抗生素骨水泥联合Ilizarov 技术治疗股骨和胫骨感染性大段骨缺损

郑润泉，康 继，张贵春

股骨和胫骨骨折创伤严重， 若早期处理不当，常导致患肢术后皮肤软组织缺损， 大量死骨形成，感染难以控制，病情反复发作，严重影响患者的生活质量［1，2］。 严重患者往往感染与大段骨缺损（骨缺损长度>6 cm）并存［3，4］，控制感染和重建肢体是需要解决的主要问题［5］。传统的治疗方法如自体骨移植、异体骨移植等，治疗周期长，需要多次手术，治疗效果不理想。 有文献证明，Ilizarov 技术通过牵拉成骨可填补病灶切除后遗留的骨缺损，可以重建肢体的长度和结构，但依然有感染复发的可能［6］。有研究证实抗生素骨水泥通过缓慢释放较高浓度的细菌敏感的抗生素，可以有效杀灭细菌，从而控制感染，在骨水泥周围可形成自体诱导膜，有利于骨的再生［7］。笔者所在科先期采用抗生素骨水泥控制感染，后期通过Ilizarov 技术进行骨延长， 取得了满意的临床效果，现报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2010 年6 月—2015 年4 月笔者所在医院收治的股骨和胫骨骨折术后感染性大段骨缺损患者12 例作为研究对象。 男8 例， 女4例；年龄18~65 岁。 其中高处坠落伤6 例，交通事故伤5 例，重物砸伤1 例；开放性损伤7 例，闭合性损伤5 例。 骨折部位：胫骨骨缺损7 例，清创后平均骨缺损7.2 cm（6.5~10.7 cm）；股骨骨缺损5 例，清创后平均骨缺损8.4 cm（6.3~11.6 cm）。 最初固定骨折的措施：外固定8 例，内固定4 例。 该次清创后，皮肤软组织缺损需要做局部转移皮瓣覆盖创面的7例。 从最初治疗到接受本次治疗，平均时间间隔为23.2 个月（12.4~110.7 个月），之前手术次数为1~6次，平均2.5 次。用咽拭子从渗出液或组织深部取样进行细菌培养，结果为金黄色葡萄球菌7 例，大肠埃希菌2 例，铜绿假单胞菌2 例，混合感染1 例。 细菌培养结果均为阳性，影像学检查均可见骨质缺损及硬化死骨形成。 排除标准：（1）合并严重的脏器损伤，不能耐受手术者；（2）骨质疏松严重者；（3）患肢血管变异；（4）截肢者；（5）失访患者。

1.2 手术方法

1.2.1 彻底清创 根据术前影像学检查确定病灶部位，选择合适的手术入路，拆除外固定或内固定装置，采取“卷地毯”式清创，清除窦道，彻底清理坏死及炎症组织，刮除死骨，术中取死骨做细菌培养及病理检查。 骨端打磨成梭形至皮质出血充分，刮匙彻底搔刮髓腔，直到有正常骨髓流出。 大量无菌生理盐水、稀释的过氧化氢溶液（浓度为30%）、碘附（浓度为2%）、新洁尔灭（浓度为0.1%）连接脉压冲洗枪反复冲洗［8］。清创完毕后，术肢安装组合式外固定架，作为过渡期固定装置。

1.2.2 植入抗生素骨水泥 根据清创后骨缺损的体积， 将细菌敏感的抗生素与骨水泥按一定比例（如按去甲万古霉素3 g∶骨水泥17 g 的比例， 制备万古霉素骨水泥） 混合制成抗生素骨水泥链或团，植入骨水泥，超过打磨成梭形的骨端1~2 cm，冰盐水缓慢倒入手术区域，避免散热的骨水泥对周围组织造成损伤［9］。如果清创后创面不能直接缝合覆盖，则进行皮瓣转移修复创面。

1.2.3 术后处理 术后每隔1 W 复查血常规、血沉、C 反应蛋白、降钙素原等，术后常规使用药物抗凝， 行皮瓣转移者患肢抬高， 皮瓣下留置引流条48 h， 常规使用抗血管痉挛药物。 密切观察皮瓣血运、张力情况，术后2~3 W 根据刀口愈合情况拆线。

1.2.4 取出抗生素骨水泥 二期手术选择在感染控制，体温正常、白细胞、血沉、C 反应蛋白、降钙素原正常、创面修复后，一般在骨水泥植入术后的6~8 W。选择合适手术入路，尽量沿原手术切口或避开皮瓣的穿支的血管走形，特别避免损伤转移皮瓣的蒂部。 暴露骨水泥，敲打骨水泥与骨端衔接处，小心将其取出。

1.2.5 安装外固定架 对于胫骨骨缺损患者，安装用Ilizarov 环形外固定架，在C 形臂透视下，将支架2 个钢环套入术肢胫骨上端干骺部， 双环跨越预截骨平面， 分别于胫骨平台关节面下约1 cm 处和胫骨结节下，平行于膝关节面，垂直胫骨力线，2~3 枚2.5 mm 克氏针由外向内钻入各环，缓慢穿透对侧皮质交叉［10］，用螺柱将克氏针固定于钢环上，行骨延长用。 同上述方法将另2 个钢环分别固定在胫骨下端干骺部（距踝关节面上1~3 cm）和骨缺损近端，并插入2~3 枚2.5 mm 克氏针，固定于钢环上，注意维持胫骨原有长度及良好的力线，使断端两个关节面平行。对于股骨骨缺损患者，安装Orthofix 重建外固定架。 选择软组织及骨膜完好干骺段作为预截骨干骺段，C 形臂透视下， 在距预截骨位置上下两端2~3 cm 处钻孔，于股骨外侧，由外向内，植入2~3 枚6 mm 外固定螺架钉，穿透对侧皮质。 植入其他外固定螺架钉，钻孔过程避免损伤神经血管，注意外固定螺架钉应垂直于股骨的纵轴，相互平行且处于同一平面。

1.2.6 截骨 所有胫骨病例都选择在干骺端截骨。在预截骨的干骺端做一纵向切口（长约2～3 cm），分离组织， 在预设的截骨线上， 用直径2．5 mm 的电钻，低速钻一排横孔，边钻边将冰盐水注入手术区域，以避免钻头转动产热对骨造成损伤，薄骨刀贯穿各连通孔，折断后方皮质，牵拉截骨两端钢环或外固定架螺钉，使截骨断端之间的距离增加至1 cm左右，确认骨完全截断后，反向推进截骨两端钢环或外固定架螺钉1～2 mm，重新加压固定截骨段，缝合骨膜，依次闭合刀口，放置引流管。

1.2.7 术后处理 患肢抬高以促进患肢消肿，胫骨延长患者，支具固定距小腿（踝）关节于功能位，预防足内翻、下垂和屈趾畸形等。 静脉滴注抗生素，术后24～48 h 视伤口情况更换敷料，拔除引流管。每天用75%乙醇溶液消毒克氏针或外固定针，防止发生针道感染。 术后2 d 鼓励患者做患肢肌肉的等长收缩，膝关节和踝关节的主动或被动屈伸运动。 术后7～10 d 开始通过外固定架缓慢牵伸延长，平均每天延长1 mm（4 次/d，0．25 mm/次），延长过程中若患者感觉患肢疼痛难忍可适当减慢延长速度或暂停延长1～2 d， 术后2 W 指导患者开始部分负重下地行走。 当患肢延长至与对侧肢体等长或骨缺损两端会合后，改为每天延长0．25 mm，以确保缺损两端充分接触，直到患者感到会师部位有疼痛感时结束。

1.3 疗效评价 外固定架指数［11］（external fixation index，EFI）为外固定架佩戴的时间与患肢延长的长度的比值，单位为月/cm。 采用ASAMI［5］（Association for the study and application of the method of Ilizarov）评价标准，分为骨性结果和功能结果的评测，骨性结果根据4 项指标（骨折愈合、感染、畸形和肢体长度差异）分为：优、良、中、差。 优为骨性愈合、肢体长度差异＜25 mm、畸形＜7°、无感染；良为骨性愈合、达到3 项标准（肢体长度差异＜25 mm，畸形＜7°，无感染）中的2 项；中为骨性愈合、达到3项标准（肢体长度差异＜25 mm，畸形＜7°，无感染）中的1 项；差为不愈合、再骨折或虽然骨折愈合但合并感染、畸形＞7°、肢体长度差异＞25 mm。 功能结果基于能参加日常活动、跛行、僵硬的膝关节或踝关节（膝、踝关节背伸活动丧失＞15°），明显疼痛和感觉迟钝、溃疡、皮肤高敏等反射性交感神经营养不良综合征表现5 项指标分为：优、良、中、差、失败。具体如下：优，参加日常活动且不合并其他4 项指标；良，参加日常活动但合并其他4 项中的1～2 项；中， 参加日常活动但合并其他4 项指标中的3～4项；差，不能参加日常活动；失败：截肢患者。

2 结 果

7 例患者在第一阶段行皮瓣转移修复术， 其中2 例皮瓣边缘坏死，1 例经过精心换药后愈合，1 例通过游离植皮术后成活，1 例皮瓣创口渗液，皮瓣血运良好，经换药引流2 周后愈合。 其余患者皮瓣均顺利成活，供区创面全部愈合。 所有患者第二阶段术后随访19～26 个月，平均23．5 个月。 外固定架固定时间9．8～17．6 个月，平均12．7 个月。 平均外固定架指数（EFI）为1．52 月/cm。 完全负重时间为8～14个月，平均10．2 个月。 根据ASAMI 评价标准，骨性结果：优7 例，良4 例，中1 例，优良率为91．67%；功能结果：优3 例，良7 例，中2 例，优良率为83．33%。延长过程中2 例股骨出现对线不良，通过调整牵引针的方向后力线恢复，偏移完全纠正。2 例胫骨病例在骨端最终会师时出现断端硬化， 通过断端清理、取自体髂骨植骨后获得骨性愈合。 2 例胫骨延长病例，4 例股骨延长病例出现轻度的钉道感染，经过口服广谱抗生素，局部换药，无菌纱布填塞、缠绕后好转。 1 例股骨延长病例出现较为严重的钉道化脓感染，取脓液做细菌培养，选取敏感抗生素静脉滴注、钉道清理后局部换药，无菌纱布加压填塞后好转。 2例股骨延长病例、1 例胫骨延长病例出现了牵引针松动，重新加固定，其中2 枚严重松动的股骨牵引针被新的牵引针代替植入。

典型病例：男性，28 岁，因“右股骨骨折术后伤口不愈合、渗液1 年余”入院。 广泛瘢痕、局部窦道、流脓、流液。 细菌培养金黄色葡萄球菌+++，多重耐药，对万古霉素敏感。 诊断为右股骨骨髓炎，入院后行病灶清除联合万古霉素骨水泥植入术，清创后骨缺损6．8 cm，感染控制，术后8 W 行单边外固定架右股骨延长术，术后愈合良好。 见图1、2。

3 讨 论

股骨和胫骨骨折术后合并持续性感染、骨和软组织缺失等，治疗上不仅需要恢复力线，保持肢体长度，重建骨的功能而且还要根治感染、解决软组织的重建问题［12，13］。目前的治疗方法包括骨移植、吻合血管的游离腓骨移植、Masquelet 技术，Ilizarov 技术等［14］。

图1 患者右股骨骨折术后切口窦道流脓，选取外固定架固定，磁共振显示植入抗生素骨水泥

图2 拆除外固定架后，骨折端愈合良好，大量新生骨生成，延长段骨质矿化良好

自体骨骨传导性和骨诱导性较好， 操作简单、易行，移植要求受区软组织条件必须要好，一般对小段骨缺损治疗效果较好，如果缺损范围大，则需要在多处取骨，但自体骨量有限，无法大量植骨，而且容易出现骨吸收、血管化困难，皮质化不全，无法快速恢复患肢的力学稳定性［5，15-17］。吻合血管的游离腓骨移植一般适用于骨骼尚在发育阶段的患者。Masquelet 技术是近年来发展起来的新技术，成功治愈骨缺损25 cm 的患者［18］，但需要大量的自体松质骨植骨，容易出现骨吸收、血管化困难等问题，而且不能延长肢体，无法矫正患肢的短缩畸形等［19］。

Ilizarov 技术是20 世纪由俄罗斯骨科医师Ilizarov 发明的治疗骨缺损的方法，在治疗骨缺损方面，疗效确切，是一种可靠治疗方法，得到了广泛的认可［20-22］。 该技术依据组织再生的张力-应力法则，通过外固定装置对活体组织稳定、持续、缓慢的牵张力作用，可以刺激骨组织的再生和生长，从而使骨再生和重建，成功的治愈了大量胫骨、股骨骨缺损的患者［2，5，16，19］。 Ilizarov 认为治疗感染性骨缺损，不需要清除病灶， 在骨缺损间隙内存在的感染组织，在牵张、加压的过程中，感染会在骨再生的火焰中燃烧［19］。 但是如果病灶不清除的话，骨的生长会被感染产生的微环境抑制，而且感染复发的概率较高。 病灶内的炎性组织、死骨、内固定物等是细菌生长的最佳场所，很难被宿主免疫机制消灭，故目前多主张清理病灶，然而仍有感染复发的风险［6］。

在传统治疗方法中， 针对感染性骨缺损的患者，通过VSD 技术即反复持续的灌洗、引流等方法进行处理，控制感染后再行植骨修复骨缺损，一般对小段骨缺损（骨缺损长度＜5 cm）疗效较好，但是对于大段骨缺损（骨缺损长度＞5 cm）或感染严重者疗效欠佳。

受Masquelet 技术和Ilizarov 技术的启示，该研究采取彻底清创，植入敏感抗生素骨水泥，控制感染后取出骨水泥，股骨骨缺损的患者采用单边外固定架， 胫骨骨缺损的患者采用Ilizarov 环形外固定架进行骨延长。

Papakostidis 等［2］报道单纯应用Ilizarov 技术 的感染复发率在5%左右， 该研究中所有病例均未出现感染复发，这主要由于清创彻底，抗生素骨水泥杀灭细菌有关。 由于感染性骨缺损的病灶内血液循环差，即使全身使用大剂量的抗生素，病灶内也难以达到有效的抗菌浓度， 不能有效地杀灭细菌，而且抗生素药物的不良反应大， 临床治疗效果差［10］。在清除坏死组织和死骨后形成的空腔里植入含敏感抗生素的骨水泥，敏感抗生素可以缓慢持久的释放，在局部形成持久的高浓度抗生素，有效杀灭致病菌，抑制细菌生物膜的再形成，造成无菌的环境，为后期骨的重建奠定基础［13］。 由于空腔内缺乏血供，所以血清中的抗生素浓度很低，避免了抗生素全身中毒。 通过比较患者术前、术后的肝肾功能，骨水泥中抗生素并没有对患者造成任何损害。 加入抗生素的骨水泥，脆性增加，与普通骨水泥相比，更容易敲除。 另外骨水泥起到了一定的支撑作用。 骨诱导膜可形成一个相对封闭的空间，避免软组织封闭断端，骨诱导因子得以富集保留，还可以维持骨缺损区丰富的血管化［7］。缺损创面采用转移皮瓣覆盖，改善了局部微循环，增加了创面血供，有效避免了敏感抗生素的流失和交叉感染［11］。

由于股骨有大量的软组织覆盖， 血管神经丰富，选择Orthofix 重建外固定架固定。 与Ilizarov 环形外固定架相比，Orthofix 重建外固定架不仅操作简便，而且能够减轻在牵引过程中牵引针引起的疼痛［1］。胫骨软组织相对较少，血管及神经解剖相对简单，选择Ilizarov 环形外固定架固定，不仅可以提供相对稳定的力学环境，有利于消除断端骨的旋转力和剪力，减少畸形产生，而且负重时可产生周期性轴向微动，患者可以早期负重［10］。 在该研究中，钉道感染是最常见的并发症， 发生率为58．33%（7/12），除了钉道因素，考虑这和骨的质量、患者的免疫力、医从性有关。

该术式需要注意以下问题：（1）清创必须彻底，骨端要打磨充分、去皮质化，这是关键所在；（2）抗生素骨水泥要充分填塞组织间隙，包裹骨端，但应避免水泥过量造成切口闭合困难；（3） 取抗生素骨水泥时，操作要轻柔，尽量避免损伤骨诱导膜；（4）尽量在干骺端截骨，微创截骨，注意保护骨膜，以利于截骨端牵拉成骨；（5）术后7～10 d 开始牵伸延长，延长0．25 mm/次，4 次/d， 如再生骨组织形成不佳，患者疼痛难忍，要适当减慢迁移速度，及时调整延长过程中出现的成角或移位；（6） 术后钉道的护理非常关键，常规消毒，无菌纱布填塞、缠绕克氏针或外固定针， 减少克氏针或外固定针对软组织的切割，减少钉道感染的发生。

抗生素骨水泥联合Ilizarov 技术， 不仅可以有效控制感染、纠正患肢畸形，而且能够重建肢体的功能，是治疗股骨和胫骨感染性大段骨缺损行之有效的方法， 但比单纯应用Ilizarov 技术需要较长的时间。 由于该研究是一项回顾性研究，病例数较少，缺少与其他治疗方法的对比，还需要进一步的大样本、随机对照试验研究。