骨肿瘤切除术后骨缺损重建研究进展

戚金凤，张成

(1.淄博市中心医院肿瘤四科，山东 淄博 255000；2.淄博市骨科医院骨三科，山东 淄博 255000)

随着恶性骨肿瘤新辅助化疗、放疗和靶向药物治疗的发展以及术前影像学的准确评估，保肢手术已成为治疗原发性和继发性骨肿瘤安全、有效的方法。现有报道已经证实，保肢后患者的预后不会受到影响，生活质量比截肢更高[1]。保肢手术包括两项关键技术：肿瘤的根治性切除和骨缺损的有效重建。骨肿瘤切除术后骨缺损重建一直是临床治疗的巨大挑战，目前临床上已报道了多种重建修复方法，包括肿瘤骨灭活回植重建技术、牵拉成骨骨搬移技术、膜诱导技术、异体骨重建技术、腓骨移植重建技术、新型生物材料重建技术、肿瘤假体以及3D打印内置物重建技术等，各重建修复方法均展现了良好的治疗疗效。本文主要针对临床常用的治疗方法进行总结分析，为临床更加规范的治疗骨肿瘤切除术后骨缺损提供重要参考依据。

1 肿瘤骨灭活回植重建技术

肿瘤骨灭活回植重建技术是指将瘤段骨及周围软组织按照手术安全界限与周围正常软组织分离后，去除肿瘤组织，再用放射线、液氮等方法对其灭活，然后进行原位回植[2]，整个灭活过程中需严格遵循无菌原则。现有大量研究报道已证实，肿瘤骨灭活回植技术具有良好治疗效果。王鑫等[3]应用术中瘤段骨体外射线灭活回植术治疗8例儿童四肢骨肿瘤患者，平均随访时间为20.4个月，末次随访均无局部复发，6例患者获得骨性愈合，平均愈合时间8.7个月。顾志远等[4]研究中对6例四肢骨肉瘤患者进行了瘤段骨射线灭活再植重建骨缺损，除1例因肺转移死亡外，其余存活病例美国肌肉骨骼肿瘤协会评分系统下肢功能评分(musculoskelet al tumor society，MSTS)平均24.6分。Perlaky等[5]报道了对12例12岁以下儿童恶性骨肿瘤患者进行保肢手术，采用体外照射骨肿瘤回植进行生物重建，无局部肿瘤复发，但有1例由于胫骨近端跳跃性转移不得不进行膝上截肢。体外照射肿瘤骨回植是12岁以下儿童恶性骨肿瘤切除后生物重建的一种安全有效方法。此外，Lu等[6]报道中认为支持液氮冷冻灭活是一种安全的技术，不会导致骨肉瘤局部复发。周海振等[7]研究中认为65°、10%高渗盐水灭活30 min是有效的自体瘤骨灭活技术。

肿瘤骨灭活回植重建技术适应证包括瘤段骨骨皮质破坏较少、溶骨性破坏较小病例，患者术前不合并病理性骨折。肿瘤骨灭活回植重建治疗骨肿瘤切除术后骨缺损，优点包括：术后效果好、安全性高、治疗费用低、操作简单易行，断端天然匹配具有较好的骨性愈合率，提供更好的生物力学传导，能够回植肌腱、韧带等软组织，这有利于邻近关节功能恢复。该治疗方式也有一些不足，比如存在一定复发率和术后并发症发生率，常见并发症包括骨不愈合、骨塌陷等，经灭活后骨强度降低，会有骨折风险。肿瘤骨灭活回植重建技术虽然存在一定并发症发生率，但是经过二次手术处理均能获得较高的满意度，注意需严格把握手术适应证，对于骨溶解破坏严重病例一般不推荐该治疗方式。

2 牵拉成骨骨搬移技术

llizavor骨搬移技术是指通过将截骨段向骨缺损方向牵拉诱导正常骨组织再生，从而重建大段骨缺损。牵拉成骨的骨搬移技术是恶性骨肿瘤保肢治疗重要方式之一，能够有效重建肿瘤切除术后骨缺损。史炎鑫等[8]报道中利用llizavor骨搬移术治疗13例下肢骨肿瘤切除术后骨缺损患者，所有患者均获得随访，随访时间12～24个月，骨搬移完成9个月后结果为优9例，良3例，可1例。李先安等[9]研究中提到6例胫骨远端恶性肿瘤切除后骨缺损平均长度为12 cm(8～15 cm)，利用外固定架牵拉成骨技术全部修复成功，骨愈合时间9～17个月，骨愈合指数平均为1.24个月/cm。廖松等[10]报道中对12例下肢骨肉瘤患者行骨搬移术保肢治疗，外固定架固定时间为16～52个月，平均(32.4±11.2)个月，外固定指数平均71.5 d/cm。Borzunov等[11]报道中提到应用外固定架骨搬移技术对38例胫骨良性肿瘤切除后骨缺损进行了重建，外固定架治疗的平均持续时间为308.03 d(89～677 d)，外固定指数平均为36.14 d/cm(16.84～97.43 d/cm)，所有患者均无肿瘤局部复发或长期并发症。Ilizarov骨搬移技术治疗胫骨骨缺损具有较为满意的疗效，且不良反应发生率较低，同时对炎症因子也有一定的抑制作用[12]。

牵拉成骨骨搬移技术适应证主要为四肢长骨骨肿瘤切除术后的骨缺损重建，尤其是骨肿瘤合并病理性骨折病例，肿瘤切除后需留有足够长度固定外固定架。该治疗方式优点包括无需植骨、不良反应少等，可以对其他重建方式导致的骨不连和畸形进行矫正。缺点包括治疗周期长，搬移距离过大可能会出现长骨轴线偏移、肌肉挛缩、钉道存在感染风险等。虽然治疗周期较长，但患者对治疗效果满意，下肢功能恢复良好，在严格把握适应证前提下可以获得较好的远期预后。

3 膜诱导技术

膜诱导技术又称为Masquelet技术，最初是由AC Masquelet于20世纪70年代提出[13]。Masquelet技术分两个阶段对骨缺损进行重建，首先在骨缺损处放置一个聚甲基丙烯酸甲酯置入物发生炎症反应，伴有炎性细胞的浸润和水肿，最终形成一种诱导膜的新组织；第二阶段切开诱导膜，膜内的空隙用自体松质骨移植物填充，选择合适的外固定架固定骨断端，可以观察到移植物在几个月内逐渐皮质化，并在长期过程中得到重塑[13-15]。韩天宇等[16]应用膜诱导技术治疗了5例骨肿瘤患者，5例患者术后获10～34个月的随访，无局部复发及感染发生，骨愈合时间为第二阶段术后4.2～11.0个月，平均为6.4个月。Hakozaki等[17]运用Masquelet技术对1例股骨近端骨肉瘤切除后肿瘤骨灭活回植重建失败患者进行了骨缺损重建，治疗15个月后在没有拐杖辅助下患者可以下地行走，国际保肢协会评分为86.7%。

膜诱导技术已被证明可以用于治疗骨缺损长度达到了25 cm患者[18]。诱导膜在重建过程中主要起到了4个方面的作用：保护环境，防止移植物吸收；分泌成骨诱导生长因子；招募成体间充质干细胞促进成骨；通过膜管腔侧的血管芽进行移植物血运重建[19]。膜诱导技术主要适应证为肿瘤侵袭范围较大或肿瘤切除后骨缺损较长的病例。膜诱导技术具有一定优点，比如操作简单、手术时间相对较短、可行性高、能够提供良好的生物力学稳定性、可以实现早期负重等。该技术最主要缺点是手术分两个阶段进行，治疗周期相对较长，其次还有移植物被吸收的风险等。Masquelet膜诱导技术治疗骨肿瘤切除后节段性骨缺损，是一种安全、简便、可靠的方法。

4 异体骨重建技术

骨肿瘤切除后大量的同种异体骨移植已经应用了一个多世纪，据报道，使用同种异体骨移植重建肿瘤切除术后骨缺损在移植存活率和功能评分方面有着比较令人满意的结果[20]。张翼等[21]对21例四肢恶性骨肿瘤切除后骨缺损病例进行大段同种异体骨移植重建，其中复合肿瘤型人工关节置换12例，单纯异体骨段移植9例，术后随访显示19例肢体功能优良，MSTS功能评分16～28分，平均(22.82±4.47)分。Liu等[22]对17例下肢恶性骨肿瘤患者行节段性同种异体骨重建，12例患者实现了骨性愈合，平均愈合时间12.1个月，无异体骨骨折及感染发生，干骺端和骨干连接处愈合率分别为100%和88.2%。Aponte-Tinao等[20]对398例股骨或胫骨良恶性骨肿瘤切除术后患者进行了大面积同种异体骨重建，术后随访发现骨折发生率为15%(29例)，感染发生率为14%(27例)，骨不连发生率为12%(23例)，肿瘤复发率为7%(13例)。

同种异体骨重建后良好的骨性愈合是通过稳定的内固定和宿主-供体界面精准匹配来实现的。异体骨重建技术主要适用于四肢恶性骨肿瘤切除后结构性骨缺损，可以作为人工假体置换重建的强有力补充，应用于部分广泛性骨关节或长骨干缺损患者。同种异体骨修复重建骨肿瘤切除术后骨缺损应用历史久远，其优点包括无需取自身骨、远期愈合后可实现与自体骨相似的永久性生物重建，可以早期康复锻炼等；缺点包括价格昂贵，存在骨吸收、骨骼不愈合情况，具有一定排斥反应，术后并发症发生率较高等。虽然存在着感染、骨折以及骨不连等相关并发症发生，但它一直是骨肿瘤保肢手术的重要治疗方式之一，并且已经展现出了良好的治疗疗效。

5 腓骨移植重建技术

在过去的100年里，非血管化自体骨移植物被广泛应用于肌肉骨骼肿瘤切除后的修复重建。1975年，Taylor首次报道了应用血管化腓骨成功移植修复重建了四肢骨缺损[23]。目前游离腓骨被广泛用于骨肿瘤切除术后的骨缺损，包括带血管蒂游离腓骨和不带血管蒂游离腓骨两类。桑尚等[24]对37例骨肿瘤切除术后患者应用带血管蒂游离腓骨移植修复重建骨缺损，20例骨肿瘤切除术后患者应用不带血管蒂腓骨移植修复重建骨缺损，带蒂腓骨移植的病例中27例移植骨愈合良好且肿瘤无复发，不带蒂腓骨移植的病例中14例移植骨愈合良好且肿瘤无复发。周海振等[25]采用吻合血管带蒂腓骨移植重建胫骨肿瘤性骨缺损20例，不吻合血管腓骨移植25例，吻合血管组平均手术时间长于非吻合血管组，差异有统计学意义(P<0.05)；吻合血管组移植腓骨长度长于非吻合血管组，差异有统计学意义(P<0.05)；吻合血管组植骨融合时间早于非吻合血管组，差异有统计学意义(P<0.05)。Schuh等[23]应用带血管蒂游离腓骨修复重建长骨骨干原发性骨肉瘤切除后骨缺损患者26例，不带血管蒂腓骨移植修复重建患者27例，带血管蒂组一期骨愈合患者22例，不带血管蒂组一期骨愈合患者18例。

腓骨移植重建技术治疗适应证包括四肢长骨骨肿瘤、肿瘤切除后缺损长度≥5 cm病例。腓骨移植重建技术优点包括不受骨库限制，可以获得良好骨愈合以及生物力学性能，降低了自身免疫排斥反应和传染性疾病传播风险等；缺点包括具有骨折风险，存在一定供区并发症发生率等。带血管蒂腓骨皮瓣易于获取，血管解剖明确，可用于修复较大面积骨骼和皮肤缺损。与带血管蒂腓骨移植相比，不带血管蒂腓骨移植固定更容易，供区血管损伤更小[1]。此外，不带血管蒂腓骨移植修复重建骨肿瘤切除术后骨缺损还具有手术操作时间短、无需显微外科技术等优点。带血管蒂腓骨移植可提高骨愈合率，缩短了骨愈合时间，降低了相关并发症发生率，能够实现患者的早日下地负重行走。

6 新型生物材料重建技术

用于修复重建骨肿瘤切除术后骨缺损的生物材料应该具有强度高、诱导成骨、生物可降解性、能快速生成血管，且不引起任何免疫排斥反应或疾病传播等特点[26-27]。目前一些合成材料，如磷酸钙基材料已成功应用于骨缺损的临床修复[28]。鲁亚杰等[29]对6例下肢骨肉瘤切除术后患者应用3D打印假体复合β-磷酸三钙(β-tricalcium phosphate，β-TCP)生物陶瓷颗粒进行了骨缺损修复，术后9个月可见假体断端与骨整合良好。多孔生物陶瓷骨为新型复合人工骨，其化学成分为β-TCP和生物玻璃(CaO-Na2O-MgO-P2O5)。潘朝晖等[30]对32例行病灶刮除的良性骨肿瘤和瘤样病变患者进行了陶瓷人工骨修复，随访期间未发现病变复发，所有患者肢体均恢复正常功能。Tan等[31]回顾性分析25例骨肿瘤切除术后应用硫酸钙/磷酸钙(CaSO4/CaPO4)人工骨移植的患者，新骨完全融合的平均时间为6.7个月。

新型生物材料重建技术适用于填充良性骨肿瘤病变刮除后腔隙性骨缺损等。这些新型人工合成骨材料为骨肿瘤切除术后骨缺损重建提供了一种新的选择，能够显著改善自体骨和同种异体骨来源不足的问题。现有报道显示生物陶瓷人工骨具有安全有效、并发症发生率少等优点，但也存在一定不足，比如材料吸收比较缓慢等。此外还需注意用某些新型生物材料进行负重区域肿瘤切除术后骨缺损重建时要充分保证其强度，在没有确凿证据证明时不要轻易尝试。

7 肿瘤假体置换术

股骨远端和胫骨近端是原发性和侵袭性肿瘤好发部位，以恶性骨肿瘤骨肉瘤为例，多见于儿童及青少年，约70%发生于膝关节周围，膝关节周围肿瘤会严重影响膝关节功能活动，对患者造成极大生活困扰[32]。人工肿瘤型假体置换也是肿瘤切除后肢体重建最常用的治疗手段。孙文江等[33]对20例膝关节骨肉瘤患者行肿瘤切除后肿瘤型假体置换术，术后MSTS功能评分(22.4±5.3)分，膝关节活动度(97.3±14.0)°，术后日常生活能力得分(94.5±7.1)分。周楠楠等[34]对5例接受自体股骨头回植联合常规假体重建髋臼肿瘤切除后髋臼缺损手术的患者进行研究，末次随访时MSTS功能评分为26～30分，平均为(28.2±1.6)分。高原等[35]在胫骨近端恶性骨肿瘤患者17例研究中，对所有肿瘤均行瘤段切除，肿瘤型人工膝关节假体置换手术治疗，平均随访(17.5±9.8)个月，MSTS评分平均为24分，其中优10例，良2例，可5例，膝关节屈曲角度为(84.76±12.88)°。

大量研究证实了肿瘤假体治疗骨肿瘤切除术后骨缺损是安全、有效、可靠的。肿瘤假体适用于关节周围恶性骨肿瘤切除术后的骨缺损修复重建，主要用于股骨远端及胫骨近端。肿瘤假体优点包括可以实现患肢即时的稳定性，可以避免肿瘤骨灭活后骨强度降低情况，减少了重建后不愈合风险，降低了排斥反应等；缺点包括与普通型假体相比，肿瘤型假体手术操作复杂，手术创伤大，假体有一定使用寿命，术后并发症相对较多，存在一定的失败率，最常见并发症有无菌性松动、假体深部感染等。

8 3D打印内置物重建技术

3D打印技术又称为添加制造或快速成型技术，是一种以数字模型文件为基础，运用黏合材料通过逐层打印的方式来创建实体的技术[36]。目前3D打印金属假体已广泛应用于骨肿瘤切除重建领域中[37]。付军等[38]采用瘤段切除后长节段管状钛合金3D打印假体重建5例患者，随访时间1～15个月，平均6.4个月，5例均存活，肿瘤未见局部复发及肺转移，MSTS评分为17～29分。Lu等[39]报道1例15岁患有胫骨干骺端骨肉瘤的男性患者，在肿瘤广泛切除后保留骨骺并行异体骨移植重建，手术失败后利用3D打印个性化假体对骨缺损进行了二次修复重建，术后26个月末次随访患者肢体功能良好。Angelini等[40]对13例骨肿瘤患者进行了3D打印定制假体的修复重建，所有患者的功能结果均令人满意。

3D打印内置物重建技术适应证包括四肢长骨恶性骨肿瘤、关节周围恶性骨肿瘤、骨盆肿瘤等。3D打印内置物应用于骨肿瘤切除术后骨缺损修复重建，优点包括可以制作具有多孔结构的复杂形状的植入物，术后功能良好，提高了骨重建的准确性，降低了不匹配的风险，并发症发生率低。当然3D打印技术也存在一定的不足，比如个性化定制假体制作周期较长，对于肿瘤患者来说具有实效性差的不足，长期疗效还有待进一步随访观察。

9 小 结

保肢已经成为骨肿瘤治疗的主要方法，随着治疗方案的改进，综合了多种化疗、放疗，使5年生存率高达85%，10年生存率高达75%[41]。影像诊断技术的进步使术前能准确地确定肿瘤的范围。目前临床上针对骨肿瘤切除术后骨缺损修复重建有多个治疗方案，这些方法各有利弊，选择合适的手术方法，需要综合考虑多种影响因素。患者的年龄、身体状况、肿瘤部位、根治性治疗还是姑息性治疗，以及是否辅以化疗或放疗是影响手术方式选择的关键因素[42]。目前临床上导致骨肿瘤切除术后骨缺损重建失败的常见原因包括感染、肿瘤局部复发以及植骨不愈合等，定期随访早期发现处理术后并发症具有重要意义[43]。骨肿瘤的外科治疗需要广泛的肿瘤外科经验，对不同的手术技术和重建方法的了解是保障每个患者术后疗效和患肢功能良好恢复的决定性因素。