膜诱导技术结合内固定治疗胫骨感染性骨不连

沈杰 孙东 汪小华 傅景曙 王舒琳 谢肇

感染性骨不连是指骨折愈合失败，骨折部位存在6～8个月的持续感染[1]。由于其涉及感染和骨不连两方面，因此处理难度较大。由于内植物和骨组织表面形成的生物膜可使细菌抵抗宿主免疫和抗生素的杀灭作用[2]。在手术清创及细菌释放毒素的过程中均可导致不同程度骨缺损，若治疗不当常导致感染反复发作，严重者需行截肢治疗[3]。控制感染和重建骨缺损是治疗感染性骨不连的最终目的。早期开放植骨技术治疗感染性骨不连是在彻底清创的基础上进行松质骨移植，待移植骨表面被新鲜肉芽组织覆盖后植皮覆盖创面，从而修复骨缺损[4]。但是上述方法需反复换药，对换药的要求高，加之手术次数多，感染复发率高。Ilizarov技术是通过牵拉成骨的原理促进骨与软组织再生，可有效控制感染，在大段骨缺损的修复领域取得了成功[5]；但是其治疗周期长，感染易复发，且患者在治疗过程中十分痛苦[6-7]。膜诱导技术是近年发展起来的治疗感染性骨缺损的全新策略。该技术在彻底清创的基础上应用抗生素骨水泥填充骨缺损，在控制骨感染的同时可为骨缺损处营造良好的成骨环境，从而为二期重建骨缺损提供骨愈合的良好生物学条件[8]。早期诱导膜技术使用外固定作为局部稳定的方式，易导致钉道感染、关节僵硬、再骨折等并发症[9]；而在感染的条件下使用内固定又被视为禁忌[10]。因此，外固定仍然是感染条件下获得局部稳定的主要方式[11-12]。本研究主要探讨膜诱导技术结合内固定治疗胫骨感染性骨不连患者的疗效。

资料与方法

一、资料

回顾性分析2016年1月至2016年12月陆军军医大学西南医院骨科收治的21例胫骨感染性骨不连患者的临床资料。其中，男15例，女6例；平均年龄41(22～58)岁。纳入标准：根据相关标准确诊为感染性骨不连，如影像学检查提示骨不连，局部疼痛、肿胀，窦道形成，微生物学和组织病理学检查，深部组织细菌培养结果等[13]；采用膜诱导技术结合内固定治疗；随访24个月以上。本研究经陆军军医大学西南医院伦理委员会批准。所有患者均签署知情同意书。

二、方法

1.手术：所有患者均采用膜诱导技术结合内固定治疗。手术分两期进行：一期彻底清创，抗生素骨水泥填塞，钢板内固定；6～8周感染控制后行诱导膜内植骨重建骨缺损，同时更换内固定。部分患者一期可能需2次及以上清创，直至感染控制，方行二期植骨重建。术前根据影像学检查结果大致确定清创范围。术中合理使用止血带，保证手术视野清晰，选择恰当的手术入路，切除窦道，清除死骨及周围感染囊壁组织。术中取死骨、脓液、炎性肉芽行细菌学培养及病理学检查。骨端打磨见“辣椒”征，若为髓内钉术后感染，使用扩髓钻清理髓腔。用稀释过氧化氢溶液、碘伏水及脉冲冲洗系统充分清洗伤口，抗生素骨水泥(40 g庆大霉素骨水泥中加入5 g万古霉素)填塞骨缺损处，塑形后凝固(骨水泥发烫时用冰盐水进行冷却，避免骨水泥散热灼伤周围组织)。若为髓内型感染，制作抗生素骨水泥占位器填塞上、下骨髓腔。采用钢板螺钉内固定，并以抗生素骨水泥包裹内固定钢板。6～8周后行二期植骨，如果在此期间感染复发，需重复一期手术直至感染控制。二期植骨术前通过影像学检查充分估算骨缺损体积。术中去除骨水泥及内固定钢板，注意保护周围的诱导膜，再次清理骨不连断端，并多点取样送术中冰冻病理学检查，排除感染后取自体松质骨(髂前或髂后)于诱导膜内植骨，同时更换内固定(钢板或髓内钉)。留置负压引流管，关闭切口。

2.术后处理：术后第1天行X线检查。一期术后3 d根据细菌培养及药敏试验结果静脉注射敏感抗生素。2周后改为口服抗生素，持续治疗4周。如细菌培养结果为阴性，常规使用第三代头孢菌素。负压引流管留置10～12 d，注意观察引流管通畅情况，记录引流量。二期术后预防性应用抗生素24～48 h，负压引流管留置10～12 d。嘱患者植骨后4周内不负重，行膝、踝关节功能锻炼。

3.观察指标：嘱患者术后1、2、3、4、6、8、12、18、24个月于门诊复查X线片，若见骨痂生长，逐渐下地负重活动。影像学骨愈合评定标准：正、侧位X线片上节段性骨缺损中局部三面骨痂形成[14]。临床骨愈合标准：患者无痛和完全负重行走[15]。采用下肢功能量表评分(lower extremity functional scale，LEFS)评定患者功能恢复情况[16]。

结 果

平均随访27(24～30)个月。所有患者均获得影像学及临床愈合。16例患者在植骨后4个月获得影像学骨愈合，5例患者在植骨后6个月获得影像学骨愈合。影像学愈合时间平均为4.5(4～6)个月。临床愈合时间平均为6(5～8)个月。随访期间有1例患者出现一期清创后感染复发，经过再次清创感染控制后二期重建达到骨愈合。1例出现供区疼痛并发症。末次随访时，患者LEFS评分平均为70(59～80)分。所有患者均恢复到伤前状态。典型病例见图1。

讨 论

感染性骨不连的治疗是一个复杂且极具挑战的过程，面临感染控制和缺损重建两大难题。开放植骨技术和Ilizarov技术可通过骨不连的愈合使感染自然消除，但治疗后感染复发率较高[6]。随着Belfast技术的出现，一期控制骨感染、二期重建骨缺损的分期治疗理念逐渐被众多学者所接受[17-20]。2000年，Masquelet等[8]报告了采用膜诱导技术治疗35例感染性骨不连患者的临床效果，发现一期控制感染时形成的诱导膜可为二期重建提供骨愈合的良好生物学条件。随着诱导膜技术在临床的广泛应用，由外固定引起的钉道感染、关节僵硬、再骨折等并发症难以避免。本研究结果显示，所有患者均获得影像学及临床愈合，感染控制率和骨愈合率明显高于同类文献报道[21]。

感染控制是通过彻底清创、局部稳定、微生物特异性全身及局部抗生素的应用实现的[22]。细菌生物膜形成是骨感染迁延不愈的重要机制[23]。内固固定物作为异物能促进细菌生物膜的形成[24]，导致感染复发[20]，因此在感染情况下使用内固定进行稳定一度被视为禁忌[10]。Luo等[10]提出，通过彻底清创，将感染创口转化为污染创口，内固定将不再成为禁忌。本研究术前根据MRI及核素骨扫描的多模态影像诊断预判清创的大概范围，术中将骨感染区域整体视为囊性结构，死骨、脓液、内植物等病灶为囊内容物，感染组织与正常组织的交界处视为囊壁。在此基础上，采用En-bloc段切等技术彻底清除病灶，将骨感染定植细菌转化为浮游细菌，进而彻底清除囊壁内感染病灶[25]。在此基础上，局部使用高浓度敏感抗生素，杀灭残留的浮游细菌，同时使用抗生素骨水泥包裹内固定钢板，抑制细菌生物膜形成，进一步降低感染复发率。一期感染控制率达95%，二期重建无感染复发。

图1患者男，46岁，交通事故伤致右胫腓骨闭合性骨折，行切开复位内固定后右胫前切口反复渗液，切开引流后无好转，6个月后转入陆军军医大学西南医院骨科治疗A术前外观照，右小腿中段前内侧可见窦道结痂B术前正、侧位X线示胫腓骨骨不连C一期术后正、侧位X线示清创后胫腓骨分别形成4 cm和2 cm的骨缺损，细菌培养结果提示沃氏葡萄球菌感染D二期植骨术后正、侧位X线E二期术后4个月正、侧位X线示骨愈合F，G术后1、2年正、侧位X线示骨缺损完全愈合

骨缺损的重建主要包括骨再生和骨移植两种方式。骨再生以Ilizarov骨搬运技术为代表，通过牵拉成骨的原理促进骨与软组织再生，其最大的优势在于不需要骨源，在大段骨缺损的修复领域取得了成功；但该技术治疗周期长，钉道感染、邻近关节挛缩、再骨折、对接点骨不连、成骨不全等并发症发生率高。骨移植以膜诱导技术为代表，一期术后形成的诱导膜与骨膜的结构相似，且较骨膜有着更为丰富的血供和骨生长活性因子[9]；其能够避免移植骨吸收，促进移植骨的血管化和皮质化[8]；且骨愈合时间独立于骨重建长度[9]。但是其易发生供区疼痛、感染、再骨折等并发症，对自体骨需要量大，尤其是大段骨缺损患者。本研究采用自体松质骨植骨，骨不连愈合率达100%，未出现再骨折并发症，但有1例患者出现供区疼痛，予以镇痛药物治疗。

在感染性骨不连患者多次手术治疗过程中，感染的控制和缺损的重建是临床医生关注的重点，而关节功能的恢复往往被忽视，因此在治疗后患者的膝、踝关节功能均受到一定程度的影响，甚至导致肢体短缩、步态异常等。膜诱导技术使用外固定作为稳定方式，易出现功能性并发症，需引起临床医生的重视[21,26]。Bendo等[27]认为，虽然骨不连已经治愈，但出现出现功能性并发症时相当于治疗失败。本研究采用内固定作为稳定方式，对患者的关节功能影响较小，一期术后即可行患肢及关节功能锻炼，将功能康复的时间缩短，末次随访所有患者均恢复到伤前状态。

综上所述，膜诱导技术结合内固定治疗胫骨感染性骨不连患者的临床疗效显著，具有感染复发率低、骨愈合时间短、愈合率高、功能恢复良好等优势。使用内固定作为稳定方式的前提在于一期彻底清创的同时使用抗生素骨水泥包裹内固定钢板。