膜诱导技术结合抗生素涂层髓内钉治疗大段感染性骨缺损

韩天宇， 刘欣伟， 荆延峰， 于苗苗， 纪振钢， 梁 娜， 周大鹏

沈阳军区总医院 1.骨科 全军重症战创伤救治中心；2.干部病房一科，辽宁 沈阳 110016

·膜诱导技术·

膜诱导技术结合抗生素涂层髓内钉治疗大段感染性骨缺损

韩天宇1， 刘欣伟， 荆延峰1， 于苗苗1， 纪振钢1， 梁 娜2， 周大鹏1

沈阳军区总医院 1.骨科 全军重症战创伤救治中心；2.干部病房一科，辽宁 沈阳 110016

目的探讨Masquelet技术结合抗生素涂层髓内钉治疗感染性骨缺损的疗效。方法回顾性分析沈阳军区总医院骨科自2012年6月至2015年6月收治的20例长骨干感染性骨缺损患者的临床资料。所有患者均实施序贯性治疗方案：第一阶段行彻底清创及抗感染治疗，术中应用抗生素骨水泥占位器及负压封闭引流技术负压吸引，外固定架固定；第二阶段采用Masquelet技术修复骨缺损，长骨干行抗生素涂层髓内钉内固定。结果本组20例患者，术后获15～30个月随访，所有患者感染性骨缺损无感染复发和畸形发生。X线影像示植骨区骨密度较术前明显增高，颗粒骨吸收并有新骨形成，均获骨性愈合，愈合时间为6～11个月。结论针对长骨干感染性骨缺损，经过彻底清创及抗感染治疗后，应用Masquelet技术结合抗生素涂层髓内钉治疗，可以维持肢体长度和增加断端稳定性，提高感染性骨缺损的早期救治效果，达到降低感染复发率和缩短治疗周期的目的，为临床提供一种新的治疗模式。

感染； 骨缺损； 膜诱导技术； 创伤和损伤； 骨折内固定术

因创伤所致长管状骨的大段或大块缺损临床上较为常见，如合并感染，可发生感染性骨缺损。感染性骨缺损治疗周期长，并发症高发[1]。应用Ilizarov技术牵张成骨是安全有效的，特别是对短的缺损。然而，反复调整外固定系统使得该种方法变得繁琐，且有时会对患者造成痛苦[2]。血管蒂腓骨移植，特别是当伴有软组织缺损时，可以连带肌肉瓣移植是临床上另一种选择，但存在技术要求高、损伤大等缺点[3]。沈阳军区总医院骨科自2012年6月至2015年6月应用Masquelet技术[4]结合抗生素涂层髓内钉治疗长骨干大段感染性骨缺损20例，以期达到降低感染率和缩短治疗周期的目的，为此类高致残性疾病的快速救治提供一种新的治疗模式。现报道如下。

1 对象与方法

1.1 研究对象 本组患者共20例，其中，男性16例，女性4例；年龄为19～60岁，平均(37.3±1.0)岁。致伤原因：交通伤9例，高处坠落伤7例，重物砸伤4例。骨缺损部位：股骨6例，胫骨14例；其中，伴有软组织缺损需要行皮瓣覆盖3例。初始损伤为开放性损伤17例，按照Gustilo分型分为Ⅰ型2例、Ⅱ型5例、Ⅲa型7例、Ⅲb型3例。骨缺损长度为3.5～18.5 cm，平均(5.7±0.5)cm。纳入标准：(1)骨折手术治疗；(2)术后有局部红、肿、热、痛病史，可反复发作；(3)有窦道形成，脓液或小死骨片自窦道排出，有时可见死骨外露；(4)X线及CT影像证实患处骨连续性中断合并缺损；(5)局部细菌学检查或病理检查确诊存在感染。

1.2 治疗方法

治疗过程分两个阶段，第一阶段为清创及抗感染，第二阶段为抗生素涂层髓内钉固定、膜诱导技术修复骨缺损。

1.2.1 第一阶段 术前完善实验室检查，特别是细菌培养及药敏试验，明确敏感抗生素，针对性治疗并加强支持治疗。手术清创时，彻底清除创面的感染、坏死组织，包括死骨、失活的软组织及血供较差的瘢痕组织，术中再次留取细菌培养以便术后针对性治疗，取出原内固定装置而改用外固定支架或石膏支具固定；骨缺损端尽量重新复位，髓内行抗生素骨水泥占位器临时固定，恢复力线；断端予抗生素骨水泥占位器置入，术中视扩创情况来决定伤口是否Ⅰ期闭合，若创面较大或软组织覆盖欠佳，可予负压封闭引流技术负压吸引(图1)。术后全身及局部应用敏感抗生素。此阶段可能进行1～2次手术进一步清创、控制感染或皮瓣转移关闭创面。

图1 第一阶段清创及抗感染(a.大段缺损约18.5 cm；b.髓内及周围行抗生素骨水泥占位器置入；c.应用负压封闭引流技术负压吸引)

1.2.2 第二阶段 在感染得到控制后，再次手术取出骨折端的抗生素骨水泥占位器及链珠，应用定制髓内钉模具制备添加敏感抗生素骨水泥涂层髓内钉(图2)，对骨缺损骨干实施内固定。骨缺损局部应用添加抗生素聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥揉成柱状填充于缺损断端之间，填充的骨水泥应超过缺损两端骨皮质1～2 cm；之后，立即用大量生理盐水冲洗，避免骨水泥产生的热效应破坏缺损断端的骨质及周围软组织，实施膜诱导。术后复查患者C反应蛋白、红细胞沉降率等指标，确认无感染征象后方可进行下一阶段的治疗。4～8周后，再次手术采用骨凿、咬骨钳等锐性剥离骨水泥，会发现骨水泥周围形成一种膜性结构，称之为“诱导膜”，仔细清除缺损断端瘢痕组织，彻底清创，反复冲洗，避免损伤诱导膜，对膜诱导区域进行植骨固定，髋臼锉取骨技术获取粉碎松质骨、皮质骨混合颗粒，膜内植骨(图3)。术后常规应用抗生素3～7 d，根据患者具体情况决定用药时间。鼓励患者早期下肢肌肉等长收缩及足踝功能练习。术后常规抗感染、换药，预防下肢深静脉血栓形成。术后定期随访观察骨形成及愈合情况。早期鼓励患者扶拐非负重行走，根据骨形成愈合情况，逐渐进行肢体负重及功能锻炼。

1.3 疗效评定标准 感染性骨缺损治愈：全身及局部症状、体征消失，窦道愈合，X线示无死骨、骨质修复、骨连续性和完整性好，参加劳动2年内随访无反复发作者。复发：每次出现以前的症状、体征，有窦道和分泌物出现，X线示骨质未修复，仍存在缺损。

治愈率=治愈例数/总例数×100%

图2 定制髓内钉模具制备添加敏感抗生素骨水泥涂层髓内钉

图3 两个治疗阶段X线影像观察(a.第一阶段清创术后；b.第二阶段骨水泥膜诱导术后；c～d.诱导膜内植骨术后)

2 结果

本组20例患者，术后随访15～30个月，平均随访(22.3±1.1)个月。20例感染性骨缺损患者全部得到治愈修复，治愈率100.0%。骨愈合时间为6～10个月，平均(7.3±0.3)个月，未出现血管神经损伤，无感染复发和畸形发生。X线影像示植骨区骨密度增高，颗粒骨吸收并有新骨形成，骨质连续(图4)。

3 讨论

四肢长骨感染性骨缺损一直以来是临床治疗的难题。传统的骨缺损修复方法包括自体髂骨、腓骨移植(带血管或不带血管)、大段同种异体骨移植以及带皮瓣的髂骨、腓骨移植等，根据缺损的长度，可以采取不同的方法。但在治疗过程中，无论哪种治疗方法都不可避免地给患者增加了新的创伤，吻合血管的骨移植还增加了手术的难度及风险，以上手术方法对局部软组织提出了更高要求，而在合并有感染性肢体上，上述治疗方法无法应用。20世纪50年代，俄罗斯学者Ilizarov设计了环形固定器，取得较好的效果，在临床上使用也较广泛[5-6]。但由于环形固定器结构复杂，操作要求高，使用的长针容易损伤局部软组织及限制肌腱的活动，给术后护理带来许多困难。而且，在延长的过程中由于张力钢丝的切割给患者带来难以忍受的疼痛等弊端，患者往往难以接受。

图4 术后随访X线影像观察(a～b.植骨术后6个月已经骨愈合；c～d.植骨术后18个月植骨区骨密度增高，颗粒骨吸收，骨完全愈合)

法国医师Masquelet等[4]于2000年在临床治疗骨缺损实践中应用膜诱导技术获得成功，此后不断有此类技术的报道，特别是应用于严重创伤、骨肿瘤切除术后、慢性骨髓炎等大段骨缺损疗效可靠[7-9]。Masquelet的诱导膜技术是指在骨缺损处用聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，PMMA)骨水泥诱导形成自体膜结构，然后，往膜内移植自体松质骨，从而治疗大范围骨缺损[10]。该方法分为两个阶段：第一阶段彻底清创，然后骨缺损处以PMMA填充塑形，必要时以皮瓣或肌皮瓣转移修复软组织缺损；第二阶段为清创术后4～8周，去除PMMA填充物并保留自体诱导形成的膜结构，内部填充颗粒状自体骨。诱导形成的膜为骨缺损修复提供了必要条件：阻止周围软组织进入、提供了骨传导的支架、维持骨缺损处的血运、为成骨细胞及物质提供一个密闭的空间。Masquelet技术的动物实验研究显示，诱导膜不仅能提供支架并具有良好血供，而且还能分泌各种成骨必需生长因子如骨形态发生蛋白-2(morphogenetic protein-2，BMP-2)、血管内皮生长因子(vascular endothelial cell growth factor，VEGF)、转化生长因子-β1(transforming growth factor-β1，TGF-β1)等以及富集骨祖细胞，即有类似骨膜组织的诱导成骨作用[11-13]。

本组20例感染性骨缺损患者初期治疗的关键是彻底清创，进行初次清创时即将复合敏感抗生素的骨水泥占位器置入骨缺损区域，通过局部释放持续、有效、高浓度的抗生素来控制局部感染；同时，通过占位器能够维持肢体长度和增加骨折断端的稳定性，为后期修复创造条件，从而提高感染性骨缺损的救治效果。膜诱导阶段应用自制的抗生素涂层髓内钉固定存在骨缺损的长骨干，不仅起到髓腔清创、杀菌的作用，还为诱导膜日后植骨骨愈合提供了一个良好的机械稳定环境[14]，提供骨断端间的轴向刺激，且明显减少局部植骨量，尤其适用于原骨折采用髓内钉固定后感染患者。笔者认为，Masquelet技术是通过诱导膜内松质骨较快成骨，并塑形皮质化来修复长段皮质骨缺损，其关键技术在于诱导膜可提供物理、生物性作用；同时，植入的自体松质骨本身具有良好的骨诱导和成骨属性。因此，利用膜诱导技术膜内植骨的成骨较快、骨愈合效果可靠。而且，应用髓内钉固定长骨干，可以提供初始稳定性，早期功能锻炼，促使患者恢复运动及日常生活能力，患者耐受性、依从性好，生活质量较高。但其缺点是需要反复多次手术，增加了麻醉、感染等风险及住院时间。如果缺损较长，植骨来源及总量需要术前周密计划。

综上所述，应用Masquelet技术结合抗生素涂层髓内钉治疗大段感染性骨缺损，以控制感染、治疗骨缺损为最终目的，手术简便、有效，对手术条件和器械要求低、适应证广、可行性好，治疗周期短，为此类高致残性疾病的快速救治提供一种新的治疗模式。

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Masquelettechniqueofinducedmembranecombinedwithantibioticcement-coatedintramedullarynailfortreatmentoflargeinfectioussegmentalbonedefects

HAN Tian-yu,LIU Xin-wei,JING Yan-feng,YU Miao-miao,JI Zhen-gang,LIANG Na,ZHOU Da-peng

(Department of Orthopedics,The General Hospital of Shenyang Military Command,Shenyang 110016,China)

ObjectiveTo investigate the efficacy of Masquelet technique of induced membrane combined with antibiotic cement-coated interlocking nail for treatment of infectious segmental bone defects.MethodsA retrospective study was performed on 20 cases of patients with infectious segmental bone defects who were admitted from June 2012 to June 2015.All the patients

sequential therapy:debridement and anti-infection therapy at the first stage,antibiotic bone cement and vacuum sealing drainage negative pressure suction were used in the operation;at the second stage,the bone defects were repaired using Masquelet technique combined with antibiotic cement-coated interlocking nail.ResultsThe 20 patients in this study were followed up from 15 to 30 months after surgery,and all patients had no recurrence of infection and deformity.X-ray examination showed that the bone mineral density at the bone grafting area increased significantly compared with that before the surgery,suggesting granular bone resorption and new bone formation,and all the fractures obtained bony union after 6 to 11 months.ConclusionAccording to the long bone of infected bone defect after debridement and anti infection treatment,application of Masquelet technology combined with antibiotic cement-coated intramedullary nail can maintain limb length and increase stability,improve the effect of early treatment of infected bone defects,reduce the relapse rate of infection and shorten the treatment cycle to provide a new model for clinical treatment.

Infection; Bone defects; Masquelet technique; Wound and injuries; Fracture internal fixation

全军重大课题项目(AWSl4C003);辽宁省自然科学基金(201602770)

韩天宇(1977-)，男，吉林人，副主任医师，硕士

梁 娜,E-mail：fmmuhty@163.com；周大鹏，E-mail：me3210@163.com

2095-5561(2017)05-0257-05DOI∶10.16048/j.issn.2095-5561.2017.05.01

2017-04-13