骨水泥在儿童特殊骨病变中的临床应用

夏天 宁波 宋君 裴新红 王达辉 马瑞雪

骨水泥在儿童特殊骨病变中的临床应用

夏天 宁波 宋君 裴新红 王达辉 马瑞雪

目的观察骨水泥填充治疗难以应用植骨的小儿骨病变的疗效及分析。方法2012 年 5 月至2016 年 5 月期间我院收治进行骨水泥填充治疗骨病变 10 例 ( 11 处 )。其中男 8 例，女 2 例，年龄 2～15 岁，平均 8.2 岁；感染性病变 7 例 ( 骨结核 4 例、非特异型感染 3 例 )、肿瘤及肿瘤样病变 3 例 ( 软骨母细胞瘤2 例、骨纤维结构不良 1 例 )；股骨 5 例、胫骨 3 例、尺骨 1 例、髂骨 1 例、髋臼 1 例。手术中先对病灶取活检，冰冻病理提示病变为感染或无法植骨的肿瘤后，对病灶彻底清创，以骨水泥填充骨缺损区，1 例同时使用外固定架和髓内钉固定。术后石膏固定 6～12 周，目前术后骨水泥尚未取出。结果随访时间 6～36 个月，平均 22.4 个月。随访患儿中，感染或肿瘤性病变均无复发，无疼痛，无病理性骨折发生。累及下肢骨患儿，均恢复完全负重。受累关节活动度得到改善。1 例慢性骨髓炎患儿因病灶完全破坏胫骨远端骨骺，术后 1 年出现胫骨短缩、踝内翻，余患儿受累骨力线良好。结论骨水泥对小儿骨感染病变和无法植骨的肿瘤性病变进行填充治疗的疗效显著，可有效地缓解患者的临床症状，降低其病情的复发率。该方法为难治性儿童骨病变提供了一种良好的治疗选择。

骨水泥成形术；骨肿瘤；儿童；骨感染

骨关节感染和肿瘤性疾病是儿童骨科常见的疾病，感染在儿童中的发病率达 2～13 / 100 000[1-2]，在发展中国家比例更高[3]，骨肿瘤及肿瘤样病变在儿童中虽无明确的整体发病率报道，也很常见。

目前对儿童骨病变中骨质缺损的治疗方法以植骨为主，但仍然存在一些不适合植骨的病例，如感染、侵袭性生长的良恶性交界肿瘤等，在这类儿童骨病的治疗中，病灶清除后维持骨稳定性存在困难。而骨水泥具有稳定性强、不易被侵蚀等特点，是一种针对不宜植骨的骨缺损病例填充的良好选择。骨水泥填充已在成人中常规应用，以治疗椎体压缩性骨折、骨髓炎、骨肿瘤等，但在儿童中的应用尚未见系统性的报告。自 2012 年 5 月至 2016 年5 月，我院对 10 例 ( 11 处 ) 儿童难治性骨病的患儿进行了病灶清除骨水泥填充治疗，取得了满意的效果，现报告如下。

资料与方法

一、一般资料

本组 10 例 ( 11 处 ) ( 表 1 )，其中男 8 例，女2 例，年龄 2～15 岁，平均 8.2 岁。感染性病变7 例 ( 结核 4 例、非特异型感染 3 例 )、肿瘤及肿瘤样病变 3 例。股骨 5 例、胫骨 3 例、尺骨 1 例、髂骨 1 例、髋臼 1 例。临床表现为受累骨相应部位的疼痛。查体患儿存在不同程度的受累关节的活动受限。辅助检查：X 线片、CT 检查：10 例患儿均存在不同程度的骨质破坏表现。MRI 检查：病灶区可见增强强化的异常信号。本组病例均为感染或肿瘤病变，因累及关节或反复发作而不适合自体或同种异体骨植骨。其中 4 例 ( 表 1 中病例 1、3、4、10 ) 为植骨术后病变复发再次手术。对反复发作的病灶、严重感染或累及关节的病灶，骨水泥填充成为一种不得不做的选择。

二、治疗方法及典型病例

1. 治疗方法

术前诊断为结核患儿均在上海市公共卫生临床中心正规抗结核治疗 4～6 周。显露病灶后，先取病变组织送冰冻病理检查。对感染性病变，彻底清理感染骨、坏死骨及周围反应组织，直至新鲜渗血组织出现，以大量生理盐水、3% 过氧化氢溶液、无痛碘溶液冲洗病灶区。对良性肿瘤性病变，彻底刮除肿瘤组织，磨钻打磨肿瘤囊壁至渗血显露正常骨组织，以无菌蒸馏水浸泡病灶区。术中透视确定病灶清理彻底，以纱布填充蘸干骨缺损区残留的冲洗液和渗血。取出填充纱布后，骨水泥立即置入骨缺损区填充紧密。修整病灶边界与相邻骨质平齐，并术中摄片确认填充情况。

表 1 一般资料Tab.1 Patients characteristics

1 例左胫骨大面积骨纤维结构不良患儿术中同时使用 Ilizarov 外固定架辅助固定，未石膏固定，余患儿术后均加用石膏外固定。术后在规定期限内随访，根据复查 X 线片情况，决定拆除石膏时间。

非特异性感染患儿行静脉抗感染治疗，至血沉、C 反应蛋白恢复正常。结核患儿出院后返回公共卫生临床中心就诊，继续抗结核治疗。

2. 典型病例

例 1，男，10 岁，左胫骨骨纤维结构不良。因左下肢弯曲畸形 5 年外院 3 次术后入院。患儿 1 岁时发生左胫骨病理性骨折，以纤维结构不良于行病灶清除植骨术。数月后植骨愈合，开始负重行走。5 岁出现小腿弯曲，行截骨矫形病灶清除、自体髂骨植骨内固定术。次年内固定断裂再次手术。骨质愈合后逐渐开始行走，小腿弯曲畸形再次出现并逐渐加重。查体：左小腿明显弯曲畸形，最弯处位于踝上 5 cm 处，距中线 3 cm。X 线片显示：左胫骨中下段病灶，胫骨不规则增粗，外侧弓状畸形，腓骨同时出现弯曲畸形。术前 X 线片显示患儿病灶范围大，占胫骨全长 2 / 3，胫骨弯曲畸形，成角达 40° ( 图 1a、b )。

患儿术中先取出前次手术残留内固定物；在腓骨弯曲最大处行腓骨骨膜下截骨；透视定位胫骨病变处，骨膜下显露胫骨，骨皮质菲薄呈蛋壳状且有点状缺失，掀开蛋壳状的骨皮质，其内为白色的纤维样组织，予以搔爬刮出，肿瘤切除后见该处病变为周遭样，后方皮质近于完全缺失，仅残存点状的蛋壳状骨皮质与骨膜相连。胫骨弯曲 2 处截骨后，传入弹性髓内钉。调整力线后腓骨重叠 2 cm，予截骨，腓骨以克氏针 1 枚轴向固定。所截腓骨用以植骨，远端 6 cm 长的胫骨周遭缺损用骨水泥充填。置Ilizarov 环外固定，并适当加压。术中拍 X 线片见胫骨病灶清除、彻底、植骨、骨水泥充填确实，胫腓骨力线良好，髓内针以及外固定架位置良好。

术后定期复查，并在截骨愈合后带外固定架行走。术后 23 个月，X 线片见下肢力线良好，肿瘤无复发 ( 图 1c、d )。拆除外固定架后，复查 X 线片良好 ( 图 1e、f )，恢复负重行走。

例 2，男，9 岁，右胫骨骨髓炎。因右胫骨骨髓炎术后，创口持续流脓 5 个月入院。患儿因右胫骨骨髓炎曾行右胫骨病灶清除冲洗引流术。第一次手术后 5 个月，小腿上段内侧、下端近踝处 3 处创口窦道形成，持续排脓。X 线片示右胫骨全长骨质破坏，胫骨下端前方死骨形成，胫骨远端骨骺破坏，累及踝关节 ( 图 2a )。患儿骨髓炎病灶范围大，且迁延不愈，累及踝关节，惟有选择病灶清除骨水泥填充治疗。术中分别切除小腿上端和踝内侧窦道，彻底清除病灶和死骨，在胫骨缺损区填充骨水泥( 图 2a、2b、2c、2d )。术后伤口愈合良好，无窦道形成，术后 1 年复查 X 线片见右胫骨感染病灶无复发，骨质愈合良好 ( 图 2f )。

例 3，男，3 岁，右股骨近端骨结核。患儿因步态异常就诊，摄片发现右股骨近端病变 ( 图 3a )，遂行股骨病灶清除，术中冰冻提示结核，病变腔用3% 过氧化氢溶液、无痛碘、庆大霉素生理盐水以及单纯生理盐水反复冲洗后，自体髂骨植骨 ( 图 3b )。植骨术后 5 个月发现伤口瘘道形成，摄片见右股骨近端结核复发 ( 图 3c )。患儿右股骨近端结核复发，窦道形成，惟有选择病灶清除骨水泥填充治疗( 图 3d )。骨水泥填充术后患儿伤口愈合良好，术后18 个月复查，查体髋关节活动无受限，X 线片见右股骨结核病灶无复发，骨质愈合良好 ( 图 3e )。

图 1 患儿，男，10 岁，左胫骨骨纤维结构不良 a～b：术前外观、X 线片；c～d：术后支架外固定后外观、X 线片；e～f：术后拆除外固定后外观、X 线片Fig.1 A 10-year-old boy with osteof i brous dysplasia in the left tibia a - b: Preoperative appearance and r adiographs; c - d: Postoperative appearance and radiographs with external fi xation; e - f: Postoperative appearance and radiographs after external fi xation was removed

图 2 患儿，男，9 岁，右胫骨骨髓炎 a：术前 X 线片示骨髓炎骨质破坏情况；b：术中 X 线片示病灶清除后骨质缺损情况；c：术中 X 线片示骨水泥填充情况；d：胫骨下端骨水泥填充情况；e：胫骨上段骨水泥填充情况；f：术后 1 年 X 线片Fig.2 A 9-year-old boy with osteomyelitis in the right tibia a: Preoperative radiograph of bone destruction; b: Intraoperative radiograph of bone defect after focus debridement; c: Intraoperative radiograph of bone cement fi lling; d: Bone cement in the distal tibia; e: Bone cement in the proximal tibia; f: Postoperative radiograph taken at 1 year after operation

例 4，男，15 岁，左胫骨近端软骨母细胞瘤。患儿因左膝疼痛活动受限就诊，X 线片见左胫骨近端骨骺内病变，行病灶清除术，术中冰冻病理为软骨母细胞瘤，遂行自体髂骨植骨术。第一次手术后 19 个月，左膝外伤后肿痛，X 线片见左胫骨近端骨骺内病变复发伴病理性骨折，再次行病灶清创术，植入自体髂骨及同种异体骨。第二次手术后 16 个月，复查 X 线片示病变再次复发 ( 图 4a、b )。患儿左胫骨近端软骨母细胞瘤两次手术病灶清除后植骨均复发，惟有选择病灶清除骨水泥填充治疗 ( 图 4c、d )。术后患儿定期复查，肿瘤无复发( 图 4e～g )。

三、疗效评价

患儿在术后 1.5 个月、3 个月、6 个月、1 年、2 年等时间点复查 X 线片。评估局部病灶有无复发，骨水泥有无松动。检查患儿关节活动度、疼痛、步态等情况。

图 3 患儿，男，3 岁，右股骨近端骨结核 a：术前 X 线片；b：病灶清除植骨术中 X 线片；c：植骨术后 5 个月 X 线片示结核复发；d：骨水泥填充术中 X 线片；e：骨水泥填充术后 18 个月 X 线片图 4 患儿，男，15 岁，左胫骨近端软骨母细胞瘤 a～b：术前 X 线片；c～d：骨水泥填充术中 X 线片；e～g：骨水泥填充术后 18 个月 X 线片Fig.3 A 3-year-old boy with tuberculosis in the proximal femur a: Preoperative radiograph; b: Intraoperative radiograph of bone graft; c: Radiograph of tuberculosis recurrence at 5 months after bone graft; d: Intraoperative radiograph of bone cement fi lling; e: Postoperative radiograph taken at 18 months after operationFig.4 A 15-year-old boy with chondroblastoma in the proximal tibia a - b: Preoperative radiographs; c - d: Intraoperative radiographs of bone cement fi lling; e - g: Postoperative radiographs taken at 18 months after operation

结 果

本组 10 例均获随访 6～36 个月，平均 22.4 个月。随访患儿的 X 线片显示：感染或肿瘤性病变均无复发，骨水泥无松动，无病理性骨折发生。累及下肢骨患儿，均恢复完全负重。累及关节患儿术后活动度得到明显好转 ( 表 2 )。1 例慢性骨髓炎患儿因病灶完全破坏胫骨远端骨骺，术后 1 年出现胫骨短缩、踝内翻，余患儿受累骨力线良好。

讨 论

一、骨水泥在儿童应用的适应证及作用机制

骨水泥填充治疗是成人中广泛使用的技术，目前主要应用于关节置换术中固定关节假体、经皮椎体成形术中填充支撑[4]、骨髓炎治疗中作为抗生素释放载体[5]和骨巨细胞瘤治疗[6]，取得了良好的治疗效果。而骨水泥在儿童骨病变的应用尚未见系统性的报告，仅有应用于骨巨细胞瘤的个例报道，目前并没有明确的儿童应用适应证。本组病例中，7 例为感染性病变，其中 4 例为骨结核，且有 1 例为前次植骨后复发。尽管近年来对于炎症病灶清除后是否可以植骨存在争议，但植骨后容易复发，骨儿童炎症骨缺损后填充物选择困难，本组选用骨水泥填充。本组 1 例为软骨母细胞瘤，其侵袭性生长，易复发，骨水泥能有效灭活病灶中的肿瘤细胞，并阻止肿瘤细胞的生长。Cho 等[7]报道的 9 例胫骨近端软骨母细胞瘤治疗中，其中 2 例＜18 岁患者也使用了骨水泥填塞，得到了良好效果。因病变累及骨骺，填充术后是否会畸形及异常生长，仍需进一步随访。通过本组病例的结果分析：在无法使用自体髂骨或同种异体骨植骨的情况下，尤其是复发性炎症有窦道形成不愈合、复发性骨肿瘤以及大面积骨质缺损尤其骨皮质缺损时，骨水泥的填充是一个很好的选择。

骨水泥填充病灶缺损区后通过以下机制达到治疗效果：( 1 ) 填充缺损区域，恢复力学稳定性。使骨的力传导迅速恢复到正常水平，从而使患儿能较早恢复负重。( 2 ) 对病灶的抑制：骨水泥在聚合反应中产生的较高温度，在动物和人体内的实验和临床研究中，骨水泥的中心温度可达到 50 ℃～70 ℃，可以有效灭活病灶中的肿瘤细胞，并阻止肿瘤细胞的生长。同时骨水泥的占位效应，减少了感染和肿瘤组织继续侵袭的空间。骨水泥中的单体组分甲基丙烯酸甲酯具有一定的毒性，在活体外细胞的培养中发现其对正常细胞及肿瘤细胞存在细胞毒作用。( 3 ) 缓解疼痛：虽然目前骨水泥填充后缓解病变疼痛的机制还没有完全明确，但填充后的骨水泥可以稳定微骨折[8]，减少骨折断端的微小移动，进而减少骨折断端对痛觉神经末梢的刺激。同时骨水泥在凝聚过程中释放热量，产生较高的温度，也可以破坏病灶周围的痛觉神经末梢[9]，这都可能是其缓解疼痛的机制。目前也有临床中心对肢体恶性骨病灶实施穿刺骨水泥置入，以缓解疼痛，68.2%的患者疼痛得到缓解[10]。

二、操作过程中的注意点

为达到骨水泥填充良好的效果及安全性，手术中应注意以下方面：( 1 ) 病灶清除彻底，在填充前重视髓腔的冲洗、吸引，可用含肾上腺素海绵填充止血和保持干燥。( 2 ) 填充骨水泥自缺损区域最深部开始，避免形成空隙。对浅表部位，可采用手工填充，而对于深部不易手工填充，可使用骨水泥枪填充，自髓腔深部逐步后退填充骨水泥并维持加压。( 3 ) 对涉及关节的软骨下骨缺损，填充后应对表面进行平整度处理，防止软骨覆盖后和周围出现台阶，从而加速关节的磨损造成创伤性关节炎。( 4 )填充过程中注意患儿的血压、心率、氧饱和度等指标，预防骨水泥反应综合征的发生。

骨水泥填充治疗中，最大的术中风险为骨水泥反应综合征，其表现为在骨水泥凝结时患者出现低氧血症、动脉压突然下降、肺血管压力升高、心率失常、意识丧失并最终心脏骤停[11-12]。最常发生于全髋关节置换术，本组病例未发生类似并发症。骨水泥植入髓腔后，由于髓腔压力急剧升高，使髓腔内的脂肪、空气或骨髓颗粒挤入静脉，引起肺动脉高压、低氧血症等症状。为预防骨水泥反应，术中建议彻底冲洗髓腔、良好止血，从而减少髓腔内容物进入外周循环的可能。骨水泥植入前使用给于甲泼尼龙琥珀酸钠静脉推注，减少发生骨水泥反应的可能。本组患儿，术中骨水泥填充时进行监护显示血压、心率、氧饱和度无显著波动，没有出现骨水泥反应。

三、骨水泥应用的进展

本组手术病例中有 2 例病变位于胫骨，造成长骨干的大范围缺损，而目前对于此种缺损也存在一期先用骨水泥填充，诱导形成假膜后二期手术移除骨水泥用自体松质骨填充缺损区域，此技术被称为诱导膜技术 ( induced membrane technique )[13]。此方法最早由法国医生 Masquelet 实施，也被称为Masquelet 技术。此技术多用在创伤性骨髓炎骨缺损中[14]，近些年在小儿骨科大段骨干缺损病例中也开始应用。Gouron 等[15]先于 2011 年报道了 1 例对胫骨假关节患者实施骨水泥填充、二期植骨，取得良好效果的病例。随后其团队于 2013 年报道了对14 例良恶性肿瘤和先天性疾病的骨干缺损患儿用诱导膜技术治疗，平均 9.5 个月后骨愈合，不愈合的发生率为 35%[16]。目前此技术在小儿骨科中主要可应用于骨肿瘤手术重建[17]，也可用在如先天性假关节的先天性疾病中[18]。本组 2 例因未出现骨质完全中断性缺损，未设计二期植骨手术。在未来的病例中，若需要，可行此技术方法，但骨水泥植入技术需进行相应改进，以在保证稳定的情况下方便二期手术时取出。

骨水泥材料本身也是一个值得深入研究的方面。PMMA 骨水泥一旦植入后，取出极为困难。除了常用的 PMMA 骨水泥外，还存在可降解的硫酸钙骨水泥 ( calcium sulfate cement，CSC ) 和磷酸钙骨水泥 ( calcium phosphate cement，CPC )。CPC 由于脆性大，抗压及抗弯曲强度较低，在承重骨缺损的修复应用中依然受到很大的限制[19]。CSC 可降解，但降解速度过快，单纯用于骨缺损修复时，无法提供足够的力学支撑。期待能够出现一种早期能提供足够支撑力，而在远期可逐渐被吸收并有新骨长入的骨水泥材料。

综上所述，用骨水泥对骨感染病变和无法植骨的肿瘤性病变患儿进行填充治疗的疗效显著，可有效地缓解患儿的临床症状，降低其病变的复发率。该方法为难治性儿童骨病变，如骨结核、大段骨髓炎、良恶性交界性肿瘤等提供了一种良好的治疗选择。并期待具有一定力学强度的可吸收骨水泥材料的研究，以为临床应用提供更好地支持。而其是否会造成或加速骨性关节炎的形成以及对骨骺的影响，需要更远期的随访。

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( 本文编辑：李慧文 )

The clinical application of bone cement for special bone diseases in children

XIA Tian, NING Bo, SONG Jun, PEI Xin-hong, WANG Da-hui, MA Rui-xue. Department of Orthopedics, Children’s Hospital of Fudan University, Shanghai, 201102, China

MA Rui-xue, Email: ruixuema@fudan.edu.cn

ObjectiveTo explore the therapeutic effects of bone cement fi lling for bone diseases in children when bone graft is infeasible.MethodsBetween May 2012 and May 2016, 10 children ( 11 sites ) with bone diseases underwent bone cement fi lling. There were 8 males and 2 females, whose mean age was 8.2 years ( range: 2 - 15 years ) at the time of operation. There were 7 cases of infections, including 4 cases of bone tuberculoses and 3 cases of nonspecif i c infections, and 3 cases of tumors and tumor-like lesions, including 2 cases of chondroblastoma and 1 case of osteof i brous dysplasia. The sites were located in the femur ( n = 5 ), tibia ( n = 3 ), ulna ( n = 1 ), ilium ( n = 1 ) and acetabulum ( n = 1 ). During the operation, frozen surgical pathologic specimens were taken. If infection or benign aggressive bone tumor was conf i rmed after frozen-section diagnosis, the patient would be treated by curettage and bone cement fi lling. Besides that, the external fi xator and intramedullary nail were used for 1 case. The involved limbs were fi xed in the cast for 6 to 12 weeks. Bone cement hadn’t been removed until now.ResultsThe mean followup time was 22.4 months ( range: 6 - 36 months ). There was no recurrence or pathological fracture. The patients no longer suffered from pain, and the range of motion of the joint was improved. All the patients whose lower limb bone got involved could walk. Leg length discrepancy and ankle varus were noted in 1 patient with chronic osteomyelitis at 1 year after operation because the epiphyseal plate of the distal tibia was destroyed. Bone line was fi ne in all the other children.ConclusionsBone cement fi lling is an effective method to treat infections and tumor-like lesions that cannot be treated by bone graft in children, which can relieve patients’ clinical symptoms and reduce the recurrence rate. This is a good treatment option for intractable bone diseases in children.

Bone cements; Bone neoplasms; Child; Bone diseases, infectious

10.3969/j.issn.2095-252X.2017.06.011

R738.1, R978

作者单位：201102 上海，复旦大学附属儿科医院骨科

马瑞雪，Email: ruixuema@fudan.edu.cn

2017-03-27 )