抗生素骨水泥结合膜诱导技术治疗胫骨骨髓炎的临床研究

范少地 刘志恒* 吴国忠 胡万华 唐立虎 赵亮亮 王波

抗生素骨水泥结合膜诱导技术治疗胫骨骨髓炎的临床研究

范少地 刘志恒* 吴国忠 胡万华 唐立虎 赵亮亮 王波

目的观察研究使用抗生素骨水泥抗感染并形成诱导膜，采用膜诱导自体骨或结合异体骨材料移植技术治疗胫骨骨髓炎及其术后骨缺损的临床效果。方法自2010年9月～2015年9月手术治疗15例胫骨骨髓炎患者，一期病变切除，抗生素骨水泥植入，外固定支架固定，6～8周诱导膜形成后二期手术取出骨水泥，自体骨或结合异体骨材料移植，采用膜诱导技术修复骨缺损促进骨质愈合。结果随访12～52月，15例患者感染无复发，骨折均获愈合，功能恢复良好。结论采用抗生素骨水泥膜诱导自体骨或结合异体骨材料移植技术治疗胫骨骨髓炎及其术后骨缺损可以取得良好的治疗效果。

抗生素骨水泥；自体骨；异体骨；材料；膜诱导技术；胫骨骨髓炎

对于较大范围的骨缺损，临床常采用带血管蒂骨移植术进行治疗以提高愈合率，或采取骨搬移技术进行治疗。骨髓炎的治疗对医生和患者都有很大压力，原因是容易反复发作，致残率高，甚至不得不接受截肢处理。由于长期反复感染，清创，软组织条件及周围血液循环很差，对于慢性骨髓炎以及术后骨缺损的治疗难度将更大。笔者自2010年9月～2015年9月采用抗生素骨水泥膜诱导自体骨或结合异体骨材料移植技术治疗骨髓炎及术后骨缺损，取得了很好的疗效，报告如下：

1 资料与方法

1.1 临床资料

本组15例，其中男9例，女6例；年龄16～52岁，平均32.5岁。14例为开放性胫腓骨骨折术后，1例为闭合性胫腓骨骨折性开放复位内固定术后（外院转入）。致伤原因：车祸伤8例，部队训练伤4例，重物砸伤3例。14例开放性骨折分型：GustiloII型4例，IIIA型6例，IIIB型4例。胫骨中下段13例，胫骨上端2例。所有患者伤口均反复流脓，伴有多次清创病史，本组10例Gustilo III型病例有过反复换药及一次或多次植皮或皮瓣转移覆盖创面的病史。分泌物细菌培养均有金黄色葡萄球菌，其中2例混合感染阴沟杆菌。细菌培养对万古霉素敏感。化验：15例患者均有C反应蛋白及血沉增高，5例患者入院时白细胞增高，中性粒细胞比例增高。本组15例骨髓炎患者在膜诱导技术治疗前病变部位经治疗均已获得软组织覆盖。

1.2 材料

骨水泥：由聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）复合庆大霉素制成（强生（上海）），经测试无毒性。根据细菌培养和药敏实验结果，2包（各40 g）骨水泥可以额外添加2 g万古霉素。本组病例均加入万古霉素。

植骨材料：自体骨取自体髂骨，如自体髂骨不足时需用异体骨，但是异体骨不超过总量的1/3。所有的骨质做成<3 mm的骨粒。

1.3 手术方法

彻底病变切除，清创，外固定支架固定：本组15例病例在接受手术前已通过长期反复的换药、植皮、皮瓣转移等治疗虽已获得软组织覆盖，但均已形成窦道，反复流脓。首先取出原有的一切内固定材料，进行彻底清创及感染病变部位切除，切除一切硬化无血供的硬化骨质，正常骨质再磨除>5 mm，感染部位周围软组织切除>2mm。所有螺钉孔均扩大清创，安装外固定支架固定，保持骨折的稳定性（图A-D）。

抗生素骨水泥填充促使诱导膜形成：病变切除后必然留下大小不等的骨质缺损，以庆大霉素或万古霉素骨水泥填充（图E），妥善缝合以待诱导膜形成。软组织感染较重者或合并有腓骨感染者彻底清创后可植入庆大霉素或万古霉素骨水泥链珠持续释放抗感染（图F）。

诱导膜形成后，取出骨水泥，植骨：术后6～8周，原切口进入，妥善保护形成的诱导膜，小心切开诱导膜，取出骨水泥，可见良好的诱导膜形成（图G），打通髓腔，将骨折断端及皮质做成粗糙面直到可见出血。切取髂骨做成小于3 mm大小的颗粒骨植入，仔细缝合诱导膜，使植骨粒在诱导膜室内诱导成骨愈合（图H）。逐层关闭切口。自体髂骨量不足时混合异体骨粒，异体骨量少于总量的1/3。

外固定支架继续固定，定期复查，可早期扶拐部分负重行走。骨折端缺损愈合后，去除外固定支架正常行走。

1.4 主要观察指标

观察感染控制情况：伤口愈合，无窦道及分泌物流出，化验血常规及血沉，C反应蛋白正常。

骨折临床愈合标准：局部无压痛及叩击痛，无异常活动，X线检查骨折线模糊，有连续性骨痂通过骨折线。解除外固定支架后，下肢不扶拐在平地上连续行走3分钟不少于30步，观察2周骨折处不变形。骨折愈合标准：具备临床愈合标准，X线片显示骨折线消失或近似消失。

采用踝关节功能Baird-Jackson评分系统评分：包括疼痛、踝关节稳定性、行走能力、跑步能力、工作能力、踝关节活动范围及放射学结果7个方面，总分100分，得分越高关节功能恢复越好。

美国特种医院膝关节HSS评分：包括疼痛、功能、活动度、肌力、屈曲畸形及稳定性。总分100分，得分越高关节功能越好。

1.5 统计学分析

2 结果

2.1 感染控制情况

15例患者病变处彻底切除清创，骨水泥填塞后感染均获控制，无复发。清创后骨缺损4～9cm，平均（6.3±2.3）cm。血沉：术前血沉（53±21.4）mm/h，术后恢复正常时间62～124天，平均95天。C反应蛋白：术前（61±33）mg/ L，术后恢复正常时间14～21天，平均18天。

2.2 骨折愈合情况

15例患者均获得随访，随访时间12～52月，平均32月。15例患者最终均获骨折愈合。骨折愈合6～26月，平均12.6月。外固定支架于骨折愈合后拆除。

2.3 踝关节功能Baird-Jackson评分及膝关节HSS评分（表1）

表1 踝关节功能Baird-Jackson评分及膝关节HSS评分

典型病例

患者，男，21岁，左胫骨开放性骨折，术后3月，胫骨骨髓炎。

图A患者胫骨骨髓炎，流脓，窦道形成；图B术前正位X线片及术前侧位片，可见骨质吸收破坏；图C术中可见脓液及坏死组织，腓骨及软组织感染较重；图D彻底清创后残留骨缺损；图E骨缺损处植入抗生素骨水泥；图F腓骨旁及软组织内植入抗生素骨水泥链珠；图G第一次手术后8周取出骨水泥，可见良好的诱导膜形成，伤口内无感染；图H膜内植入颗粒骨；图I第一次手术后8周X线片，抗生素骨水泥填充良好，无感染；图J手术后7月X线片，骨瘕形成良好，无感染；图K术后12月X线片，连续性骨瘕形成，骨瘕改建良好，骨质获得临床治愈愈合，无感染；图L术后18月X线片，骨瘕改建良好，骨质获得临床治愈愈合，无感染，拆除外固定支架；图M手术后26月X线片，骨髓腔形成良好，骨质已获得骨性愈合，无感染；图N术后26月患肢外观，外固定支架已拆除，伤口愈合良好，无感染。

3 讨论

骨髓炎是骨科医生经常遇到的难题之一，由于治愈率低，严重影响患者的生活质量，严重者甚至致残或截肢。彻底的清创及病变节段切除能够有效的消除感染，但随之带来的骨质缺损又是骨科医生的另一大难题。骨搬移技术以及带血管蒂骨移植等手术取得了成功[4]，并得以在临床上广泛应用，结合抗生素骨水泥膜诱导自体骨或结合异体骨材料移植技术治疗胫骨骨髓炎及其术后骨缺损，疗程较短，疗效可靠，为治疗骨髓炎提供了新的治疗方法。

膜诱导技术治疗骨髓炎后骨缺损是建立在感染得到彻底控制基础之上的，否则感染复发会导致手术失败。手术清创至关重要。清创不彻底是胫骨骨髓炎的复发主要原因，要做到彻底清创，必须按照类似于肿瘤扩大切除术一样来确定边界进行切除才能彻底。清除一切死骨、肉芽、瘢痕、异物直到正常骨质，然后正常骨质再磨除>5 mm，软组织切除>2 mm，必要时甚至整段骨切除。对于螺丝钉孔也要彻底扩大清创。同时术前检查也很重要，术前可以通过磁共振检查，核素扫描等确定感染的范围，以保证术中足够的切除范围。而术中冰冻切片检查可即刻确定清创的效果。

膜诱导技术是指在骨缺损处植入骨水泥后在体内诱导形成自体膜结构后，采用自体松质骨或结合部分异体骨材料在诱导膜室内作骨移植，从而治疗大范围骨缺损的技术[5,6]。该技术分为两个独立的阶段，第一阶段彻底清创，然后于骨缺损区以聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）骨水泥填充塑形并连接骨断端。第二阶段是在术后6～8周软组织愈合良好的情况下去除填充物并保留自体诱导形成的膜结构，然后在膜内填充切碎的颗粒状自体松质骨，妥善缝合诱导膜[7]。有文献报到[8]，骨缺损达到4～5cm不提倡行松质骨切碎填充术，骨缺损>6cm自体骨填充不能获得完全修复，因为骨吸收不可避免。但是膜诱导技术自体诱导膜组织起了关键作用，它能有效地起到骨传导及骨诱导作用，避免骨断端长入成纤维细胞，封闭断端，维持骨缺损区丰富的血管化，诱导膜形成独立的诱导空间，创造一封闭环境，使骨祖细胞及相关因子得以富集保留，从而获得植骨成功。动物实验证明诱导膜胶原行列中含有大量拉长的成纤维细胞样细胞，其中富含促骨祖细胞向成骨细胞分化的重要转录因子核心结合因子Cbfa1，诱导膜上垂直于骨长轴方向密集排列着小的血管系统，诱导膜还富含血管内皮生长因子，转化生长因子，骨形态发生蛋白和内皮细胞，诱导骨形成[9]。诱导膜是手术成功的另一个关键，因此术中应妥善保护诱导膜，第二阶段的手术应在第一阶段手术后的6～8周，此时诱导膜诱导能力最强，术中小心切开诱导膜，植骨后仔细缝合，完整包裹填充骨。同时膜诱导技术必须在术前取得病变部位骨质的良好的软组织覆盖，否则因骨质外露，诱导膜难以形成或感染等因素导致手术失败。本组病例在术前均获得软组织覆盖，对于经过长期治疗仍有皮肤缺损骨质外露的骨髓炎患者采用同期皮瓣移植覆盖创面也是可行的。

骨源是膜诱导技术的一个瓶颈，自体骨材料是最理想的骨源，但自体骨来源有限。对于成年人自体骨不足时需用同种异体骨材料，但是异体骨材料不能超过总量的1/3。但同种异体骨富集自体骨髓干细胞等活性成分，使同种异体骨量有望突破1/3瓶颈。组织工程骨在移植骨材料具有很好的前景，但是需要高端的技术和更加深入地研究。

抗生素骨水泥膜诱导骨材料移植技术对于现代化高能量火器伤导致的骨髓炎及其术后骨缺损的治疗具有广阔前景。

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The clinical study of bone cement containing antibiotics and induced membrane technique to treat tibia osteomyelitis Fan

Shaodi,Liu Zhiheng,Wu Guozhong,et al.Department of Orthopaedics,451 Hospital of PLA,Xi'an Shaanxi, 710054,China

ObjectiveToinvestigatetheclinicalefficacyofinducedmembranetechnique withbone cement containingantibiotics and bone grafting technique with autologous and allogeneic bone to treat chronic osteomyelitis and bone defects in tibia after fracture operation.Methods From Sep 2010 to Sep 2015,a total of 15 patients with tibia osteomyelitis were treated with excision of necrotic and infected tissues and external fixator technique and bone cement containing antibiotics graftingin first stage.Within 6 to 8 weeks the induced membrane was formed.The autologous and allogeneic bone were graftedandtheinduced membrane technique was applied topromote newbone forming in secondstage.Rresults 15 cases had no reinfection and achieved complete bone healing after 12 to 52 months follow-up.All the patients had satisfactory function.Conclusion The induced membrane technique with bone cement containing antibiotics and combine autologous or allogeneic bone to treat chronic osteomyelitis and bone defects in tibia after fracture operation can provide satisfactory results.

Bone cement containing antibiotics;Autologous bone;Allogeneic bone;Materials;Induced membrane technique;Tibia osteomyelitis

R681.2

B

10.3969/j.issn.1672-5972.2017.04.014

swgk2016-09-00205

范少地（1966-）男，硕士，主任医师。研究方向：创伤骨科。

*[通讯作者]刘志恒（1984-）男，博士，主治医师。研究方向：骨科。

2016-09-05）

解放军第451医院骨科，陕西西安710054