注射型人工骨經(jīng)皮穿刺微創(chuàng)治療長骨干骨不連的初步研究

郭志勇，白 波，董偉強，郭 倞

骨不連是創(chuàng)傷骨科的常見疾病之一，發(fā)生率在5%左右[1]。常規(guī)療法是在骨不連端進行植骨，其中自體骨植骨是治療的金標準[2-3]，但無論采取何種傳統(tǒng)植骨術式，均需切開組織，這一操作將對骨不連區(qū)的血運造成進一步損害，加重局部缺血。經(jīng)皮穿刺微創(chuàng)注射植骨不需切開患區(qū)，未剝離、牽開骨膜及鄰近組織，不干擾、破壞骨不連區(qū)血運，是一種較好的治療方法。本研究前瞻性分析注射型人工骨經(jīng)皮穿刺和常規(guī)自體骨開放植骨治療長骨干骨不連患者的臨床資料，旨在探討注射型人工骨經(jīng)皮穿刺微創(chuàng)治療的應用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

1.1.1 納入標準 ①符合《坎貝爾骨科手術學》中骨不連診斷標準[1]；②四肢外傷性長骨干骨折術后6個月或以上；③斷端骨折線清晰，3 mm≤間隙≤20 mm，斷端硬化，無明顯骨痂生長；④配合研究，簽署知情同意書。

1.1.2 排除標準 ①感染或腫瘤患者；②病理性骨折；③大面積骨缺損患者；④營養(yǎng)不良、各種代謝障礙性疾病、惡液質(zhì)或有特殊不良嗜好者。

本研究通過醫(yī)院倫理委員會批準。將2011年1月至2014年6月我科收治的符合上述篩選標準的36例骨不連患者，按隨機數(shù)字表法分為對照組（常規(guī)自體骨開放植骨）和觀察組（注射型人工骨經(jīng)皮穿刺注射），每組各18例。兩組患者性別、年齡、骨折部位及內(nèi)固定方式等一般資料比較，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），具有可比性，見表1。內(nèi)固定均牢靠，無松動變形，斷端對位、對線均符合功能復位要求。

1.2 治療方法

不拆除原有內(nèi)固定。

觀察組采用硬膜外麻醉或局部麻醉，C型臂X線機透視定位，作一長約3 mm的皮膚切口為穿刺口，利用穿刺一體錐經(jīng)皮穿刺進入骨不連斷端，用小刮匙鏟斷硬化骨尖端，撬撥骨間結(jié)締組織。將填充在骨不連間隙中的軟組織充分挑撥分離，對于肥大型骨不連，其肥大的硬化端不需處理，但骨不連間隙必須充分搔刮。然后經(jīng)骨髓穿刺針在骨不連局部注入主要成分為半水硫酸鈣的注射型人工骨（深圳斯瑪儀器有限公司），見圖1。必要時可做多個穿刺口或小切口輔助，將填充在斷端間的結(jié)締組織充分挑撥分離后再注入。術后常規(guī)換藥，加強局部血液循環(huán)，并予以骨痂生長治療。

對照組取對側(cè)髂骨植骨，首先切開患肢皮膚，開放骨不連端，用磨鉆、咬骨鉗等工具將硬化骨及填充在骨不連端的軟組織徹底清除，然后沿對側(cè)髂嵴作一長約4 cm的切口直達髂嵴骨面，剝離骨膜后根據(jù)需要取出足量的松質(zhì)骨并填充于原骨不連端。術后處理同觀察組。

1.3 觀察指標

記錄兩組手術時間、術中出血量、住院時間、術后1 d視覺模擬量表（visual analogue scale，VAS）評分[4]；術后每個月復查1次，觀察骨不連愈合情況，根據(jù)Johner-Wruhs功能分級法評定療效：優(yōu)：關節(jié)功能良好，無肌肉萎縮，X線片示骨折線消失；良：關節(jié)功能良好，輕微肌萎縮，X線片示骨折線模糊；可：關節(jié)功能輕度受限，輕度肌萎縮，X線片示骨折處有連續(xù)骨痂生長；差：骨折處疼痛，需輔助外固定，X線片示骨折仍清晰可見[5]。

1.4 統(tǒng)計學方法

應用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件進行分析，符合正態(tài)分布的計量資料以均數(shù)±標準差（±s）表示，兩組比較采用兩獨立樣本t檢驗；計數(shù)資料的比較采用Fisher精確概率法。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

全部患者均一期愈合出院。隨訪6～18個月，平均隨訪時間10.6個月。如表2所示，觀察組手術時間、術中出血量、住院時間、術后1 d VAS評分均優(yōu)于對照組，兩組比較，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。兩組Johner-Wruhs功能分級優(yōu)良率比較，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），除研究組2例評級為差的患者另行切開植骨外，其余均獲得穩(wěn)定骨性愈合。典型病例見圖2。

表1 對照組和觀察組患者一般資料的比較（±s，n=18）

表1 對照組和觀察組患者一般資料的比較（±s，n=18）

注：采用Fisher確切概率法，無具體統(tǒng)計檢驗量

組別 年齡/歲女 3 5性別男1513*0.691骨折部位/例股骨干1315*0.691脛骨干萎縮型鋼板內(nèi)固定骨不連間隙寬度/mm對照組觀察組統(tǒng)計檢驗量P值33±1436±15 t=0.6200.5405 3內(nèi)固定方式/例髓內(nèi)釘固定1616*1.0002 2骨不連類型/例肥大型1716*1.0001 29±412±5 t=1.9880.055

圖1 一體錐經(jīng)皮穿刺注射型人工骨植骨

3 討論

3.1 骨不連的治療現(xiàn)狀

骨不連是骨科頗為棘手的難題之一。由開放骨折損傷或腫瘤破壞所致大面積骨骼、骨膜缺損所引起的骨不連，治療上常需移植大塊骨進行填充，甚至需要帶血管蒂的骨移植[6]。而其他大部分骨折本身并沒有骨質(zhì)的丟失，但術中對骨膜、血運的破壞，內(nèi)固定材料應力遮擋效應，斷端間結(jié)締組織形成或軟組織嵌入等可能造成斷端間分離、骨吸收而形成骨不連，既往治療上主要采取手術切開行斷端植骨，效果確切，能將材料骨直接作用于骨不連處[7-8]。

切開植骨的材料包括自體骨、同種異體骨、重組異種骨、人工骨顆粒等。重組異種骨取材廣泛、廉價，但易發(fā)生免疫排斥反應，目前仍難以全面推廣；同種異體骨經(jīng)過深度處理，但仍有免疫排斥反應以及傳播疾病的可能，甚至引發(fā)倫理學問題，不同廠家的產(chǎn)品也良莠不齊、優(yōu)劣難辨；自體骨材料組織相容性好，無免疫排斥等不良反應，是骨移植的金標準，但取骨量有限，取骨手術還會導致額外的出血，手術麻醉時間延長，易造成取骨區(qū)骨缺損、頑固性疼痛、感覺異常等，使用受到限制；人工骨材料則為人工合成，組織相容性好，可在人體內(nèi)完全降解并被宿主骨爬行替代，是一種理想的骨填充材料，目前廣泛應用于臨床[3,9-10]。除了上述方法外，非手術療法如體外震波治療、超聲波刺激或局部注射金黃色葡萄球菌濾液制劑等也有一定的療效，但作用機制不明朗，尚有待進一步研究[11-13]。

表2 對照組和觀察組患者療效相關指標的比較（±s，n=18）

表2 對照組和觀察組患者療效相關指標的比較（±s，n=18）

注：VAS：視覺模擬量表

組別 手術時間/min 術中出血量/mL 住院時間/d 術后1 d VAS評分/分對照組觀察組檢驗統(tǒng)計量P值89±1438±10 t=12.5770.00034±126±3 t=9.6040.00013±35±3 t=8.0000.0005.6±1.82.3±1.4 t=6.1400.000 Johner-Wruhs功能分級/例優(yōu)1613 χ2=2.5100.285良 2 3可 0 0差 0 2

圖2 注射型人工骨經(jīng)皮穿刺治療骨不連手術前后影像學圖片（男，21歲，股骨干骨折髓內(nèi)釘內(nèi)固定術后骨不連）

有報道指出，無論是萎縮型骨不連，還是肥大型骨不連，都與正常骨折愈合一樣，血管生長豐富[14]。傳統(tǒng)的植骨術需行切開手術，可能對骨不連區(qū)血運造成影響，局部缺血進一步加重。因此，探尋一種既能在骨不連區(qū)局部進行植骨，又不加重局部血運損害的術式具有重要的現(xiàn)實意義。近年來，經(jīng)皮穿刺微創(chuàng)植骨受到學者們的極大關注，經(jīng)皮穿刺自體骨髓干細胞注射、自體骨髓干細胞復合人工骨、自體骨髓干細胞復合納米骨漿等在臨床或動物實驗中均取得良好效果[15-18]，但取自體骨髓干細胞前需肌注重組人粒細胞集落刺激因子，且一次取骨髓量有限，難以滿足臨床需求。

3.2 注射型人工骨經(jīng)皮穿刺治療骨不連應用價值

骨不連的治療原則是建立骨折斷端間持續(xù)穩(wěn)定的接觸。以OSTEOSET外科手術級別半水硫酸鈣為主要成分的注射型人工骨材料GⅡ115具有骨傳導活性，早在1996年就獲得FDA認證及歐洲CE標志，該材料在術后6周即開始吸收，術后24周左右基本被骨替代，其吸收速度同新骨生長速度相同，成骨量與自體骨相當[19-20]。術中在C型臂X線機透視下將其注入骨不連區(qū)，大約5 min后即開始硬化，形成的機械強度相當于松質(zhì)骨的人工骨團塊，可替換原先嵌于斷端間的結(jié)締組織，恢復斷端的骨連續(xù)性。在硬化過程中，該人工骨材料產(chǎn)熱少，局部最高溫度不超過30℃，對周圍軟組織幾乎不造成副損傷；其不透X線的特性亦有利于術后通過影像學檢查觀察人工骨的吸收情況及斷端骨骼生長情況。同時，穿刺、鏟斷硬化骨尖端，撬撥骨間結(jié)締組織等動作可產(chǎn)生大量的骨碎屑及微骨折，刺激機體釋放炎性介質(zhì)和骨生長因子，進而促進骨不連端骨痂的形成[21]。

本文前瞻性研究結(jié)果顯示，注射型人工骨經(jīng)皮穿刺組手術時間、術中出血量、住院時間、術后1 d VAS評分均優(yōu)于傳統(tǒng)植骨組（P＜0.05）；兩組Johner-Wruhs功能分級優(yōu)良率比較，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。這說明注射型人工骨經(jīng)皮穿刺微創(chuàng)是治療骨不連的一種有效方法，可為不能耐受傳統(tǒng)手術、常規(guī)切口入路附近存在皮損等患者提供一種微創(chuàng)的治療手段。但注射植骨術中X線曝光次數(shù)較多，必須強調(diào)良好的安全性防護；此外，由于注射植骨采取盲穿、盲刮，無法像開放手術那樣牽開植骨端附近的神經(jīng)血管，因此對手術醫(yī)師的手術技術提出了更高的要求?？傊c自體骨移植比較，注射型人工骨經(jīng)皮穿刺微創(chuàng)治療具有手術時間短、創(chuàng)傷小、恢復快、疼痛癥狀改善明顯等優(yōu)點，值得臨床推廣應用。但由于本研究病例數(shù)較少，今后尚需進行大樣本的長期隨訪病例研究。

[1]Canale ST,Beaty JH.坎貝爾骨科手術學[M].盧世璧,主審;王巖,主譯.11版.北京:人民軍醫(yī)出版社,2009.

[2]Sammarco VJ,Chang L.Modern issues in bone graft substitutes and advances in bone tissue technology[J].Foot Ankle Clin,2002,7(1):19-41.

[3]Campana V,Milano G,Pagano E,et al.Bone substitutes in orthopaedic surgery:from basic science to clinical practice[J].J Mater Sci Mater Med,2014,25(10):2445-2461.

[4]Aun C,Lam YM,Collett B.Evaluation of the use of visual analogue scale in Chinese patients[J].Pain,1986,25(2):215-221.

[5]Johner R,Wruhs O.Classification of tibial shaft fractures and correlation with results after rigid internal fixation[J].Clin Orthop Relat Res,1983(178):7-25.

[6]邱南海,郗根旺.骨不連常見病因分析與治療進展[J].中國矯形外科雜志,2009,17(10):762-765.

[7]Cadet ER,Yin B,Schulz B,et al.Proximal humerus and humeral shaft nonunions[J].J Am Acad Orthop Surg,2013,21(9):538-547.

[8]Shah SB,Mishra AK,Chalise P,et al.Outcome of treatmentof nonunion tibial shaft fracture by intramedullary interlocking nail augmentated with autogenous cancellous bone graft[J].Nepa Med Coll J,2014,16(1):58-62.

[9]Roberts TT,Rosenbaum AJ.Bone grafts,bone substitutes and orthobiologics:the bridge between basic science and clinical advancements in fractrue healing[J].Organogenesis,2012,8(4):114-124.

[10]Ozdemir T,Higgins AM,Brown JL.Osteoinductive biomaterial geometries for bone regenerative engineering[J].Curr Pharm Des,2013,19(19):3446-3455.

[11]Cacchio A,Giordano L,Colafarina O,et al.Extracorporeal shock-wave therapy compared with surgery for hypertrophic long-bone nonunions[J].J Bone Joint Surg Am,2009,91(11):2589-2597.

[12]Schofer MD,Block JE,Aigner J,et al.Improved healing response in delayed unions of the tibia with low-intensity pulsed ultrasound:results of a randomized sham-controlled trial[J].BMC Musculoskelet Disord,2012,11:229.

[13]彭國常.金葡素在骨科領域的應用及進展[J].臨床合理用藥雜志,2014,7(5):180-181.

[14]榮國威,崔桂華,劉沂,等.骨科內(nèi)固定[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,1995:47.

[15]Desai P,Hasan SM,Zambrana L,et al.Bone mesenchymal stem cells with growth factors successfully treat nonunions and delayed unions[J/OL].HSS J,2015,11(2):104-111.doi:10.1007/s11420-015-9432-1.

[16]楊俊麗,韓霞,孫明啟.骨髓間充質(zhì)干細胞移植治療四肢骨折骨不連:實驗成果轉(zhuǎn)化應用[J].中國組織工程研究,2014,18(45):7337-7341.

[17]張遠成,劉國輝,茹長英,等.自體濃縮骨髓干細胞復合人工骨植入治療骨不連[J].中國醫(yī)藥,2010,5(2):158-159.

[18]彭程,崔福齋,朱振安,等.生物活性納米骨漿復合自體紅骨髓經(jīng)皮注射修復實驗性兔尺骨骨不連[J].中國組織工程研究與臨床康復,2010,14(21):3801-3805.

[19]NandiSK,Roy S,Mukherjee P,etal.Orthopaedic applicatons of bone graft&graft substitutes:a review[J].Indian J Med Res,2010,132:15-30.

[20]BorrelliJJr,PrickettWD,RicciWM.Treatmentof nonunions and osseous defects with bone graft and calcium sulfate[J].Clin Orthop Relat Res,2003(411):245-254.

[21]Chao EY,Inoue N,Elias JJ,et al.Enhancement of fracture healing by mechanical and surgical intervention[J].Clin Orthop Relat Res,1998(355 Suppl):S163-S178.