骨硬化症骨折的手术治疗进展

王明明，颜华东，吕 彬，宋 华，赵 刚

1.济宁医学院附属滕州市中心人民医院创伤二科，山东 滕州 277500；2．山东大学附属济南市中心医院创伤中心，济南 250013

骨硬化症(osteopetrosis,OP)，又称为石骨症、Albers-Schönberg病，按其致病基因不同分为常染色体显性遗传OP(autosomal dominant osteopetrosis,ADO)，常染色体隐性遗传OP(autosomal recessive osteopetrosis,ARO)以及X连锁遗传OP(X-linked osteopetrosis,XLO)3种类型。ADO平均发病率约5/100 000[1]，在儿童期或青春期起病，患者有正常的预期生命，偶因发生骨折或其他原因进行X线片检查时始被发现。ARO平均发病率约为1/250 000[1]，XLO更为罕见。OP由于脆性增加，常并发骨折。国内外对OP骨折的研究基本为个案报道，其治疗方案的选择、手术并发症、各种手术方案操作技巧、复杂翻修手术治疗、术后并发症治疗进展未见总结性论述。

1 OP骨折的发病机制、表现、诊断及治疗

1.1发病机制 OP由破骨细胞功能障碍引起，主要表现是酸化受损或生成失败，导致骨质的吸收减弱甚至消失，致使过量的骨生长、骨的解剖结构和功能缺陷[2]。骨的机械性能变弱，导致其承受应力的能力减弱，因此OP患者常出现反复骨折。其骨折多发生在应力集中的区域，因此股骨近端是该病理性骨折最易发生的部位，大多数患者为轻度创伤导致骨折。其骨折多为横行骨折，骨折部位常存在髓腔硬化。

1.2影像学及临床表现 典型的X线片表现具有特征性：广泛的骨硬化和出现内生骨骼(即“骨中骨”现象，表现为骨质中出现边界比较明显的致密骨岛)，表现为全身骨骼均有广泛性密度增高，皮质增厚，硬化骨小梁变模糊，骨髓腔变窄，甚至闭塞消失[3]。

ADO-Ⅱ型为临床上常见类型，具有典型的ADO影像学特征，造血功能一般正常，主要并发症是骨折，约80%的患者出现骨折[4]。临床报道的最常见为股骨粗隆下骨折，其与长期服用双膦酸盐导致的股骨不典型骨折的影像学表现一致[5]。

1.3诊断 本病诊断依靠影像学检查，典型的X线片表现具有特征性。根据家族遗传史、临床特点进行进一步分型。CT对骨质情况、内生骨骼情况表现更明显。MRI一般用于确定OP的剩余骨髓量。目前已发现引起80%ARO的突变基因，建议诊断为OP的患者进一步行基因测序。

1.4治疗 OP尚无特效的治疗方法，仅对a3亚基的质子泵ATP酶(TCIRG1)、分选链接蛋白10(SNX10)基因异常者推荐行造血干细胞移植治疗[4]。

单纯胫骨、肱骨、肩胛骨、肋骨骨折：文献鲜见手术治疗的病例报道，考虑其感染及骨不愈合风险，建议首选非手术治疗，一般取得较满意结果[6]。进一步可尝试使用超声波治疗，促进骨折愈合[7]。如非手术治疗过程中无愈合迹象、再考虑进一步手术干预。

脊柱骨折：文献鲜见手术治疗的报道，当需要手术时，需注意风险：(1)可预料的风险如：骨质硬导致医源性骨折、断钉、神经损伤；(2)不可预料的风险：术后骨不愈合、感染等。文献报道病例多采用非手术治疗，使用支具、外固定架进行外固定治疗，基本都取得了较好的临床结果，且未出现明显的并发症[2]。

对于OP骨折患者，除因手术风险高、存在手术禁忌等原因给予非手术治疗外，余存在明显手术指征的患者为改善生活质量及预后，多行手术治疗。

2 OP骨折的手术挑战及困难

OP骨折因骨质硬化、脆性增加，手术存在挑战及困难，主要为：(1)术前：手术方式的选择；(2)术中：手术器械断裂，如钻头断裂、螺钉断裂；(3)术后：感染，骨延迟愈合、骨不连、内固定断裂以及发生感染、内固定断裂后翻修手术的方案选择等[5-9]。

Sonohata 等[10]报道股骨粗隆下骨折患者使用动力髋螺钉(DHS)固定，9个月后疼痛、骨不连、拉力螺钉从股骨头中切出，使用骨水泥型半髋关节置换，术中股骨侧扩髓困难。Kumbaraci等[11]报道双侧股骨粗隆下骨折，右侧骨折使用DHS固定，术中出现钻头、导针断裂。左侧骨折因骨质硬化、髓腔狭窄放弃髓内固定，使用DHS固定。Kunnasegaran和Chan[12]报道股骨粗隆下骨折行接骨板固定，钻孔中出现3个钻头断裂。2年后同侧出现股骨颈骨折，行取出内固定+半髋关节置换+接骨板钢缆固定。Matsuo等[13]股骨粗隆下骨折行单个接骨板固定，术后14个月发生接骨板断裂、骨不愈合，翻修使用双接骨板固定，2年8个月愈合。王亮[14]报道使用DHS固定，术中股骨头内克氏针断裂存留、股骨螺钉断裂存留，2年后畸形愈合行髋关节置换。Hua等[15]报道青年女性右股骨粗隆间骨折，术中使用DHS固定，仅股骨颈扩孔使用30min，术中出现股骨颈骨折，并且断裂1枚螺钉及6枚钻头。魏海林和甘文魁[16]报道中年男性的股骨粗隆下骨折接骨板固定，骨折愈合后，行内固定物取出术，术中螺钉取出困难，手术时间5h。

3 OP骨折的手术治疗策略

3.1术前影像学评估 三维CT进行评估，因可能出现X线片显示髓腔存在，术中打开骨折断端发现髓腔封闭、消失等情况[12]，给手术带来困难。三维CT可以提供更多的信息：(1)术前评估骨质情况，特别是髓腔情况。评价髓腔封闭程度，测量髓腔直径。如髓腔封闭程度较轻，且髓腔狭窄部位直径允许髓内钉插入，可选择髓内钉固定方式。如髓腔消失、髓腔封闭节段较长、测量狭窄部位直径较小，则考虑髓内钉固定手术难度大，选择接骨板固定。(2)术后评估骨折愈合情况：在患肢部分、完全负重/持重前及行内固定物取出前，为避免不良后果的发生，建议行三维CT获得更全面的影像学信息。

3.2术前准备 根据影像学资料明确骨质硬化程度、测量髓腔直径等数据，选择固定方式。准备术中可能使用的克氏针、斯式针、各个型号的钻头及特殊合金钻头。拟使用髓内钉时，准备较细规格髓内钉，同时准备接骨板器械备用。要充分考虑手术的复杂性，尤其是翻修手术。充分预计手术时间，常规手术备血，准备术前、术中用抗生素。

3.3术中操作技术 接骨板：术中钻孔时首先使用小号钻头或克氏针/斯式针，保持低转速钻孔，避免过急或猛力加压钻孔。穿过双层骨皮质后再使用直径稍大的钻头再次钻孔则容易钻入，同时使用冰盐水冲淋钻头降温、避免钻孔周围骨质发生热坏死，引起内固定物松动[17]。钻孔时注意勤换钻头，避免扭转或折弯力量致钻头断裂、医源性骨折。如手术时间长，发生螺钉、钻头断裂，断裂螺钉和钻头不要取出，以避免造成股骨骨折，同时缩短手术时间[6，8]。

髓内钉：如术前判断髓腔封闭较少，可尝试从近端扩髓，如发现钻头前进困难，应果断行断端切开、有限暴露，直视下打通断端髓腔。如准备碳化钨钻头，直接依次从小向大扩髓。如未准备，普通钻头小心扩髓或先使用克氏针或施氏针，打开髓腔。注意操作时避免钻头断裂，如术中取钻头可增加手术时间和失血量。注意冰盐水冲洗髓腔、冲淋钻头降温。

关节置换：主要困难是处理股骨近端髓腔，术前准备多个直径的新钻头，最好是碳化钨钻头，钻头长度应超过股骨假体长度。髓腔开口选用锋利骨刀。为防止股骨转子部劈裂，可用钢丝做粗隆部提前固定预处理。如髓腔消失，可在X线监视下用细钻头(如6mm)制备股骨髓腔，再依次使用大型号钻头扩大髓腔直径。如存在髓腔，术中可先用小型骨刀扩髓后，使用骨钻反复打磨至合适大小，选择较小型号股骨假体。在扩臼、扩髓及打入假体时切忌暴力，避免医源性骨折[14，18]。

复位：OP骨折多为横行骨折、骨折愈合缓慢，骨折线持续时间较长，更需要绝对的稳定性和解剖复位。Matsuo等[13]对于股骨粗隆下骨折给予单个锁定板及螺钉联合钢丝环扎固定，术后14个月出现接骨板断裂，反思时考虑没有解剖复位，且该固定方式没有获得绝对稳定。翻修使用双锁定板进行更牢固的固定，获得骨折愈合。Hiyama等[19]认为使用接骨板时尽可能解剖复位，建议使用侧卧位进行锁定钢板内固定，因为侧卧位较仰卧位更容易进行解剖复位操作。Kim等[20]认为使用髓内钉内固定时，为达到骨折愈合，需要对合骨折断端、争取解剖复位。

3.4手术器械的改进 OP骨质明显硬化，导致钻孔困难，术中出现钻头断裂等情况。使用髓内钉及行髋关节置换需解决极为困难的扩髓问题，碳化钨的金属特性使其成为理想工具。与不锈钢相比，它具有更高的硬度和耐磨性，且不易破裂，常被用作钢材切割工具。Kunnasegaran和Chan[12]认为碳化钨钻头可明显减少手术时间并减少钻孔摩擦导致的骨热坏死程度，相对普通钻头和铰刀，碳化钨钻头可能是更好的选择。翻修手术需准备各个型号的合金钻头(最好为碳化钨钻头)等特殊器械，用来取出内固定物，尤其是断裂存留在骨质内的螺钉。Ramiah等[21]报道翻修手术时使用特制的碳化钨钻头及空心钻取出存留的内固定物，同时使用不同直径的碳化钨钻头在X线片透视下进行股骨侧扩髓，手术顺利。

3.5儿童骨折的相关问题 单纯的儿童股骨颈骨折文献报道较少。Armstrong等[22]报道7例股骨颈骨折的儿童，4例进行闭合复位内固定治疗，恢复良好。3例非手术治疗失败，随后进行内翻截骨，使用加压螺钉固定获得愈合。屈继宁等[23]报道7岁儿童出现右股骨颈骨折，给予闭合复位经皮空心钉固定术，术后12个月X线片示骨折线消失、负重活动，术后13个月出现右股骨颈骨折不愈合、髋内翻、螺钉松动退出。再次行空心螺钉内固定取出，股骨转子下外翻截骨、儿童髋部解剖锁定钢板内固定治疗。考虑X线片虽然显示骨折线消失，但不能明确判断骨折愈合情况，如进一步行股骨颈CT检查可能发现骨不连。OP骨折的术后处理不同于正常儿童骨折，其骨愈合慢甚至不愈合，容易出现髋内翻。对于4岁以下的患儿，其预期寿命低，为改善生活生存质量，可使用弹性髓内钉进行内固定治疗[24]。

3.6骨折翻修手术及并发症相关问题

3.6.1髋关节置换：髋关节置换是OP股骨近端骨折术后骨不连伴髋关节炎的挽救办法，也是治疗并发骨关节炎及股骨头坏死的选择。 Manzi等[25]认为髋关节置换是治疗骨质硬化症相关骨关节感染最后的办法，应先控制感染后二期进行。对于OP患者，髋关节置换中骨水泥型和生物型假体均有应用，更趋向选择骨水泥型假体。尽管致密的硬化骨影响骨水泥向骨小梁中的渗透，减弱骨与假体间的镶嵌，但骨水泥与假体仍形成稳定的固定。而使用生物型假体，在放置股骨柄时用力不当容易导致医源性骨折。对髋关节置换手术的文献研究[12]未报道感染，仅出现1例关节脱位、3例医源性骨折、1例坐骨神经损伤。相对股骨骨折行内固定治疗有较大不同，即发生感染的情况较少。骨近端硬化及髓腔消失使手术操作明显困难，Xie等[26]报道全髋关节置换术(THA)中，用3h完成了股骨近端髓腔扩髓工作，但术中也出现了股骨大转子骨折，给予钢丝捆绑固定。术中存在股骨颈截骨困难、股骨侧扩髓困难、小转子骨折等情况。房小文等[27]报道行髋关节置换，术中截骨时发现骨质坚硬，截断股骨颈后见横断面骨密度增高、骨皮质增厚、股骨近端髓腔闭塞。依次用斯氏针、电钻、髓腔锉逐步扩髓，经2h扩出最小型号假体柄形状，术中出现近端髓腔裂缝骨折。

3.6.2假体/内固定物周围骨折的治疗：OP患者发生假体/内固定周围骨折的风险很高，治疗包括翻修、切开复位内固定和非手术治疗。Siljander等[28]报道OP患者THA后假体周围股骨骨折发生率较高，达44%。Vancouver分型是应用最为广泛的髋关节置换术后股骨假体周围骨折分型方法，对制定治疗策略具有指导意义。Zhang等[29]报道1例OP患者行髋关节置换，术中因股骨扩髓困难进行了大转子截骨，后因假体周围骨折(Vancouver分型B2型)行非手术治疗，随访10年，恢复良好。Chawla和Kewk[18]认为接骨板周围骨折由接骨板周围的高应力引起，可以使用更长的接骨板来固定更长范围的骨质进行翻修手术，预防植入物周围骨折。

3.6.3骨延迟愈合/不愈合原因及预防措施：OP骨折容易导致骨愈合延迟甚至骨不连，原因考虑为：(1)血运破坏：OP患者骨质硬度明显增加，矿物基质的破骨细胞吸收无效而引起微观血液供应减少，同时导致手术操作困难，操作过程复杂，进一步加重了血运的破坏；(2)骨的解剖结构变化，缺少松质骨。为减少骨延迟愈合和骨不连，可使用：(1)骨形态发生蛋白(BMP)移植作为骨替代物，它通过其骨诱导特性刺激间充质细胞分化为成骨细胞，从而对骨骼和愈伤组织的形成产生积极作用，并最终使骨折愈合；(2)植同种异体骨，注意避免使用自体骨，因为OP患者破骨细胞存在功能障碍[6]；(3)断端尽可能解剖复位并加压固定[19]。

3.6.4手术切口感染原因及治疗：OP骨骼血液供应不足[30]和相对中性粒细胞减少症导致患骨髓炎的风险较高，手术治疗进一步增加感染风险。手术持续时间与切口感染呈正相关。手术时间越长，则手术视野和医疗器械受到污染的概率增大，增加了切口细菌暴露的机会，切口感染发生概率越高。围术期输血是切口感染的危险因素，异体输血对患者免疫功能具有显著的抑制作用[31]。骨质硬化使手术操作时间明显延长、伴随着失血量明显增加、输血概率增加，使感染风险叠加。

发生感染需积极治疗，根据药敏结果调整使用抗菌药物，及时积极进行清创手术，取出植入异体骨、内固定物，必要时行骨质切除，甚至多次清创手术，必要时积极使用抗生素骨水泥[32]。注意如存在断裂的内固定物，术前应准备内固定取出的各种特殊器械，术中务必完全取出，否则感染很难完全控制，最终导致需要进一步的清创手术取出残余内固定物。

Manzi等[25]报道，股骨近端骨折内固定术后1年发生感染性髋关节炎、股骨颈不愈合伴有窦道形成。3次清创手术并陆续取出内固定物，待完全取出内植物后，又进行2次清创+放置抗生素骨水泥后控制感染。Rolauffs等[33]报道，股骨近端骨折行内固定术后1年感染，3次清创手术才完全取出残留内固定物，第4次因股骨颈大量骨质缺损，行股骨头切除才彻底控制感染。Seyfettinoglu等[34]报道股骨粗隆下骨折行内固定术后感染，给予清创、完全取出异体骨，保留内固定物至骨愈合，但感染未能控制。骨折愈合后行清创、取出内固定物手术，但断裂钻头未行取出，术后感染仍持续存在。再次给予清创，股骨开窗取出存留断裂钻头，最终感染控制。Lionel等[35]报道股骨下骨折行内固定术后感染，给予使用抗生素(万古霉素)骨水泥+髓内钉和加长锁定接骨板辅助加强固定，经历3次翻修手术控制了感染，骨折愈合。

4 总结

OP骨折因其骨质硬化、脆性增加，导致术中出现钻头、螺钉断裂，术后出现感染、骨延迟愈合、骨不连、内固定失败等并发症。术前应完善三维CT检查获得精确的影像学数据，选择合适的内固定器械，充分估计手术操作的困难程度。术中需通过各种器械及手术技巧减少手术并发症。如术后内固定失败，对其进行翻修、加强固定。如发生感染，对其清创，彻底取出内植物，抗感染治疗，必要时需进行多次手术。

作者贡献声明：王明明、颜华东：文献收集及文章撰写；吕彬、宋华：写作指导；赵刚：文章设计