骨搬运治疗胫骨骨缺损中轴向偏移的危险因素分析

冯东伟,张雅欣,武伟泽,格格热,丁佳楠,王旭东,李 东,罗永洁,赵 勇,刘 鑫,宋亚茹,卞 睿, 张 旭,贾和平,马 创

1.河北北方学院附属第一医院,河北 张家口 075000; 2.新疆医科大学附属第一医院,乌鲁木齐 830054; 3.康保县人民医院,河北 康保 076650

Ilizarov技术主要用于治疗创伤、感染和肿瘤造成的四肢长骨骨缺损[1]。该技术遵循张力-应力法则,在外固定装置的辅助作用下,最终骨缺损得到修复[2-3]。20世纪70年代Bastiani依据Ilizarov原理研发出单臂外固定架(Orthofix)。与环形外固定架比较,单臂外固定架具有佩戴简便、容易安放等独特优势[4],且根据文献记载Orthofix与环形外固定架在治疗长骨骨缺损中的疗效相似[5],但并发症的种类上还存在一定差异,尤其是轴向偏移[6]。报道使用Orthofix行骨搬运时发生轴向偏移的概率较环形外固定更大,这可能是由于单臂外固定装置相对不稳定所导致[7]。当搬运过程中发生轴向偏移时,不仅会对患侧的整体力线产生影响,而且对接端延迟愈合和再骨折的概率也随之增大[8]。本研究回顾性分析2016年3月—2019年7月河北北方学院附属第一医院应用Orthofix行胫骨骨搬运治疗的41例胫骨骨缺损并发生偏移的患者,对患者不同时期的影像学资料进行分析,分析轴向偏移的相关危险因素。

临床资料

1 一般资料

纳入标准:(1)诊断胫骨创伤后慢性骨髓炎,并接受Orthofix治疗的胫骨中段骨缺损;(2)年龄18～65岁;(3)骨缺损长度≥3cm;(4)骨搬运出现偏移。排除标准:(1)病理性骨折导致的骨缺损;(2)合并神经血管损伤以及影响骨愈合的全身代谢性疾病。

本组患者41例,男性34例,女性7例;年龄18～58岁,平均35.9岁;左侧22例,右侧19例。道路交通伤28例,摔伤9例,其他4例。术前合并软组织窦道流脓6例,清创后合并软组织缺损8例。清创后骨缺损长度3～14cm,平均7.3cm。骨搬运方式:单节段骨搬运23例,双节段骨搬运18例。根据Paley[9]并发症的标准将41例患者分成无轴向偏移组(22例)和轴向偏移组(19例),无轴向偏移组偏移角度≤5°,轴向偏移组偏移角度>5°。 两组一般资料比较差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性。见表1。本研究获河北北方学院附属第一医院医学伦理委员会批准(w2023-004)。

表1 两组患者术前一般资料比较

2 手术方法

2.1软组织清创以及病变骨切除 所有患者完善相关检查,创面有分泌物者行药敏实验以及细菌培养,及时更换敏感抗生素。病灶周围软组织无特殊情况手术入路与原切口一致,注意保护创面周围神经、血管,彻底切除感染骨段,直至骨皮质渗血为止,即“红辣椒征”[10],测量骨缺损距离。扩创结束后安装外固定装置,骨缺损部位放入抗生素骨水泥占位。骨缺损长度>8cm时,根据具体情况行双节段骨搬运[11]。

2.2外固定架安装 Schanz钉平行于远近关节面间隔2cm打入3枚Schanz钉,在透视下组装滑块,根据术前设计好的搬运骨段,以均衡间距打入2枚Schanz钉,与延长杆侧块相连接。待临床表现及实验室检查显示感染已控制后,取出抗生素骨水泥再行截骨延长。

3 术后处理

定期钉道护理,鼓励患者尽早负重。感染控制取出骨水泥行微创截骨,经7～10d潜伏期开始行骨搬运过程。单节段搬运者速率1mm/d(每日4次,每次0.25mm)。双节段“同向”搬运者,近骨缺损部位骨段速率为2mm/d,远骨缺损部位骨段速率为1mm/d,分4次完成;“双向”搬运者,各搬运骨段速率为1mm/d,分4次完成。根据患者主观感受、临床表现适当降低速率,避免对神经血管或皮瓣造成损伤。

骨搬运期间每2周复查X线片,监控患肢力线,若存在力线不良及时进行调整。矿化期每月复查X线片,监测成骨水平。当达到临床骨愈合标准后[12](正侧位X线片显示至少3面连续骨皮质形成)拆除外固定架,患肢予以功能性支具保护4～6周防止再骨折。

4 观察指标

随访时记录患者外固定时间、对接时间、外固定指数、骨搬运段偏移角度及类型、单臂外固定架的轴心与胫骨解剖轴成角、Schanz钉弯曲角度等资料。根据Paley[9]的并发症分类标准,对接端力线>5°即为出现轴向偏移。

本研究中涉及相关概念的测量方法如下。置钉模式:2枚Schanz钉之间的距离/骨搬运段长度用来表示骨搬运段的置钉平衡情况;截骨平面:测量胫骨平台到截骨水平的距离;Schanz钉置入角度:置入骨段部分的Schanz钉与胫骨解剖轴成角;Schanz钉弯曲角度:置入骨段部分的Schanz钉与夹块部分的Schanz轴线之间的夹角;Orthofix与胫骨解剖轴成角:Orthofix轴心与胫骨解剖轴成角;骨搬运段偏移角度:搬运骨段轴线与对接骨段轴线的夹角。

5 统计学分析

结 果

41例患者拆除外固定架后,获随访12～40个月,平均22.5个月,全部获骨性愈合。6例清创后皮肤缺损者行皮瓣转移或游离植皮后,创面均获得愈合。患者骨搬运段均出现偏移,其中冠状面成角34例(2.2°～17.5°,平均6.33°),矢状面成角21例(1.5°～11.8°,平均4.53°)。根据Paley[9]对轴向偏移的分类标准,本研究出现轴向偏移19例,18例出现在外固定装置拆除之前,通过更换骨搬运段Schanz钉及植骨等方式使力线得到恢复; 1例患者拆除外固定装置后患肢过度负重出现轴向偏移,再次入院行自体植骨钢板内固定治疗后骨性愈合。无轴向偏移组患者与轴向偏移组既往手术次数、骨缺损距离、截骨平面以及Schanz钉弯曲角度等方面比较差异有统计学意义(P均<0.05)。经过多因素分析,截骨平面、骨缺损距离方面比较差异有统计学意义(P均<0.05)。见表2～4。

表2 两组患者术中治疗参数的比较

表3 两组患者术后随访资料的比较

表4 胫骨近端截骨行骨搬运治疗胫骨骨缺损轴向偏移的相关因素多元logistic回归分析

讨 论

骨搬运过程中,新生骨的形成不仅取决于力学环境,还取决于截骨部位的成骨潜能。因此在临床实践中,干骺端通常作为截骨的优选部位,主要是因为干骺端有大量的松质骨以及丰富的血供[13]。然而,Aarnes等[14]发现胫骨近端截骨骨搬运段可能会出现不同程度的偏移畸形,这是因为腓肠肌群主要位于后外侧所致。王景双等[15]应用Ilizarov技术治疗胫骨骨缺损的研究中,4例患者出现轴向偏移,通过外固定装置调整以及置入新的组件使力线重新恢复。夏和桃等[16]应用外固定装置联合髓内钉技术,成功地避免了轴向偏移的发生。但上述研究着重对轴向偏移进行调整和治疗,未对轴向偏移的原因及危险因素进行深入分析。

理想状态下Schanz钉和延长杆为垂直关系,搬运骨段将平行于延长杆进行牵张,新生骨的轴线也与延长杆的轴心相平行。然而,本研究均为胫骨创伤后慢性骨髓炎,待感染控制后均行软组织清创以及病变骨切除+单臂外固定架骨重建术。受患者自身骨质以及骨搬运段各种阻力的影响,Schanz钉和延长杆的垂直解剖关系常发生变化。因而,Bliven等[6]和Milenkovic等[17]发现外固定架延长杆与胫骨解剖轴成角以及骨质疏松导致的钉骨界面反应都会使外固定装置的稳定性降低,增加轴向偏移的发生概率。由于在随访过程中笔者团队及时对松动的Schanz钉进行更换,所以未进行统计学分析。本研究中单臂外固定支架轴心与胫骨解剖轴成间成角的差异无统计学意义,可能是因为在本研究外固定架全部在透视中安装完成。本研究中发现既往手术次数、 Schanz钉弯曲角度、截骨平面以及骨缺损距离是轴向偏移的危险因素。随着既往手术次数越多,软组织以及骨骼损伤越严重。瘢痕挛缩的软组织与骨段间质地坚韧,加重了骨段周围肌力不平衡的状态。同样,Caja 等[18]亦发现Schanz钉弯曲与轴线偏移密切相关,Schanz钉弯曲主要是搬运过程中受到的阻力以及对接端过度加压所造成的。经过进一步分析的结果表明,截骨部位以及骨缺损距离是轴向偏移的独立危险因素。

临床实践中胫骨近端截骨位置通常在胫骨结节水平以下2～3cm。胫骨前肌、比目鱼肌以及胫骨后肌的起点在此处附着,骨搬运的过程中由于上述三块肌肉起点的大部分随搬运骨段下移,肌力较之前减弱[19]。而腓肠肌起点位于股骨内外侧,肌力受搬移骨段的影响较小。本研究笔者发现截骨平面是轴向偏移的独立危险因素,越靠近干骺端截骨越接近肌肉的起始点,软组织张力对骨搬运段影响较小[20]。条件允许的情况下,尽量靠近干骺端截骨以减少软组织对搬运骨段的张力,降低轴向偏移的发生。

骨搬运期间,随着搬运距离的增加,并发症的发生率也随之增高。为降低搬运过程中并发症发生率,Yun等[21]将搬运距离限定为原始长度的15%～25%。腓肠肌在过度牵拉的状态下极易出现挛缩[22],挛缩组织影响搬运骨段周围肌力。同时,骨缺损距离越大戴架时间相对越长,患者越易出现失用性骨质疏松,钉骨界面的稳定性也随之下降。此外,殷渠东等[23]认为随着骨搬运距离的增加,对接区越容易出现纤维化及髓腔闭塞等情况,造成对接端接对位不良,同样导致轴向偏移的发生。当对接端对接面积不良时可行植骨手术,以增大对接端接触面积,提高对接端的骨愈合质量,降低并发症的发生。

本研究为回顾性分析,纳入的样本较少。对其他可能影响患者力线偏移的指标未进行分析,如羟基磷灰石Schanz钉的使用以及不同外固定架等。今后应该开展大样本前瞻性研究,增加对照组,了解不同参数对力线偏移的影响。

总之,Orthofix胫骨近端截骨治疗胫骨骨缺损是一种实用、有效的方法,但治疗的过程中轴向偏移的发生率很高。Schanz钉弯曲是发生力线偏移的重要原因。越靠近干骺端截骨越不容易出现轴向偏移,骨搬运距离越长越容易出现轴向偏移。术者丰富的经验、术中细致操作、术后密切监控有助于降低相关并发症发生率,提高临床疗效。

作者贡献声明：冯东伟:病例收集、论文撰写;武伟泽、格格热、丁佳楠、张雅欣、王旭东、李东、罗永洁、赵勇、刘鑫、宋亚茹、卞睿、张旭:整理数据、文献检索;贾和平:论文修改;马创:疗效评估