Ilizarov微循环重建技术的临床应用研究进展

袁 健，罗群强，韦积华

(1.右江民族医学院临床医学院，广西 百色 533000；2.右江民族医学院附属医院创伤中心，广西 百色 533000)

回顾了Ilizarov技术发展演变的历程，简述了Ilizarov技术作用的机制，指出了Ilizarov技术目前在临床治疗中的应用，如各种因素导致的骨缺损，下肢慢性缺血性疾病，各类疾病引起的神经性病变，还有charcot关节病和马蹄内翻足等少见病。近年来，糖尿病足的临床研究成为一大热点，提出通过血糖控制联合胫骨横搬术，有可能作为保肢治疗的唯一手段。目前在临床实践中尚未有统一标准，胫骨横搬术存在钉道感染、牵拉区域骨折及治疗周期长等不足，这是接下来亟需解决的一大难题。此外，随着国内外学者们的深入研究，Ilizarov技术在临床应用中的具体作用机制，将是接下来研究的重点方向。

Ilizarov微循环重建技术是由俄国人Ilizarov教授最先提出的，二战期间大量的断肢患者，尤其是下肢长骨缺损，Ilizarov教授通过牵拉成骨技术挽救了大部分的患者。先后经过学者们的研究推广，Ilizarov技术发展演进成胫骨横向骨搬移术，目前是Ilizarov微循环重建技术在临床的主要应用，从最原始的环形外固定支架，到牵拉成骨技术，最后发展成胫骨横向骨搬移术。愈多的成功病例证明了骨愈合的过程，稳定骨折端是前提，同方向牵拉力可促进骨生长，在血液供给营养的作用下，保留原位骨折块可以加速促进骨的愈合[1]。近些年来，腓骨骨搬移的报道增多，通过建立腓骨窗后搬移治疗胫骨长骨缺损[2-3]。这些研究表明，骨折愈合过程是一个广义的过程，在满足营养供给的条件下，只要有固定方向的规律牵拉力，不局限于骨的类别，骨缺损都可以快速愈合。当前胫骨横向骨搬移的临床研究是一大热点，国内应用Ilizarov技术促进下肢局部微循环重建，改善远端肢体神经功能，进而达到治疗因血管神经病变导致下肢肢体缺血、坏死、坏疽及溃疡的疾病，如糖尿病、血栓闭塞性脉管炎及动脉硬化闭塞症等[4-6]。本文通过Ilizarov微循环重建技术在临床应用进展综述如下。

1 Ilizarov微循环重建技术

1.1Ilizarov技术的历史演进:从1950年至今，Ilizarov技术的优化发展经过三个重要时期。20世纪50年代，俄国人Ilizarov发现从同一方向稳定持续地牵拉骨、血管、神经、肌肉等组织，这些组织能够再生，故将其归纳为“张力-应力法则”。Ilizarov张力-应力法则是Wolf定律的延伸，两者同为力学概念，Wolf定律是骨的适应性原理，即骨折愈合机制最基础的理论之一[7]。在此基础上，学者们在大量的动物实验中发现持续机械应力的牵拉，会出现受牵拉区域微血管网再生活跃的现象，韦积华博士通过兔胫骨横搬术对比发现，骨搬移组创面肉芽血管重构数量多于对照组[8]。临床应用上早期主要用于因创伤、骨髓炎导致长骨畸形缺损，利用Ilizarov张力-应力法则牵张成骨促进骨再生，这个阶段称为“牵张成骨时代”。21世纪初，曲龙教授通过对一位患有75年血栓闭塞性脉管炎患者行胫骨横搬术，发现经规律搬移后患者小腿冰冷感、足末端麻木、间歇跛行等症状明显改善、消失，搬移区域形成了丰富的血管网络，表明骨搬移术对治疗血栓闭塞性脉管炎具有可观的临床疗效[9]。胫骨横搬术是曲龙教授在Ilizarov张力-应力法则牵张成骨技术的延伸，在胫骨结节下内侧截骨骨窗，搬移骨窗促进局部牵拉区域血管网的再生，达到对缺血性疾病导致远端肢体出现溃疡的治疗。后续秦泗河教授进一步完善胫骨横搬术，在胫骨横搬术刺激微循环血管再生的基础上，实现骨搬移术促进神经、肌肉等组织的再生，此时，Ilizarov技术从“牵拉成骨时代”进入“牵拉组织再生重建”时代[10]。

1.2Ilizarov微循环重建技术的机制：目前大量研究显示，胫骨横搬术，Ilizarov微循环重建技术在临床的主要应用，可刺激牵拉区域微循环再生，但具体作用机制还不明确。胫骨横搬术分为平静期、活跃期和稳定期三个时期。平静期是指手术后至搬移前这段时间，此时的骨窗和骨折后内部表现是一致的，开始时也会有血肿炎性反应的形成，随后成骨细胞因子的激进活跃到达下一个时期。活跃期，也称骨搬期，是骨搬移技术的核心所在，主要分成四个时间点(一天中的8时、12时、16时和20时)，一天搬移1 mm，每个时间点0.25 mm，同方向搬移2周后，反方向2周，持续地刺激大量多类的成骨细胞因子活跃，促进骨质再生。稳定期，是在平静期和活跃期两者上进行加固演变的过程，活跃期时的新鲜骨质需转化为成熟的矿化骨，此时前期成骨性因子和成骨性细胞的数量水平也在减少趋于正常。当前大多数学者认同的观点是由于骨窗牵拉后体内产生某种物质或效应，从而促进了骨、血管及神经等组织的再生。有研究表明，受牵拉区域的成骨因子异常活跃，其中被研究最多的成骨因子是骨形态发生蛋白2(BMP2)[11]和转化生长因子β1(TGFβ1)[12]，这些生物因子都具有促进骨再生作用。国外学者Rauch[13]等，研究兔胫骨横搬术后发现，平静期和活跃期时VEGF和血管生成素升高显著，稳定期后逐渐降低至恢复正常，考虑促微循环重建生长因子升降受骨搬牵拉时效影响。并且韦积华博士[8]等，通过兔胫骨横搬术分析发现，Ilizarov组相比较于对照组，血管再生效果明显。笔者认为经骨窗搬移后，局部区域多种类生长因子在成骨、促微循环重建及组织再生中起着关键性的作用，为当前Ilizaorv微循环重建技术的基础发展机制之一。

2 Ilizarov微循环重建技术的临床应用

2.1骨缺损：骨缺损可由多种因素导致，如创伤、肿瘤、感染、骨不愈合及先天畸形等，继而引起骨、关节及周围软组织病理变化，最终出现肢体功能障碍[14]。Ilizarov微循环重建技术，早期主要用于长骨骨缺损、骨不连治疗，而不同部位骨缺损中，胫骨骨缺损占比大，由于胫骨肌肉组织保护少，暴露因素大的特殊解剖结构决定[15-16]。Ilizarov技术在治疗胫骨骨缺损中具有明显优势，北印度Bhardwaj,R等，对比钢板固定与Ilizarov环形外固定架治疗创伤感染后骨缺损患者，分析认为环形外固定支架比钢板固定疗效更明显[17-18]。近年来的研究表明，Ilizarov技术已成为长骨缺损或感染骨不愈合治疗的首选。长期骨感染控制不当容易引起骨髓炎，临床中骨髓炎的治疗是一大难题，但Ilizarov技术可以解决，通过截骨骨窗搬移过程中释放具有抗菌作用的物质或刺激某炎性反应系统应答，从而抵抗感染。此外，胫骨骨肿瘤术后骨缺损，经Ilizarov环形固定技术治疗后疗效可观[19-20]。据有关文献报道，腓骨搬移是治疗创伤感染致胫骨缺损的可靠技术，且临床效果良好，并发症少[2]。目前利用腓骨横搬移治疗胫骨骨缺损、骨髓炎感染的成功案例越来越多，腓骨横向骨搬移治疗胫骨骨髓炎合并大段骨缺损有利于感染控制、骨折愈合和患肢功能的恢复[3]。对于股骨骨不连较大节段性骨缺损的患者，单侧外固定可提供有效的稳定性，改善顺应性并减少并发症，效果优于另外一些手术方法，如血管化骨移植，Masquelet技术和Ilizarov牵引成骨术等[21]。有研究者指出，Ilizarov技术的临床实践当前尚未有统一标准，所以局限性也较多，如治疗周期长，并发症高、骨窗区易骨折等。贺国宇等，通过回顾近30年关于Ilizarov技术治疗胫骨骨缺损的文献报道，提出搬移方式、搬移架子及钉道预防感染等多方面改进策略，并联合搬移周期中客观指标(辅助检查如彩色多普勒超声、能谱CT)的指导，使操作过程中遇到的缺陷逐渐得到改善，这为骨搬移技术的进一步临床推广提供了极大的帮助[22]。

2.2下肢慢性缺血性疾病：下肢慢性缺血性疾病主要包括血栓闭塞性脉管炎(TAO)、动脉硬化闭塞症(TSO)、糖尿病肢端动脉闭塞症，多继发于动脉狭窄或闭塞所引起的一系列疾病，具有高发病率、高致残率、高致死率的临床特点，给患者带来了极大的经济及心理负担，严重影响患者的生活质量[23]。下肢慢性缺血性疾病的治疗以药物治疗、手术及介入等综合治疗为主。21世纪初，曲龙[9]等，通过改良的Ilizarov技术装置成功地治疗了血栓闭塞性脉管炎病患，届时研究胫骨横搬术对下肢远端微循环重建有了新的启发。后续学者们的大量临床病例疗效证明，胫骨横搬术有效地治愈下肢缺血性疾病，通过重建下肢微循环系统来改善肢端血供，避免患者截肢[24-25]。胫骨横搬术促进受牵拉区域微循环重建，从而来改善肢体远端营养血供，但对于大动脉重度狭窄或闭塞的患者，疗效欠佳。近年来，多种方法联合治疗下肢慢性缺血性疾病，这是当前研究方向所在，介入联合胫骨横搬术被证明远期临床疗效优于单纯胫骨横搬术[26]。胫骨横搬术可有效治疗下肢缺血性疾病，优势在于改善肢端血运，刺激局部创面微循环系统重建，对于疾病终末期远期疗效更为显著，但胫骨横搬术治疗周期长，需患者依从性较好，且目前手术操作方法尚未有统一标准等不足。

2.3糖尿病足溃疡(diabetic foot,DF)：随着生活水平的增高，糖尿病患者愈加增多，糖尿病足溃疡的发病率也逐年增加，因其高致残率、致死率，在临床治疗中一直是个疾症。DF是糖尿病终末期的并发症之一，对患者家庭及社会带来了巨大的负担，所以寻找一种经济、有效的治疗方案是十分必要的[27]。目前胫骨横向骨搬移术,主要通过刺激下肢微循环再生,改善周围神经功能,控制局部感染、促进溃疡愈合并降低复发,尤其对于Wanger3-4期糖尿病足患者，效果显著，是微血管领域的一项重大突破,为DF的治疗带来了新的希望[28]。连浩宇、韦积华等，通过对糖尿病足患者行胫骨横向搬移术，发现患足肉芽生长活跃，红润程度和覆盖创面的效果远高于术前，而且患者术后创面边缘组织中VEGF、bFGF反应阳性细胞增多明显[29-30]。此系列研究，表明骨搬移术在刺激下肢微循环再生效果显著，可有效治疗下肢缺血性糖尿病足。在临床研究中，花奇凯、冼呈等，回顾性分析了大量经胫骨横向骨搬移术治疗的DF病例，结果发现保肢效果显著[31-32]。后续学者对糖尿病足患者治疗随机分为胫骨横搬治疗组、球囊介入治疗组及常规治疗组，通过对比发现胫骨横搬组和球囊组对患侧肢体远端微循环重建有一定疗效，但胫骨横搬组在患肢术后皮温及踝肱指数上优于球囊组[33]。目前大量研究表明，Ilizarov微循环重建技术对DF患者确实有显著疗效，但对于患有严重下肢主干动脉狭窄或闭塞的DF患者，应谨慎选择并可考虑结合介入治疗[34]。对于严重糖尿病足溃疡(Wagner 3～5级)合并全身炎性反应综合征(SIRS)的患者，Zhen,P等通过胫骨横搬术治疗后保肢率100%[35]。DF患者由于足底软组织缺损坏疽感染，容易并发跟骨骨髓炎，Akkurt,MO等发现通过磁共振成像(MRI)引导的坏死组织清创术联合Ilizarov微循环重建技术的应用，可以确定感染部位和评估骨髓炎的愈合情况，刺激溃疡创面的微循环重建和改善神经功能，从而达到保肢[36]。DF患者同时患有charcot关节病，患肢溃疡创面更难以愈合，而且极大可能会发生溃疡创面扩大的风险，但多次清创联合多种治疗方法可以有十分可观的治愈率[37]。Hegewald,KW，Wirth,SH等，研究发现患有糖尿病性charcot神经关节炎的患者，在经Ilizarov微循环重建技术的治疗后，极大降低了截肢比率[38-39]。

2.4其他

2.4.1神经性关节病：charcot关节病，是一种继发于神经感觉和神经营养障碍的破坏性关节疾病，可以发生于任何关节，Ilizarov技术联合闭合性踝关节置换术(CAA)，提供踝关节稳定性愈合的空间，对于合适的患者，可以作为治疗神经性踝关节的有效方法[40]。目前charcot关节病治疗尚未有统一定论，但对于晚期患者，必须积极手术治疗，在彻底关节清理和关节融合的基础上，熟练利用Ilizarov技术促进血管、神经、肌肉等组织再生，保持踝关节的稳定和功能，避免截肢[41-42]。据相关文献报道，因charcot踝关节病导致关节僵硬及活动障碍的患者，比较螺钉内固定和Ilizarov外固定在踝关节融合术患者的中期临床疗效结果并无明显差别[43]。

2.4.2马蹄内翻足：Ilizarov技术治疗马蹄内翻足患者有明显的临床疗效。相比较于开放性治疗马蹄内翻足患儿，Ilizarov技术微创促进软组织的再生，并保持了患足踝关节的稳定与功能结构，减少开放性术口感染[44]。同时对创伤后导致马蹄内翻足的患儿同样有效[45]。成人僵硬型马蹄内翻足经Ilizarov技术治疗后，术后随访疗效确切。秦泗河等专家共同认为，传统治疗成人僵硬型马蹄内翻足术后并发症多，患者体验差，然而Ilizarov技术通过牵拉组织再生减少并发症，改善足踝功能降低复发率[46]。并且Ilizarov技术可以根据不同的足踝畸形类型和程度，在三维空间以不同角度速度牵拉移动，逐渐达到矫正畸形的效果[47]。

3 小结

Ilizarov技术的临床应用经过几代研究者发展推广，现如今临床适应证越来越广。早期主要通过牵拉成骨治疗不同类型和程度的骨缺损，之后发现微循环重建治疗下肢慢性缺血性疾病，现如今对患有合并神经功能障碍疾病，如糖尿病性神经病，charcot关节病等，也具有显著临床疗效[48]。但在Ilizarov技术临床实践中，仍会出现许多并发症，如钉道感染、钢钉松动、钢钉断裂、神经血管损伤、牵拉区域骨折等，此外持续钢钉牵拉骨窗引起患者疼痛和搬移周期长也是接下来研究需要优化改进的地方[49- 50]。总之，Ilizarov微循环重建技术其操作简单，可有效治疗多种类疾病，值得推广，但其治疗机制尚未完全阐明，有很大的研究空间。