3,张志国1,邢文钊1
(1.河北医科大学第三医院骨伤科，河北省骨科生物力学重点实验室，河北 石家庄 050051；2.河北医科大学第三医院创伤急救中心，河北省骨科生物力学重点实验室，河北 石家庄 050051；3.河北省第七人民医院骨外科,河北 定州073000)

目的探索优化植骨新方法，研究打压成形植骨治疗大段骨缺损的可行性。方法按照骨缺损的三维解剖形态制备打压成形模具。将髂骨碎骨颗粒与组织生物胶混合，装入模具打压成形。将打压成形的段状骨植入骨缺损处，行内固定。结果打压成形模具可将碎骨颗粒打压成带腔管的管状骨，解剖形态与骨缺损一致。将制成的大段管状结构骨植于山羊股骨缺损处观察8周，植骨与股骨断端皮质连续,骨髓腔通畅。结论利用打压成形模具可将碎骨颗粒打压成解剖形态与骨缺损一致的带管腔的管状骨，优化了植骨方法，为大段骨缺损的治疗提供了新方法、新思路。

骨缺损；骨骼移植术；山羊

10.3969/j.issn.1007-3205.2014.07.025

创伤、感染、肿瘤以及先天性骨病所致的长骨大段骨缺损为难治性[1]骨不连或骨缺损，其治疗一直是骨科的难题和研究热点。目前长管状骨大段骨缺损的治疗和功能重建仍是骨科临床治疗的极大挑战[2]。虽然有骨搬移[3]等技术的不断发展和完善，但自体骨移植仍然是治疗骨缺损的首选。本研究尝试根据骨缺损的三维解剖形态制备打压成形模具，将动物髂骨制成碎颗粒状与组织生物胶混合，装入模具进行打压成形，并将打压成形的管状骨植入骨缺损处，行内固定，观察其愈合情况。

1 材料与方法

1.1 实验动物:本地成年、健康的雄性山羊2只,年龄24个月,体质量约30kg,由河北省实验动物中心提供，购入后在河北医科大学第三医院动物实验室圈养1周,观察健康活泼、活动无异常纳入实验。

1.2 模具制备:按管状骨形态(山羊股骨)预制可拆装模具，包括带微孔底盘、带微孔固定片、轴芯、2.0克氏针、打压套管。微孔围成的圆周内径为缺损股骨的外径，底盘中央的圆孔通过螺纹与轴芯相连接，2.0克氏针穿过底盘微孔后穿入固定片微孔，底盘微孔与固定片微孔同心相对，长度由底盘和固定片间距控制，克氏针穿过同心相对微孔围成栏栅状管壁结构，轴芯到克氏针的间隙为预制骨的壁厚，打压套管的壁厚较预制骨的壁厚稍小，打压套管沿着轴芯打压。

1.3 实验方法

1.3.1 术前准备及麻醉:实验动物术前18h禁食水(山羊为反刍动物),术前肌内注射速眠新(0.1mL/kg),30min后追加初次剂量的1/2,麻醉效果可维持2h以上。经颈静脉置管,术中5%葡萄糖盐水静脉滴注补液,术中静脉滴注160万U青霉素。常规消毒铺巾(保持口鼻腔呼吸通畅),局部1/10万盐酸肾上腺素生理盐水注射。

1.3.2 切取髂骨:麻醉显效后，髂骨区及股骨区备皮，碘伏消毒手术野皮肤20cm×20cm，沿髂嵴依次切开皮肤、皮下组织直达髂骨表面，切开骨膜至骨面,用骨膜剥离器剥离骨膜,自髂后上棘侧方约1cm处向外取出4cm×5cm大小的整块髂骨，生理盐水冲洗切口后,充分止血,逐层缝合切口。

1.3.3 管状结构骨段制备:将取出的山羊髂骨制备成3mm3骨颗粒，将颗粒骨装入已高温消毒的模具内，模具内松散的颗粒骨高度为1cm左右，注入生物胶1支(生物胶属于医学生物黏合剂类，包括纤维蛋白原、氯化钙、Ⅷ因子、抑肽酶组成的Ⅰ剂和凝血酶组成的Ⅱ剂，使用前将2剂于恒温箱溶成2.5mL的生理盐水水剂；使用时涂于骨片的断面上，使骨片黏合复位；有黏合强度高、复位性好、愈合快的特点，其本身不参与成骨)，将打压套管从轴芯上端向底座打压，将颗粒骨及生物胶混合打压至骨柱高度5cm左右，将轴芯拧出，逐一拔出克氏针,完成山羊髂骨颗粒打压成形。

1.3.4 山羊股骨区手术:同侧股骨区纵行逐层切开显露至股骨，将股骨中段用线锯去除5cm，将打压成形后的管状结构骨植于缺损处，用钢板行内固定,生理盐水冲洗切口后,充分止血,逐层缝合切口。

1.3.5 术后护理:术后将山羊置于通风良好处,待完全清醒后,放回圈中,给予清水、精饲料喂养,给予青霉素160万U/d肌内注射，1次/d,切口换药1～3d 1次，避免切口感染，术后8d拆除缝线，密切注意山羊饮食、活动及排便情况，发现异常情况及时早期处理。

1.3.6 取材和观察方法:术后即刻摄片观察打压成形骨段的固定情况，术后第8周取材，行X线片及CT扫描检查。

2 结 果

2.1 大体观察：打压成形的管状骨解剖形态与切取的骨段形态一致，壁厚较正常骨的皮质厚一倍，长度相等，有完整的腔隙，表面成明显的颗粒粗糙面(图1)。

2.2 影像学观察：植骨当日X线片显示,骨缺损处管状结构骨段植入确切，钢板固定良好(图2)。植骨后8周X线片显示,骨缺损的远近段骨皮质连续，骨髓腔存在(图3)。术后8周CT显示,纵剖面原骨缺损处皮质连续，骨髓腔通畅，横断面呈骨髓腔圆形存在(图4)。

图1 打压成形后的管状结构骨 A.横面观;B.纵面观
图2 术后即刻X线片 A.正位;B.侧位
图3 术后第8周X线片 A.正位;B.侧位
图4 术后第8周CT图像 A.冠状面;B.横断面

3 讨 论

长骨大段骨缺损是临床骨科治疗的难点，也是目前研究的热点。一般认为,总长度<6cm的节段性长骨缺损多能够通过常规的自体或人工骨移植而达到恢复或基本恢复伤肢长度和功能的作用，然而，总长度>6cm的大段长管状骨缺损的重建和修复则非常困难和复杂，当前临床上常用治疗方法有牵拉成骨技术[4]、同种异体骨移植技术、髓内钉加钛网内植骨技术及自体骨移植等。

牵拉成骨技术的特点是微创、操作简单，治疗费用相对较低，但其亦存在许多缺点,固定时间长，操作繁琐，需要每天对固定器材进行微调，而且有神经、血管损伤，钢针松动,针道感染，以及邻近大关节活动受限等并发症。大量同种异体骨移植的爬行替代[5]能力有限，又因为其术后有感染、骨不愈合等并发症，故临床上在大段管状骨缺损的治疗中使用相对较少。Clements等[6]研究发现髓内钉辅以钛网植骨技术是治疗大段管状骨缺损的新方法，钛网可以起到桥接的效果。但我们认为髓内钉的应用可以影响到髓腔的血运，特别是对于萎缩性骨不连且合并局部血供不良的患者慎用。

自体骨移植是目前公认的治疗骨缺损的有效方法，供骨部位包括髂骨、腓骨、桡骨、肩胛骨移植等,各有其优、缺点。在大段管状骨缺损的治疗中，以带血管蒂腓骨移植的报道较多，但是腓骨移植术后供骨区的并发症较多，术后供骨区存在客观运动减弱、主观不适、疼痛或感觉异常。髂骨是临床治疗中最好的供骨区。其存在着特殊优势，髂骨区骨量大，中间是松质骨，内外板是皮质骨，取骨后并发症相对较少，骨髓中含有各种生长因子[7]及活性干细胞[8]成分，有促进骨再生的作用。所以，合理利用髂骨的松质骨和皮质骨成为目前探索髂骨植骨的重要课题。Aro等[9]研究认为,膜内成骨和骨折端间隙有显著关联，骨折间隙小，骨折端接触紧密，有利于膜内成骨的产生。以往所植髂骨常修剪为颗粒状、条状，在骨折周围呈散在堆状植骨，在植骨术后常由于肌肉的收缩运动，所植髂骨有不同程度的移位改变，并且植骨成活后的骨单元不等距，周围的软组织易于侵入，最终影响治疗效果。

虽然髂骨骨量较大，但取骨后不能再生和重复使用，其来源有限，所以合理、有效地使用髂骨资源是每个骨科医生的研究课题。本研究通过取出山羊髂骨块来制备成颗粒骨，并利用特制的模具将骨颗粒及生物胶混合打压成形，得到与长管状骨结构一致的管状骨结构，解决了缺损区的骨形态问题，保持了髓腔血流再通，为髓腔内的膜性成骨创造了有利条件，且节省了髂骨资源，优化了植骨方式，手术操作也较为简单，为临床上解决各种原因引起的骨缺损，尤其是对于大段管状骨缺损的治疗提供了新思路及新方法。

打压成形植骨治疗大段长管状骨缺损的优点总结如下：①打压成形技术可以根据长骨缺损骨质的长度、直径、皮质骨厚度，人为控制骨的形态，制成解剖形态与骨缺损一致的骨段，优化了植骨方式；②封闭打压成形骨结构有效阻挡了骨折周围软组织的侵入；③成活骨单元的距离均匀分布，利于骨的连接及愈合；④由于打压成形的骨段是管状中空结构，相当于通畅的骨髓腔，加强了髓腔的血流灌注，增强了所植骨的血液供应，为髓内膜性成骨创造了有利条件；⑤管状中空结构的管状骨，大大节省了髂骨资源；⑥与腓骨移植相比，髂骨移植明显降低了供骨区术后并发症的产生；⑦与同种异体骨植骨相比较，髂骨属于自体骨移植，不存在排斥反应，骨愈合的生物学特性基本正常。

本研究尚存在一些问题:①打压成形后的骨段生物力学性能如何；②髂骨颗粒与所用生物胶的配比比例如何；③成活的骨结构组织学检查如何等。这些均有待于大量实验研究提供可靠的数据。

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(本文编辑：赵丽洁)

2013-12-06；

2014-04-06

席澍(1989-)，男，安徽滁州人，河北医科大学第三医院医学硕士研究生，从事骨伤科疾病诊治研究。

R687.34

B

1007-3205(2014)07-0812-03