跟骨创伤性骨髓炎的手术及非手术治疗进展

华 祥，陈 辉，刘华渝

陆军军医大学大坪医院战创伤医学科，重庆 400042

随着交通业的发展、社会科技的进步以及人类生活工作方式的改变，高能量跟骨损伤带来后续创伤感染问题越来越严重，发病率逐年升高，发病原因从简单的血源性骨髓炎逐步转变为治疗难度较大的创伤性骨髓炎[1]。跟骨作为人体足部承重骨，其外侧由较为薄弱的皮质骨组成，内部含有大量松质骨，当患者跟骨创伤后，血液在松质骨内部流通不畅，最后形成淤积，此时松质骨内部易有细菌滋生，而跟骨内、外、后侧所在软组织较薄，创伤后易出现软组织挫裂，同时，在跟骨创伤的治疗中，切开、复位、内固定等过程还会不同程度的感染[2]。有研究显示，在开放性骨折治疗中，切开、复位、内固定过程中感染率高达8.5%[3]，而在跟骨闭合性骨折中感染率为1.9%～2.7%[4]。骨髓炎治疗原则为清除病灶、空腔内填充局部药物释放系统、软组织重建以及骨缺损修复。针对不同类型的骨髓炎应采取个性化方案治疗以获得更为满意的疗效。本文就跟骨创伤性骨髓炎的手术及非手术治疗方式进行阐述，为临床治疗提供参考。

1 跟骨创伤性骨髓炎的非手术治疗

跟骨骨髓炎常见的致病病菌为对青霉素类敏感的葡萄球类细菌，其中又以金黄色葡萄球菌居于首位，因此，临床治疗跟骨创伤性骨髓炎多使用敏感类抗生素，但近年来临床上对跟骨创伤性骨髓炎患者治疗后留下的组织标本进行研究发现，β-内酰胺类抗生素产生耐药性的金黄色葡萄球菌种类越来越多，同时开放性骨折又多为混合感染，且多为常见细菌，如大肠杆菌、铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌、凝固酶阴性葡萄球菌等，其中后两者细菌所引发的骨感染占3/4以上[5]。因此，治疗跟骨创伤性骨髓炎，术前应预防性采用全身抗生素静脉注射方案，此方案可以在一定程度上局限病灶发展，同时，在术后对患者进行细菌学培养检查，一旦发现感染的可能，立即用敏感抗生素药物进行治疗[6]。

有研究显示，骨创伤性骨髓炎患者伤口清创后重建周围血运需要时间，因此，其静脉用药时间应为清创后4～6周，但对于流脓、窦道患者，临床医师不建议持续静脉注射抗生素，而是在静脉注射1周后改为口服抗生素6周，经研究发现这种治疗方式治愈率约为91%[7]。同时，Rod-Fleury等[8]对照研究也发现，在炎症控制率上，使用静脉注射抗生素超过6周并不会比超过3周抗生素的患者要好。在骨感染抗生素的选择上，对内植物相关性的葡萄球菌感染患者，以利福平和喹诺酮类药物联合治疗最为常见，具有较高的生物利用度，在治疗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌患者时，万古霉素疗效较好，而对微生物引起的骨髓炎患者治疗时，达福司汀、奎尼司汀及利奈唑胺等抗生素可以取得较好效果[9]。因此，虽然骨创伤性骨髓炎治疗中抗生素持续使用时间上尚存争议，但对抗生素选择上，临床医师均提出应选择穿透力较强的类型，且在治疗中往往需要大剂量联合用药[10]。

2 跟骨创伤性骨髓炎的手术治疗

2.1局部药物释放系统 患者骨创伤后骨髓炎创伤口细菌滋生，细菌表面存在一层细菌生物膜，细菌生物膜是指细菌分泌出自身胞外大分子包裹自身，附着在植入物或坏死、失活的骨头表面，用以抵抗外界伤害[11]，细菌生物膜的存在，可以对细菌进行保护，致使机体自身免疫力及常规剂量的抗生素难以对其进行灭活，大大增强细菌的抵抗力，导致患者感染伤口经久不愈，另外，大量药物使用后，细菌中会出现耐药菌株，这是创伤性骨髓炎治疗中又一个难以控制的因素[12]。借助敏感抗生素的局部应用，使患者病灶周围出现的抗生素远高于全身静脉注射的有效生物浓度，一方面，避免了全身静脉注射对肝肾等主要脏器的损伤，另一方面，还可大幅度减少静脉注射抗生素所带来的耐药菌株的出现[13]。

目前临床应用最早、最多的是以聚甲基丙烯酸甲酯为主要化学原料的丙烯酸骨水泥，丙烯酸骨水泥于1901年问世，20世纪40年代被应用于医学领域的骨科治疗中，因其特有的力学性能和生物相容性，被广泛应用于提供骨关节临时稳固、增强关节假体与周围组织的黏附性[14]。发生聚合反应过后的丙烯酸骨水泥断面存在大小不一的空隙，呈多孔性，加入抗生素后，抗生素颗粒会填充于骨水泥断面空隙中，此时发生聚合反应后的骨水泥结构将更加稳定，其生物力学性能更好[15]。目前，临床上添加到骨水泥中的抗生素多为万古霉素、妥布霉素和庆大霉素，经研究显示这些抗生素对糖尿病足和骨感染具有较大帮助[16-17]。

目前，使用添加了抗生素的丙烯酸骨水泥对患者进行治疗不仅可以局部释放敏感抗生素，有效消灭死腔，还可与骨质发生反应形成微绞锁效应，较好维持跟骨中的生物力学效应，使患者在恢复早期即可拥有较好负重能力。而随着科技的不断发展，近年来丙烯酸骨水泥也在不断改良，出现了生物陶瓷、生物玻璃等类型的交联聚合物，这些聚合物应用于丙烯酸骨水泥中，有效地增加了骨水泥的力学性能和孔隙率，使丙烯酸骨水泥更加契合治疗需要[18]。但丙烯酸骨水泥主要化学原料为聚甲基丙烯酸甲酯，聚甲基丙烯酸甲酯不可降解，患者进行治疗时虽然可以控制感染，但达到治疗目的后需要实施二次手术取出，大大增加了患者治疗成本和治疗痛苦。不可降解载体的骨水泥优点是不易形成局部空腔、局部抗生素浓度高、不良反应少，缺点是后期需二次取出，聚合过程中会发生放热反应导致抗生素失活[19]。

近年来，随着医疗技术的发展，可降解型抗生素释放载体的使用成为临床医师的重点关注对象，其中自固化硫酸钙人工骨固化较为常见，其不仅可以诱导成骨，还可在消灭死腔同时填充感染性骨缺损。但负载抗生素的硫酸钙骨水泥植入病灶后，可能会出现骨不连、无菌性渗出等现象。其中，骨不连可能是由于伤口周围感染未能得到很好控制，以至出现隐匿性细菌滋生，造成骨感染，也可能是骨折端吸收硫酸钙过快，新生骨成骨较慢，伤口周围易出现死腔，滋生细菌，而无菌性渗出可能是在硫酸钙降解过程中出现[20]。另外，经研究发现，可降解型抗生素释放载体还包括聚己酸内酯、多聚乙醇酸、多聚乳酸、壳聚糖、纤维蛋白凝块、纤维素、胶原、重组异种骨复合物及其衍生物等，但这些载体均有各种不足。可降解抗生素载体骨水泥优点是不用二次取出，缓解患者治疗痛苦，同时还减轻了二次取出的经济负担。另外载体降解反应中伴随着钙元素生成，加快新生骨成骨速度，但缺点是易有无菌性空腔出现，延长骨愈合时间。严重时甚至出现骨不连等情况，因此可降解抗生素载体骨水泥无法在大面积骨缺损修复中使用[21]。

2.2病灶清除术 骨感染病灶往往会受到炎症因子刺激，一旦时间过长，易出现感染部位骨硬化，伤口周围会出现软组织瘢痕，髓腔封闭。静脉注射抗生素虽然可以使抗生素遍布全身，维持有效生物学浓度，但单独运用抗生素静脉注射往往难以达到理想效果[22]，目前，临床治疗跟骨创伤后跟骨骨髓炎基本原则为术前局部消灭死腔、彻底清创、全身静脉注射抗生素、有效引流、术后软组织覆盖等。其中，彻底清创是临床治疗跟骨创伤性骨髓炎的前提，清创不彻底是导致术后出现不良预后甚至复发的重要因素[23]。慢性骨髓炎清创手术可彻底去除伤口边缘失活组织、不健康的骨质空腔、窦道、异物及瘢痕组织，伤口不需要一期缝合，而是直接以油纱、骨水泥等填充缺损腔隙，再用石膏托固定外侧，但这种治疗方法往往会降低骨强度[24]。

目前，病灶清除术前先根据Cierny-Mader骨髓炎分型系统进行分型并依据患者病灶稳定性、软组织被覆面积及病灶累及范围，提前对病灶清除范围进行规划，还可以通过CT、MRI、X线片影像学检查及核素扫描对病灶大致范围进行定位，其中，核素扫描尤为重要，尤其是MRI影像学无用时[25]。有研究指出，切除感染病灶边界>5mm时，患者无复发，而切除感染病灶边界<5mm，患者复发率达到28%[26]，由此可见彻底清创对跟骨创伤性感染治疗的重要性，而要彻底清创，必须在术前对病灶情况进行精准的定位。

2.3诱导膜技术 采用聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥治疗时，患者骨缺损部位会形成一个类骨膜组织，临床称之为诱导膜，诱导膜技术提供了一种新的跟骨创伤性骨髓炎治疗理念，经临床研究发现，诱导膜可以分泌COL-1、IL-6、VEGF、BMP-2等生长因子，加快骨缺损修复速度[27]。诱导膜治疗的前提是彻底清除创口，诱导膜技术共包括两期，I期为在彻底清创后以抗生素骨水泥，填充骨缺损、局部消灭死腔，在此治疗期间骨水泥周围会诱导出有生物活性的膜，在骨感染达到控制后于Ⅱ期取出骨水泥，诱导膜内植骨。诱导膜技术在治疗中对患者骨不连、骨肿瘤、骨创伤均具有明显改善效果，且在四肢长骨骨髓炎患者治疗中也具有较好疗效[28]，但运用诱导膜技术治疗时需要注意以下几点：(1)彻底清创，需要清除伤口周围所有失活组织和感染骨部位，并切除感染病灶周围正常软组织2mm以上和正常骨组织5mm以上。(2)选用抗生素时，应选用抗菌谱广、热稳定性高的类型，发生聚合反应时，需以冰盐水进行降温，以防止温度过高使周围组织出现变性坏死。有报道指出氨基糖苷类、万古霉素等不良反应小、洗脱性好、热稳定性高、抗菌谱广，在临床治疗中使用价值较高，以诱导膜技术对患者进行治疗时，I期术后需无张力覆盖软组织，II期植骨时，术前需严格规划植骨量及骨缺损范围，术中操作仔细、轻柔，最大限度保护诱导膜组织[29]。

2.4载抗生素人工骨植骨 有研究显示针对骨缺损4cm3以下空腔采取载抗生素人工骨植骨结合组织瓣移植一期治疗创伤性骨髓炎效果满意[30]。跟骨骨髓炎清创后空腔常<4cm3，且仍有外侧皮质骨存留，适宜使用载抗生素人工骨植骨。如骨髓炎病灶局限，且无较多骨缺损，则建议在清创后不对残腔进行处理。另外跟骨骨髓炎中如跟骨骨折钢板内固定术后病程短，纤维骨痂连结不牢靠，有轻度感染者为避免钢板拆除后出现骨折移位，可保留钢板，彻底清创后植入载抗生素人工骨抗感染，同时修复软组织缺损。对于病程较长者，则建议拆除内固定后清创、植骨，如患者跟骨体部有较大缺损，清创后出现足扁平者，则通过腓骨重建跟骨，使足弓恢复正常[31]。人工骨大量植入后应注意反应性渗出的问题，可通过混合自体髂骨，降低人工骨植入量，从而在完成骨腔填充的同时减少术后因积血导致的感染风险，降低人工骨反应性渗出。

2.5开放植骨 开放植骨也是一种较为有效的跟骨骨髓炎治疗手段，该手术方案采用分期治疗感染的理念，先控制感染，后重建骨缺损部位，其治疗的基础是彻底清除硬化骨、死骨及周围失活组织，直至有新鲜血液流出，并尽最大可能保留皮质骨，每日定期观察伤口并换药，待伤口周围肉芽组织生长时，再次清创，同时取自体髂骨植骨，后以油纱覆盖伤口并放置引流，每日查看伤口周围肉芽组织生长情况[32]，另外换药时需严格按照换药要求，及时清除伤口表面分泌物，但需谨记清除创面的微骨粒不宜过早，应在肉芽组织完全覆盖伤口后再行皮瓣移植或植皮[33]。张志忠等[34]提出开放植骨技术植入时松质骨必在5mm以下。开放植骨需要注意以下几点：(1)术中需彻底清除硬化骨质、坏死组织与病灶，用扩髓钻打通髓腔；(2)术中植骨内层放置直径<5mm的松质骨，外层可放置皮质骨。内层松质骨含有丰富骨髓间充质干细胞，具有较好分化潜能，可诱导产生骨传导和成骨功能；(3)术后可使用石膏固定，有利于骨愈合；(4)由于植骨表面的肉芽组织比较薄，且有细菌定植，因此建议术后长期换药，直到软组织瘢痕愈合[35]。开放植骨手术治疗跟骨创伤性骨髓炎的优势为技术难度低、手术方式简单，在医疗条件一般的机构较为实用。

2.6灌洗引流 灌洗引流是治疗跟骨创伤性骨髓炎常见手段，在治疗过程中可以配合局部使用抗生素，此治疗手段在膝、髋等关节感染中具有较好疗效，但传统的灌洗引流治疗跟骨创伤性骨髓炎时易出现引流液外渗，引流管脱落、堵塞现象，同时加入抗生素的冲洗液使用过程中易导致细菌出现耐药性，最后导致手术失败[36]。

2.7软组织修复 跟骨周围软组织薄，骨感染患者创伤后感染部位长期被细菌侵入，软组织易坏死。清创会导致周围骨组织和软组织的丢失，甚至伤口暴露。大面积骨缺损和软组织丢失会导致局部血供不足，受外界环境侵袭后可能形成局部死腔，使感染部位长期难以愈合，成为骨感染预后不良尤其是疾病转归的重要因素。软组织修复中，良好的软组织覆盖可以隔离外界的侵袭，同时能为局部供血带来足够的营养和自身免疫，增强软组织的抗感染能力。在进行软组织修复时，需根据患者情况定制合适的治疗手段，足部旋转皮瓣成活率高，血供好，不易出现皮肤坏死，带蒂肌瓣充填血供良好，可增强患者机体免疫力，并能局部消除死腔。但带蒂肌瓣需一定的显微外科技术，且肌瓣转移易发生缺血性坏死，增加了后续治疗的难度[37]。创面负压封闭引流技术(VSD技术)早期被用于四肢术后引流，效果较好，在骨创伤性骨髓炎软组织修复术中，VSD技术可以及时有效引流出感染物质，加速局部血管新生，对软组织修复具有较大作用，显著减少软组织愈合时间[38]。

3 总结与展望

跟骨创伤性骨髓炎的治疗比较困难。治疗的基本原则是彻底清创、消除死腔、稳定骨折端、充分引流和局部高浓度抗生素。单一治疗手段往往难以达到预期效果。因此，在患者的临床治疗中大多采用联合方案。现代医学技术不断发展，影像学技术和显微外科技术越来越普及，随着技术的成熟和抗生素载体研发的不断进步，临床治疗创伤后感染有着广阔的发展空间。如何在彻底清创的同时恢复肢体功能，提高感染治愈率，最大限度地保留肢体功能是现阶段临床需要解决的问题。