骨搬运术治疗胫骨骨折合并骨缺损的临床效果及作用机制

王郑钢，张卫，肖湘君，黄新锋，曾德辉，向磊，刘鸣江

(南华大学附属南华医院，湖南衡阳421002)

胫骨骨折一般由高能暴力损伤所致，通常伴随下肢畸形或软组织缺损，若延误治疗会发生关节功能障碍、骨不愈合等，患者治疗周期长，手术次数多，且术后易发生肢体缩短和再骨折等并发症。胫骨骨折合并骨缺损患者预后差，致残率较高[1]。胫骨骨折合并骨缺损治疗时通常需清除大块死骨，产生较大骨缺损，不利于骨修复。目前，临床一般采用带血供腓骨移植、异种骨移植、骨延长等手术修复骨缺损，但效果均不理想。骨搬运手术是Ilizarov技术不断创新的产物，可避免内固定手术造成的骨不连、畸形愈合等并发症，对踝关节、膝关节功能恢复更有利。近年来骨搬运术逐渐应用于胫骨骨折合并骨缺损的治疗，效果肯定，但研究例数均较少，且具体作用机制未明确[2,3]。本研究探讨骨搬运术对胫骨骨折合并骨缺损的治疗效果及作用机制。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选取2015年3月 2017年3月我院收治的胫骨骨折合并骨缺损患者78例，男41例、女37例，年龄20～60(44.3±5.7)岁，病程1～7(3.18±0.69)天，骨折位于胫骨上段7例、中段14例、下段57例，骨缺损面积5～16(8.61±2.17)cm2。纳入标准：经影像学检查明确诊断骨折；患肢缩短 2 cm，缺损骨长2～4 cm；骨折处无感染。排除标准：合并血管神经受损；有造血系统、心脑血管、肾、肝等原发疾病。将患者随机分为观察组及对照组，每组39例。两组性别、年龄、骨折部位等基本资料均具有可比性。

1.2 手术方法 对照组行普通钢板固定联合自体髂骨移植术。具体方法：患者平卧位，屈膝90°，给予连续性硬膜外麻醉；于胫骨结节上方髌韧带内侧作长3～5 cm纵行切口，显露髌韧带并向外侧牵引，显露胫骨平台前缘；于胫骨结节内2.5 cm处进针，逐级扩大髓腔，扩髓时留取自体骨髓和骨碎屑，将髓内钉插入髓腔，骨折远近端分别常用锁钉固定，将骨髓和骨碎屑填充到断端髓腔内，钢板外固定。

观察组行骨搬运术。具体方法：患者仰卧于可视手术台上，腰硬联合麻醉，手术前设定骺端截骨部位，使用双排套筒电钻打孔，使用邮票式截骨器依次钻孔备截骨用；于远离创面部位截断腓骨，腓骨截骨水平距踝关节8～10 cm；于小腿上下端分别放置全环；于胫腓骨远近干骺端各交叉穿入两根2.0 mm全针，近端位于腓骨平台下2.0 cm，远端距离踝关节面 1.0 cm，交叉角度大于30°，牵张器拉紧克氏针；于胫骨骨缺损近端或远端(单向延长)或者远近端(双向延长)截骨面交叉穿针，如果腓骨缺损比较大，可使用斜拉钢针，预先钻入橄榄针；皮肤内安装牵引针。对于皮肤缺损 4.0 cm×3.0 cm者，采用骨段延长和皮肤延长术同期修复，更大的皮肤缺损可酌情进行肢体缩短，以减少加压固定时间。

术后处理：两组术后均抬高患肢以减轻患肢肿胀，术后1周为间歇期(制动)，第8天开始按照0.25 mm/次、4次/d(每天1 mm)，快速牵拉，连续5天。5天后复查X线片，判断截骨是否牵开。之后改为3次/d，即每天0.75 mm速度匀速牵拉。鼓励患者进行膝踝关节主动活动，牵拉开始后患者即可下床部分负重。术后3周复查X线片。

1.3 相关指标观察 ①手术情况：统计两组术中出血量、手术时间。②血清骨钙素(BGP)、转化生长因子β1(TGF-β1)、胰岛素样生长因子1(IGF-1)水平：两组术前1天、术后1周均留取外周静脉血，离心后取血清，采用ELISA法检测BGP、TGF-β1及IGF-1。③治疗效果：患者术后均随访6个月，统计骨愈合指数及治疗效果。依据Paley等[4]标准判定治疗效果。优：骨折愈合，无复发感染、局部畸形<7°、肢体不等<2.5 cm；良：骨折愈合，无复发感染、局部畸形<7°、肢体不等<2.5 cm三项中符合两项；中：骨折愈合，无复发感染、局部畸形<7°、肢体不等<2.5 cm三项中符合一项者；差：骨折未愈合或者再骨折。④踝关节功能及膝关节功能评分：术前及术后6个月分别评定踝关节功能及膝关节功能：采用Baird评分系统[5]评价踝关节功能，得分越高说明踝关节功能恢复越好；采用HHS评分系统[5]评价膝关节功能，得分越高说明膝关节功能恢复越好。⑤不良反应：统计两组术后6个月内循环障碍、固定不牢、延迟愈合、移植骨骨折等不良反应发生情况。

2 结果

2.1 两组术中出血量、手术时间比较 观察组手术时间、手术出血量均低于对照组(P<0.05)。见表1。

2.2 两组手术前后血清BGP、TGF-β1及IGF-1水平比较 两组术后血清BGP、TGF-β1及IGF-1水平均高于同组术前，且观察组术后均高于对照组，组间及组内比较P均<0.05。见表2。

表1 两组术中出血量、手术时间比较

注：与对照组比较，*P<0.05。

表2 两组手术前后血清BGP、TGF-β1及IGF-1水平比较

注：与同组术前比较，*P<0.05；与对照组术后1周比较，△P<0.05。

2.3 两组临床效果比较 观察组治疗效果为优26例、良10例、中2例、差1例，优良率为92.31%；对照组优15例、良12例、中8例、差4例，优良率为69.23%；观察组优良率高于对照组(P<0.05)。

2.4 两组踝关节功能及膝关节功能评分比较 两组术后6个月HHS评分和Baird评分均高于同组术前，且观察组术后均高于对照组，组间及组内比较P均<0.05。见表3。

表3 两组手术前后Baird评分和HHS评分比较(分，

注：与同组术前比较，*P<0.05；与对照组术后6个月比较，△P<0.05。

2.5 两组不良反应发生率比较 观察组术后出现循环障碍1例、固定不牢1例、钉道感染1例，不良反应发生率为7.69%；对照组术后出现循环障碍1例、固定不牢2例、延迟愈合3例、移植骨骨折2例，不良反应发生率为20.51%；两组不良反应发生率比较P<0.05。

3 讨论

普通钢板结合自体髂骨移植手术是治疗胫骨骨折合并骨缺损的常用方法。该术式对小段骨缺损比较适用，在修补大段骨缺损时，大块的骨移植仅表面可看到膜内成骨或者软骨内成骨，中央多因缺血坏死被吸收，难以迅速恢复肢体力学功能；且自体骨移植可用骨量有限，在取骨区域内造成新的骨缺损，对大段骨缺损不太适合；同时此术式治疗患者多合并感染，可导致皮瓣血管坏死。

骨搬运术是Ilizarov技术创新的产物，可避免内固定手术造成骨不连、畸形愈合等并发症，有利于踝关节、膝关节功能恢复[5～ 8]。骨搬运术的原理是利用连续、缓慢牵引所产生的张力，弹性连接截骨端，促进截骨端成骨细胞增殖，产生较多骨小梁，使骨延长区内骨矿化，出现具有和原骨一样再生能力和生物力学强度的成熟再生骨[9～12]；伴随着连续性加压、牵拉与短缩加压，产生骨皮质的同时使骨髓腔贯通[13,14]。此外，在骨搬运时Ilizarov环形的固定架能够使骨端发生有益微动，使截骨端出现压力负荷，更有利于骨结构重建与骨愈合。Ilizarov支架连接方式灵活，可经过多角度穿针，通过橄榄交叉环和足环等促进骨折恢复，还可纠正骨内翻，复位效果理想；另外，Ilizarov环形固定架有去侧方移动、去成角和去旋转作用，对外部固定架可进行弹性固定、加压固定与坚强固定，达到和力学环境适合的刚度，保持胫骨力线，促进关节功能恢复[15～17]。

本研究结果显示，观察组手术时间短于对照组，术中出血量少于对照组，治疗效果优于对照组，且踝关节和膝关节功能恢复好于对照组。进一步明确了骨搬运术治疗胫骨骨折合并骨缺损的优势。TGF-β1是由两个结构相同或相近、相对分子质量为12.5 kDa亚单位借二硫键连接的双体，属于调节细胞生长和分化的TGF-β超家族[13]。TGF-β1可调节细胞生长、分化和免疫功能，可刺激并激活间充质起源的细胞，而对上皮或神经外胚层来源的细胞具有抑制作用[14]。IGF-1是一种活性蛋白多肽物质，其是人体内肝细胞、肾细胞、脾细胞等十几种细胞自分泌和旁分泌的产物，具有促进骨合成代谢，保持骨正常结构功能等作用[15]。IGF-1可促进多种来源的软骨细胞分裂增殖和软骨基质合成，还可刺激软骨细胞合成软骨基质特异型胶原蛋白——Ⅱ型胶原，增加糖胺聚酶及成骨细胞碱性磷酸酯酶活性。BGP是一种由49个氨基酸组成的蛋白质，属于非胶原酸性糖蛋白，其是一种维生素K依赖性钙结合蛋白。BGP主要由成骨细胞、成牙质细胞合成，亦可由增生的软骨细胞合成，调节骨钙代谢[16]。胫骨血液由滋养动脉和骨膜血管供给，胫骨骨折通常并发关节面受损，稳定性较差，周边软组织覆盖少，易造成滋养动脉破裂，血供减少，愈合慢。TGF-β1和IGF-1可诱导充质干细胞、成骨细胞与软骨细胞进增殖，增加骨折端供血量；BGF可使成骨活性增强，加速骨受损修复。本研究结果显示，两组术后血清BGP、TGF-β1及IGF-1水平均高于同组术前，且观察组均高于对照组。提示骨搬运术可能通过增加血清TGF-β1、IGF-1和BGP水平，促进骨折愈合及关节功能恢复。

综上所述，骨搬运手术对胫骨骨折合并骨缺损的治疗效果较好，可促进患者踝关节、膝关节功能恢复；增加血清TGF-β1、IGF-1和BGP水平可能是其作用机制。