肥大型股骨干骨折不愈合治疗进展

刘贝贝 宋会平 王志强

股骨干骨折在临床中多见，骨折范围包括粗隆下2～5 cm至股骨髁上2～5 cm的骨干，常见于青壮年，多为高能量损伤，骨折断端有移位、成角倾向，容易伤及临近血管、神经等组织，术后内固定失败及不愈合率达8%～23%[1]，常伴有疼痛、功能缺失、畸形及其他一系列并发症[2]。由于股骨自身的解剖特点、功能特殊性、负重及高能量损伤等，股骨干骨折不愈合往往病情复杂，治疗棘手。由于新方法技术的不断涌现，解决这一难题有了更多的选择。本文就目前临床上治疗肥大型股骨干骨折不愈合的手术方式及主要进展做简要综述。

1 骨折不愈合的定义及分类

美国食品药品监督管理局(FDA)定义骨折不愈合为“损伤和骨折后至少9个月，并且没有进一步愈合倾向已有3个月”。根据影像学表现可把骨折不愈合分成两类[3]，包括肥大增生型和萎缩型。Weber[4]根据骨折端对锶85摄取差异，将肥大增生型骨折不愈合分为“象足”型、“马蹄”型及营养不良型三种。肥大型骨折不愈合分三种类型，骨折端血运良好，成骨活性强，但常因过度活动，刺激折端形成肥大骨痂，即“象足”型骨折不愈合；如果断端固定不牢靠，骨痂产生相对较少，表现为骨痂轻度肥大，即“马蹄”型骨折不愈合；由于骨折对位不良，骨折端虽然无萎缩吸收，但无骨痂及肥大，即营养不良型骨折不愈合。

2 股骨干骨折不愈合的治疗

骨折愈合需要坚强固定骨折端且骨折端具备良好的生物学环境，因此，临床治疗的目的即是为骨折端提供稳定的力学环境和良好的血运环境。同时，在骨骼重建过程中也需要多种细胞和生长因子共同参与。骨折端承受适当的力学刺激对骨折愈合极为关键，是内固定和外固定技术的核心环节。根据Wolf法则，骨折端加压可以促进骨折愈合，Mavcic等[5]研究认为100～2 000微应力是骨折断端最佳应力值。机械应力通过改变间质细胞的电化学环境，从而改变间质细胞功能，由此刺激成骨细胞分化[6]，促进毛细血管的生长和组织血管化，从而调节成骨细胞活性[7]，加速骨折愈合。

肥大型股骨干骨折不愈合治疗缺乏统一的标准，目前主流治疗方法包括髓内钉动力化、Ilizarov骨搬移技术、更换髓内钉、附加钢板以及植骨术，另外可辅助物理疗法。技术关键在于骨折端可靠复位、充分植骨、保护血运，兼顾力学、生物学、解剖学多种因素。

2.1 髓内钉动力化 髓内钉动力化多应用于骨折不愈合的首次治疗，尤其适用于折端对线良好或可进行手法矫正的骨折不愈合。因为静力钉的应力遮挡，阻止了轴向应力，导致骨折不愈合。股骨轴向负荷可以刺激骨折端的骨膜成骨反应，生理性刺激骨痂生长，加速骨折端重建，所以有目的性地去掉髓内钉的静力钉，使髓内钉动力化，可加快骨膜成骨反应，促进骨折愈合。

Basumallick等[8]认为，对于那些用髓内钉固定的股骨干骨折，在术后6个月内患者出现了骨折的延迟愈合，将髓内钉进行动力化可提高折端的骨性愈合率，且愈合时间缩短。Wu[9]报告股骨干髓内钉固定术后非感染性骨折不愈合，经髓内钉动力化治疗，可获得58%的骨性愈合率。需要注意的是，动力化治疗应严格掌握治疗时间，如果治疗过早，可能因为不稳定导致再次骨折；如果治疗时间过晚，则可能因为骨折端骨质硬化从而降低治疗效果。但是动力化可导致长骨短缩等并发症，导致肢体长短差异，动力化后，患者必须定期随访。如果短缩超过1 cm，或7个月后仍不愈合，应尽快松质骨移植[9]。但是，髓内针动力化后对不愈合的影响仍存争议，Pihlajam ki等[10]报告经髓内钉动力化骨折不愈合率仍高达23.5%，提示髓内钉固定后应力遮挡并非造成不愈合的主要原因；相反，改动力化后，并不能增加骨折断端的稳定性，而折端旋转不稳定风险性增加。

2.2 更换髓内钉 如果髓内钉与髓腔不匹配，髓内钉直径小于髓腔直径，折端出现不稳定，可更换髓内钉。取出原髓内钉，扩髓后酌情选取大直径髓内钉，可同时结合断端植骨。更换大直径髓内钉，在增加骨折端稳定性的同时，对骨折端也增大了加压效果。如果骨折对线复位尚可或者可以闭合复位，则不必切开骨折部位，这样在最大程度上保护了折端的血运及骨膜；如需要显露局部并且切除硬化组织，则需要切开复位。另外由于髓内钉在负重时可以直接断端加压，压力可以通过骨折不愈合部位，不存在应力集中、压力区周围再骨折等风险。

邹运璇等[11]报道40例更换髓内钉治疗股骨骨折不愈合的病例，都获得骨性愈合，优良率达到85.0%。但是，不同文献报告中更换髓内钉治疗成功率差异较大，这可能与髓内钉在复杂骨折中的应用逐渐增多、难治性和复杂性骨折不愈合发生率升高有相关关系[12]。技术经验表明，更换髓内钉应尽量闭合治疗，这样除减少了手术对软组织的损伤、降低了感染概率外，还可以纠正轴向移位，符合生物力学机制；另外，有限扩髓并使用大直径的髓内钉具有增加骨折端的稳定性等优势。扩髓髓内钉上附着有促进骨诱导成骨的活性物质，如果折端的骨内膜仍有活性，这些活性物质将促进骨折愈合，发挥重要的作用。另外扩髓时脱落的纤维组织和骨碎屑混合物等同于植骨，有利于骨愈合。

2.3 钢板 对于有严重骨缺损、骨折块移位明显及爆裂性骨折，在使用髓内钉后如发生骨折不愈合，不适合更换髓内钉。这时，使用钢板或附加钢板治疗有明显优势。钢板使骨折端获得稳定固定，有效控制骨折断端旋转和移位，为术后的早期活动负重提供了保障。固定时，如果钢板与骨表面紧密接触，钢板下骨膜血供将会受到影响，微创接骨板技术可以很好解决这一问题。微创接骨板具有普通加压钢板的动力加压孔和锁定孔，可对骨折端进行动力加压固定，同时减少与骨质接触面积，这样既增加了骨折端的稳定性又保护了血运。

附加钢板方式适用于髓内钉难以取出者、萎缩型、营养不良型以及由于股骨干旋转所造成的骨折不愈合。Maimaitiyiming等[13]和Peng等[14]应用附加钢板治疗技术，均取得了满意效果。牢靠固定、早期负重和结合植骨，是愈合率高的主要原因。Park等[15]认为用附加钢板方式联合自体骨移植和局部皮质剥除治疗骨折不愈合，虽然手术创伤较大，但是临床疗效好，适用于更换髓内钉治疗失败、骨质缺损较多或者髓腔大的峡部骨折不愈合。Bagheri等[16]认为该技术适用于包括病理性骨折后骨不连在内的各种类型的骨不连。Jiang等[17]发现，附加钢板在术后骨性愈合时间及肢体功能康复时间等方面优于更换髓内钉。此外，Park等[15]发现在治疗股骨非峡部骨折不愈合中，附加钢板治疗方式也优于更换髓内钉；但在保留髓内钉同时，附加钢板却不能矫正断端畸形。

2.4 外固定 外固定架是一种非常有效的治疗骨折不愈合方法，尤其适用于骨折不愈合伴有骨质缺损、股骨短缩或成角、伴有感染等复杂情况。外固定架技术治疗股骨干骨折不愈合时，相对创伤较小，不会干扰到骨折处周围的软组织、血运，原骨折端的应力分布均匀，并且不存在应力遮挡。即便在局部感染的情况下仍可使用加压外固定技术。但是，外固定架技术操作复杂，疗程长，增加针道感染风险；同时，神经、血管会发生牵拉损伤等，需要较长时间来随访观察。

在外固定架技术中，Ilizarov外固定器的应用广泛，治疗骨折不愈合可以取得良好的效果[18]。Demiralp等[19]认为Ilizarov骨搬移技术既能实现骨延长，又能纠正肢体复杂畸形，效果显著。对于严重类型以及需要多次手术治疗的骨折不愈合，Ilizarov技术单次手术可取得较好效果。Polyzois等[20]临床实验显示骨缺损处经稳定的外固定支持，然后缓慢牵拉，骨缺损部位可出现生长带。Peng等[21]报道运用Ilizarov技术治疗股骨感染性骨折不愈合的38名患者，平均治疗时间67.5 d，所有患者达到了骨性愈合，功能恢复情况良好且无感染发生。Ilizarov外固定器技术符合外科微创原则，固定牢靠，由于没有内植物，所以有利于控制感染。基于其设计上的优势，不仅消除剪切力，还通过多个平面的均衡挤压应力促进骨折愈合。

2.5 植骨术 植骨术即骨移植技术，为骨折端提供支撑、桥梁和生物学刺激，从而促进骨折愈合。骨的来源很多，包括：自体骨、异体骨以及人工合成骨替代物等，另外组织工程骨和利用3D打印技术制作植骨材料已面世[22]。自体骨移植是首选的植骨材料，它具有骨传导、骨诱导特性，可直接成骨，所以具有良好的促愈合效果。技术上，薛汉中等[23]认为植骨块充分跨越成骨失活区并跨越成骨活跃区，能发挥最大优势。但是，自体骨移植不仅供骨区有限，还可能会导致诸多如疤痕、感染、神经血管损伤等并发症。同种异体骨和异种骨具有潜在传播疾病和免疫排斥反应风险。人工合成移植骨是使用各种类型的有机或无机化合物合成的骨替代材料，移植后为局部细胞攀爬生长提供支架，还可携载生长因子，通过刺激细胞增生和成骨分化，加速骨折愈合。对于多次植骨后失败的顽固性骨折不愈合，患者供骨区骨量不足，可选择富含自体血小板的骨松质，具有良好作用。这种情况下还可以使用其他的骨移植方式，如移植带血管蒂的骨块。另外，移植股骨内上髁条形带血管蒂骨块，可以治疗股骨远端无骨质缺损的顽固性股骨骨折不愈合，由于移植后的骨块仍有良好的血供，所以带血管蒂骨移植大大降低了骨移植失败率，提高骨折愈合概率。骨组织工程(BTE)目的是解决骨缺损的替代治疗问题，前期已经用于临床，但其技术尚不成熟，长期疗效还有待于随访观察。

2.6 非手术治疗 非手术治疗手段包括低脉冲超声波、超声波、生物制剂、骨髓注射及其他方法等，可以单独或者联合应用，但大多时候是作为辅助性的治疗手段同手术治疗相结合使用。

2.6.1 体外冲击波(ESWT) 当骨折端在受到体外冲击波后，成骨细胞数目增加，活性明显增强，骨小梁增加。Barnes等人研究认为冲击波的效果甚至与植骨术相当[24]。Vulpiani等[25]应用ESWT技术治疗143名骨折不愈合，完全愈合率为55.9%；41例部分愈合，占28.7%；还有22例无效，占15.4%；同时发现该治疗对肥大型骨折不愈合疗效更明显。Alkhawashki[26]在临床上应用体外冲击波技术，治疗骨折不愈合，最终治愈率达到75%，研究同样表明该技术尤为适用于肥大型骨折不愈合。但是目前该技术尚未广泛应用，疗效还需进一步证实。2.6.2 超声波刺激 使用超声波治疗，原理上可以使骨折不愈合的部位产生类似微骨折效果，之后再次启动骨折愈合机制，释放的炎症介质介导无菌性炎症反应，趋化和募集骨祖细胞、增加骨折部位的血流，生长因子趋化和活性增强；还可以刺激软骨的形成及再生，促进骨折端愈合。Zura等[27]报告低强度脉冲超声治疗的总有效率是86.2%。但当骨不连伴有骨端萎缩、折端不稳定或者断端间隙较大时，不能替代手术治疗[28]。

2.6.3 生物制剂、骨髓治疗 生长因子如骨形成蛋白(BMP)、血管内皮生长因子(VEGF)等在骨折愈合中发挥着重要作用，具有较强的骨诱导能力，还可作为分子水平诊断骨不连的依据[29]。Pountos等[30]近期研究显示基因表达产物如BMP、VEGF受体等缺乏不利于骨折的愈合。骨髓内含有多种生物活性成分，包括骨髓细胞和BMP等，在骨折不愈合局部使用骨髓或添加BMP、VEGF等活性因子进行治疗[31]，可促进骨折愈合。近年出现了治疗骨折不愈合的新途径，即利用细胞工程技术，将来源于骨髓或脂肪组织来源性的干细胞植入到骨不连部位以达到治疗目的[32]。在临床上，使用骨髓干细胞治疗骨折不愈合技术已取得可喜的结果[33]，但长期效果、安全性和可靠性等还有待进一步验证，是治疗骨折不愈合重要的发展方向之一。

3 小结

对于肥大型骨折不愈合，由于髓内钉具有力学稳定性好、手术创伤较小等优势，因此更换髓内钉治疗肥大型股骨干骨折不愈合仍是金标准。对于使用静态锁定髓内钉出现骨折不愈合的患者，治疗首选髓内钉动力。对于使用非髓内钉出现骨折不愈合的患者，治疗首选扩髓髓内钉固定。对于使用动力髓内钉治疗后，折端不稳定，发生骨折不愈合的患者，建议更换大直径髓内钉。骨折不愈合可以选用钢板内固定，对于折端不稳定骨折不愈合可保留原髓内钉，附加钢板，也可以折端切开，锁定钢板进行固定，但应慎重。生物学方法、3D打印和组织工程技术在临床上还不够成熟，是目前重点研究方向之一。总之，临床治疗应综合不愈合情况，采取适应患者自身的个体化治疗，运用手术治疗辅助以非手术方法，争取取得满意的效果。

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