定制节段人工假体复合结构骨移植重建骨干肿瘤术后大段骨缺损的临床研究

雷紫雄 李浩淼 陆明 候昌禾 杜少华 陈维

四肢长骨骨骺及干骺端是恶性骨肿瘤好发部 位，但依然有部分恶性肿瘤发生在骨干部分，破坏局部骨质，导致疼痛，发生病理性骨折，甚至可能危及生命，严重威胁病人的生命安全。在骨肿瘤的综合治疗方案中，手术依然是治疗的主要方法，按照Enneking外科分期采用肿瘤广泛切除，但是切除将导致大段骨质缺损。目前针对长骨骨干骨缺损，可以采用多种方法重建，大部分公司产品为包含关节在内的人工假体，也有采取大段异体骨移植等方法重建，但中远期疗效仍然不能令人满意。

本组病例尝试针对骨干肿瘤切除后的骨缺损设计定制型人工节段型假体，保留病人长骨关节，同时复合大段结构骨移植（自体骨移植、异体骨移植），探讨其临床疗效。

资料与方法

一、一般资料

回顾性分析2014年1月至2019年3月在我科采用定制节段型人工假体复合大段结构骨移植重建骨干恶性肿瘤切除术后骨缺损的病人共6例，其中男3例，女3例，年龄为21～66岁，平均年龄为35.2岁；其中2例骨肉瘤（ⅡB期），1例软骨肉瘤（ⅠB期），2例造釉细胞瘤（ⅡB期），1例乳腺癌骨转移合并病理骨折（乳腺癌Ⅳ期）。病变部位包括3例股骨，2例胫骨，1例肱骨。所有病人术前均穿刺活检，确定肿瘤性质，2例骨肉瘤病人术前接受新辅助化疗，术前常规行X线、CT、MRI、骨扫描检查，根据MRI确定肿瘤范围及截骨长度（距离肿瘤水肿带外3 cm截骨）［1］以及残余骨干长度和髓腔直径，用于设计个体化节段型假体。

二、人工节段型假体

所有人工假体均为定制型，由我科自行设计，北京力达康公司定制，主干由远端假体和近端假体两部分组成，两端髓内针采用骨水泥固定型设计，两部分假体之间由螺母固定（图1）。其中1例肱骨骨肉瘤为非负重骨，在假体两端设计锁定钢板，提供即刻稳定性和把持力（图2）。

三、手术方法及围手术期处理

图1 人工节段型假体实物图

6例病人均行骨干瘤段切除，定制节段型人工假体复合大段结构骨移植重建骨干肿瘤切除术后骨缺损。手术方式根据肿瘤的位置决定，遵循骨肿瘤手术原则进行，肿瘤切除要求达到Enneking广泛切除的外科边界。术前需反复测量设计假体，以股骨干肿瘤为例：通常采用大腿外侧纵行切口，逐层切开，梭形切除穿刺活检通道，根据广泛切除要求，无瘤切除肿瘤瘤段。切除瘤段前标记切除后残余骨干近端与远端方向，避免旋转。分别扩髓后，骨水泥固定近、远端假体，注意确认方向一致无旋转，匹配组合后螺钉固定。特殊设计的假体（3D打印的股骨干近侧截骨模板、锁定板以及肱骨假体）需术前反复设计确定锁定板位置及锁定螺钉位置、方向、长度符合术前设计。假体固定结束后，选用大段冻干异体骨（山西骨库）或者按术前设计骨膜下取游离腓骨段，包绕假体周围结构植骨，宿主骨段与植骨接触面可钻孔固定，促进骨愈合。术区留置负压引流管后逐层缝合伤口，注意假体需完整软组织覆盖。术后常规使用抗生素，待24 h引流量＜50 ml后拔除引流管。

四、术后康复及随访

术后按计划康复活动，需要进一步辅助治疗的按照肿瘤治疗原则继续治疗，术后1、3、6、12个月定期复查，1年后每6个月复查一次，不适随诊。术后定期复查X线片或必要时行CT/MRI检查。采用美国骨肿瘤学会评分系统（Musculoskeletal Tumor Society 93,MSTS 93）评价术后功能。

结 果

一、临床疗效

所有病人术前充分评估，术中严格按照Enneking外科分期广泛切除边界，完整切除瘤段，按计划植入假体并自体游离腓骨或大段冻干同种异体骨结构植骨，术后3 d拔除引流管后，影像学证实假体位置固定良好，即指导病人在助行器保护下部分负重活动患肢，术后2周左右病人基本在助行器保护下自如活动，围手术期无明显并发症，伤口均Ⅰ/甲级愈合，术后2周拆除缝线。术后6～8周完全负重活动。

随访期内所有病人均未发现肿瘤局部复发，原发肿瘤未发现肺转移。所有病人均获得随访，1例乳腺癌股骨转移并病理骨折病人未返院复查，电话随访功能满意，其余5例病人均按照计划定期返院随访复查，平均随访时间为23.8个月（表1）。其中5例病人截至2019年4月均无瘤生存，1例在随访至25个月时死于原发肿瘤（乳腺癌）肺转移。随访期内所有病人未观察到假体松动、感染及断裂等现象。在术后9～12个月，假体周围结构植骨出现不同程度骨愈合现象，自体腓骨供区可见到不同程度的“骨膜成骨”现象。所有病人对术后患肢功能均十分满意，MSTS 93评分平均为27分（详见表1）。

二、典型病例

病例1，男，16岁，术前穿刺活检诊断为右肱骨骨肉瘤，术前行阿霉素-顺铂-大剂量MTX-异环磷酰胺（ADM+DDP+hdMTX+IFO）新辅助化疗循环2个周期，复查X线片及MRI，肿瘤侵犯范围明显缩小，钙化明显，临床疼痛症状明显减轻甚至消失，评价化疗有效，胸部CT复查未见明显转移迹象，拟行保肢手术，确定手术切除边界，行“右肱骨中段瘤段切除+右肱骨骨干人工假体置换术+对侧自体腓骨取骨移植术”（图2）。术后随访7个月，肿瘤局部无复发，未发现肺转移，无瘤生存。自体腓骨与宿主骨部分愈合，MSTS 93评分为28分。

病例2，女，21岁，右股骨中段骨肉瘤，新辅助化疗（ADM-DDP-hdMTX-IFO方案），后行“右股骨中段瘤段切除+右股骨干人工假体置换术+大段同种异体骨移植术”（图3）。术后行辅助化疗。随访61个月，肿瘤局部无复发，未发现肺转移，无瘤生存。大段同种异体骨与宿主骨愈合，MSTS 93评分为30分。

病例3，男，21岁，诊断为右胫骨造釉细胞瘤，行“右胫骨中段瘤段切除+右胫骨骨干人工假体置换术+对侧自体腓骨取骨移植术”（图4）。术后随访15个月，肿瘤局部无复发，未发现肺转移，无瘤生存。自体腓骨与宿主骨愈合，对侧取腓骨部位部分腓骨“再生”，MSTS 93评分为30分。

讨 论

长骨恶性肿瘤好发于骨骼生长活跃的干骺端，但是依然有部分恶性肿瘤发生在四肢长骨的骨干部位。在四肢长骨骨干发病率中，从高到低依次为股骨干、胫骨干、肱骨干和尺桡骨骨干，骨干肿瘤总体发病率占所有骨骼肿瘤的2.8%［2］。近年来随着恶性肿瘤治疗手段多样化和进步，疗效明显提高，恶性肿瘤病人生存时间显著增加，但晚期发生骨转移的概率也明显增加［3，4］。统计研究显示，骨骼系统成为仅次于肺部和肝部转移的第三大远处肿瘤转移好发部位［5］。在长期带瘤生存的恶性肿瘤病人晚期，约50%会向骨骼转移［6］。骨干是骨转移癌的高发靶部位，大约25%～70%发生在股骨干［7］，作为主要的负重骨，一旦骨干骨质破坏，极易发生病理骨折，给病人带来严重的病痛，丧失运动和自理能力，严重影响病人生活质量，同时容易产生相关并发症，甚至直接导致病人死亡。因此，如何尽快控制局部肿瘤并有效重建使病人恢复功能，对改善病人生活质量，提高肿瘤治疗效果均具有积极作用。

随着恶性肿瘤综合治疗的进步，以及生物医学工程的进步，骨大段缺损重建技术在近10年取得飞速发展，保肢治疗方法迅速发展。严格按照Enneking外科分期的指导下手术切除肿瘤，保肢治疗的安全性已得到证实，与截肢治疗的生存率和复发率几乎相当［8］。对发生在四肢骨的恶性肿瘤，目前广泛采用的是截肢、关节周围瘤段切除及全骨切除等方式，常常切除关节，术后肢体功能较差。当恶性肿瘤发生于骨干时，按照Enneking外科分期设计切除“安全”边界（目前公认的安全边界在MRI肿瘤水肿带以外2～3 cm［1］）有可能在关节外，如果按照通常采用的切除关节的瘤段切除，造成不必要的关节切除重建，必然带来部分功能的丧失［9］。而大段异体骨复合内固定方法重建，存在骨不愈合、强度不够、内固定支撑失效、术后长时间不能承重、容易发生病理骨折等并发症［10］，中远期疗效不佳。针对发生在骨干部位的转移瘤，既往常用植骨+内固定方法，属于姑息性治疗，存在病灶切除不彻底、骨折不愈合、内固定失败率高等不利结果；而采用骨水泥填充配合内固定治疗方法，由于未有效处理病灶，甚至增加再转移的风险，危及病人生命安全，除非预期病人生存期不长或有其他多处转移灶无法处理时采用，以上方法均属于姑息性治疗方案。因此，在骨干肿瘤（包括转移瘤）外科治疗中，如何在切除肿瘤早期重建骨干稳定性等方面始终存在争议。

表1 病人基本资料及结果

图2 男，16岁，右肱骨骨肉瘤 a：右肱骨骨肉瘤化疗前X线片，可见右肱骨干中段溶骨性占位病变，骨质虫噬样破坏伴骨膜反应及软组织肿块影，穿刺活检病理诊断为骨肉瘤；b、c：新辅助化疗（ADM+DDP+hdMTX+IFO）2个周期后，复查X线片（b）和MRI（c），可见肿瘤侵犯范围减小，边界清晰，肿块钙化明显，局部疼痛症状改善甚至消失，临床评价化疗有效，拟行保肢治疗；d：定制型右肱骨节段型组配式人工假体，在假体干两侧，根据术前计划测量数据，设计2块锁定钢板，术中取出的游离自体腓骨骨段；e：术后常规复查X线片（未拆线）可见右肱骨骨干假体在位，无松动及断裂，假体侧可见大段自体移植骨段影；f：术后3个月复查X线片，假体及钢板螺钉位置佳，未见松动及断裂，大段自体腓骨植骨在位；g：病人术后3个月正位功能像，双上肢对称；h：病人术后3个月双上肢前伸90°功能像，无受限及疼痛，但对比对侧可见内收略受限；i、j：病人术后3个月双上肢上举正、侧位功能像，可达180°，双侧基本对称，功能满意

图4 男，21岁，右胫骨造釉细胞瘤 a、b：病人术前胫腓骨正侧位X线片，可见胫骨干中段局部占位溶骨性病变，可见软组织影，病理活检为造釉细胞瘤；c～e：采用胫骨定制节段式组配假体，自体对侧腓骨部分腓骨段取骨（术后3个月复查影像表现）；f：术后6个月复查，可见胫骨骨干假体在位，无断裂松动表现，移植自体腓骨段部分愈合，对侧取腓骨部位腓骨局部再生；g～i：病人术后6个月功能检查，站立正位（g），站立侧位（h），下蹲正位（i），功能满意

国内外有报道采用骨干节段型假体重建的方法，术后短期疗效较好［2］。相对于以往的重建方式，节段型假体固定具有手术相对简单，短期重建可靠等优点。该术式最早在1989年由Chin报道［11］，随后陆续有学者报道采用该术式重建骨干骨缺损，有研究报道术后局部疼痛缓解率可达到88%［12］，与本组病例临床观察类似。但是，既往的节段型骨干人工假体均为机械固定，在长期随访中，不可避免会出现松动等并发症，严重影响病人功能，甚至需要翻修手术。有研究显示节段假体2年生存率为83.3%～94%［13］，5年生存率为63%～66.7%［14］，10年松动率达到63%，高于其他类型的人工假体［15］。但节段假体也存在诸多不足：由于残留骨较少导致髓内针过短，固定稳定性不足，以及假体两端为螺钉固定，可能存在微动，导致假体摆动，增加松动风险；另外由于节段型假体保留了关节功能，相对普通关节置换，肿瘤人工假体置换病人活动度较大，也增加了关节疲劳应力，从而使松动率增高。本研究考虑到上述因素，力图实现远期的生物学固定，应用自体骨（异体骨）金属假体复合假体（allo/auto graft prosthesis composite,APC）理念复合大段结构植骨，植骨愈合后可提供中远期相对稳定的固定，从而降低翻修的风险。

本组病例设计定制型节段人工骨干假体，复合大段同种异体骨或自体游离腓骨结构植骨，力求实现远期生物学固定的效果。骨移植治疗一直是骨科手术治疗的重要组成部分。有大量研究显示，自体腓骨作为良好的结构植骨来源，可以促进骨的愈合。带血管蒂和游离腓骨段均可以有效提高骨愈合率，广泛应用于创伤骨科及骨肿瘤缺损重建［16］。同样，大段同种异体骨移植在骨缺损重建中广泛应用［17］。本组病例中，2例采用了大段同种异体骨结构植骨，术后骨愈合，实现了生物学固定，临床疗效显著。采用自体游离腓骨移植的病人，减少了异体骨排斥反应的风险，实现生物学固定，病人功能满意。2例末次随访尚未观察到愈合的病人，分析其原因是术后时间尚短，但均表现出不同程度的部分愈合状态，需继续临床随访观察。

总之，针对发生在骨干的恶性骨肿瘤，包括转移瘤，在条件允许的条件下，通过合理的设计定制假体，必要时辅助计算机及3D打印技术，采用节段人工骨干假体，复合大段同种异体骨或自体游离腓骨结构植骨，促进生物愈合，实现中远期的假体稳定性，本研究虽然病例数较少，但全部6例病人随访均获得良好的治疗效果，病人满意度高，MSTS 93评分平均达到27分，临床疗效满意，为保留关节治疗骨干恶性肿瘤提供一种新的治疗选择。