模塊化胸骨假體在胸壁感染性疾病中的應(yīng)用

王海峰 劉小剛 劉 明 姜格寧

胸骨連接兩側(cè)鎖骨與肋骨，是前胸壁的樞紐型結(jié)構(gòu)，起到支撐和穩(wěn)定前胸壁的作用。當因各種原因須手術(shù)切除胸骨，且切除范圍達5 cm以上時，需行胸骨骨性重建?，F(xiàn)有的胸骨重建材料包括鈦合金板、三明治復(fù)合補片、自體或同種異體骨移植物、三維(3D)打印材料等，但都各有其局限性。骨感染性疾病的一期胸骨重建風(fēng)險高于腫瘤[1]。為克服現(xiàn)有材料與方法的缺點，同濟大學(xué)附屬上海市肺科醫(yī)院(簡稱肺科醫(yī)院)胸外科設(shè)計了模塊化胸骨假體，并成功應(yīng)用于1例胸骨感染性疾病患者病灶的切除與重建。

1 材料與方法

1.1 模塊化假體的設(shè)計 通過測量28例無胸廓疾病的其他患者或體格檢查(簡稱體檢)者的CT數(shù)據(jù)，獲得胸骨和肋骨的正常解剖測量值，作為胸骨假體設(shè)計的依據(jù)。假體以鈦合金作為材料，其強度不低于260 HV10。將胸骨假體拆分為胸骨柄、胸骨體、肋骨與鎖骨等模塊，每1個模塊再分為3～6種型號。所有模塊均采用標準化設(shè)計，每塊胸骨模塊的寬度和厚度均為3 mm，長度不同。每塊肋骨模塊的寬度和厚度均為2 mm，長度和角度不同，并區(qū)分左、右側(cè)。見圖1。胸骨模塊間采用榫卯結(jié)構(gòu)連接，以螺釘固定。肋骨模塊與胸骨模塊間采用齒槽結(jié)構(gòu)連接，調(diào)整角度，以螺釘固定，肋骨模塊遠端以肋骨爪形式與自體肋骨殘端固定。見圖2。產(chǎn)品委托山東威高骨科材料股份有限公司制作。

1.2 治療經(jīng)過 患者女，52歲，因“發(fā)現(xiàn)胸壁腫物7年”入院。7年前于外院行胸骨下段腫物切除術(shù)，術(shù)后病理結(jié)果不詳。初次術(shù)后6個月起自覺原手術(shù)切口處再次膨隆， 胸部CT示胸骨下段腫物，直徑3 cm?；颊邿o咳嗽、咳痰，無痰中帶血，無發(fā)熱，無明顯胸悶、胸痛等不適。術(shù)前穿刺提示肉芽腫性病變，診斷不明，未予特異性治療。2020年1月13日于全身麻醉下行胸骨下段切除重建術(shù)。于靜脈-吸入復(fù)合麻醉雙腔管插管，取平臥位，背部墊平枕，常規(guī)消毒鋪巾。取胸骨中下段梭形皮膚切口，切口包含穿刺針眼。游離皮下組織，暴露受累的組織。術(shù)中見胸骨下段和相鄰的右側(cè)第4、5肋軟骨隆起，病灶侵犯周圍肌肉組織，累及范圍約6 cm×5 cm。于受累處外側(cè)3 cm處切斷胸大肌，以及相應(yīng)的肋間肌肉和血管神經(jīng)束后，于雙側(cè)第4、5肋未受累處以骨剪切斷。結(jié)扎兩側(cè)上下緣乳內(nèi)動脈，游離胸骨與縱隔間隙，于病灶上方胸骨未受累處以線鋸切斷。切緣距胸骨受累處上緣和兩側(cè)相鄰肋骨受累處各約3 cm，完整切除受累的胸骨、肋骨，以及附著的胸大肌和皮膚，切除病灶尺寸約為11 cm×9 cm。充分止血后，根據(jù)切除胸骨和肋骨的情況，選取胸骨模塊3枚，肋骨模塊4枚，拼裝后固定于胸骨切斷處下緣和兩側(cè)肋骨斷端。沿腹直肌白線打開腹膜，游離大網(wǎng)膜尺寸約為10 cm×15 cm，置于胸骨假體與心包之間。沿皮下充分游離雙側(cè)胸大肌，向上至鎖骨水平，兩側(cè)至腋窩。將游離后的雙側(cè)胸大肌向?qū)?cè)牽拉，相互縫合并覆蓋胸骨假體。仔細止血，予0.9%氯化鈉溶液3 000 mL沖洗術(shù)野，胸骨假體深面、淺面和皮下留置引流管，清點紗布器械無誤后，逐層關(guān)閉傷口。手術(shù)時間180 min，術(shù)中失血量為300 mL，未予輸血。見圖3。

1 胸骨柄模塊 2 胸骨體模塊A 3 胸骨體模塊B4 鎖骨髓內(nèi)針模塊 5 肋骨爪(直)模塊 6 肋骨爪(彎)模塊 7 連接螺釘 8 頂絲圖1 多用途模塊化胸骨假體組合系統(tǒng)設(shè)計圖

A 矢狀位CT重建示病灶位于胸骨下段(箭頭所示) B 胸骨假體替代切除的前胸壁骨性缺損，游離大網(wǎng)膜備用 C 游離雙側(cè)胸大肌，于胸骨假體表面行軟組織重建圖3 行胸骨下段切除重建術(shù)患者的影像學(xué)表現(xiàn)和術(shù)中所見

2 結(jié) 果

患者術(shù)后無發(fā)熱、肺部感染、傷口感染、局部血腫形成等并發(fā)癥發(fā)生。術(shù)后6 d拔除引流管，7 d出院。術(shù)后21 d復(fù)查，患者訴咳嗽、咳痰無影響。體檢見傷口愈合良好，無紅腫、滲液，胸骨假體牢固，按壓無松動、感染跡象。胸部X線攝片見兩肺野清晰，無胸腔積液，假體與自體胸骨、肋骨連接滿意，無移位。見圖4。術(shù)后病理診斷為結(jié)核性病變，予抗癆治療，抗癆方案為2HREZ/4HR(異煙肼、利福平、乙胺丁醇、吡嗪酰胺治療2個月，異煙肼、利福平治療4個月)。

圖4 術(shù)后21 d胸部X線攝片示胸骨假體位置正常

3 討 論

由于胸骨為前胸壁的關(guān)鍵組成部分，其切除與重建具有較高的挑戰(zhàn)性。理想的胸骨重建材料應(yīng)牢固，具備機械穩(wěn)定性與化學(xué)惰性、生物學(xué)相容性，且具有相對的可滲透性[2-5]，才能恢復(fù)胸壁的解剖結(jié)構(gòu)和生理功能。

現(xiàn)有的重建方式和材料應(yīng)用于腫瘤和感染性疾病都存在一定的局限性。自體骨移植取材受限，無法用于較大面積的缺損修補[6-9]。同種異體骨移植不僅對保存技術(shù)要求高，而且用于感染性疾病易增加移植物感染、壞死、吸收的發(fā)生風(fēng)險[6,8-11]。傳統(tǒng)的鈦合金板假體方便易用，但是無法交叉重疊使用[12-13]。三明治復(fù)合補片滲透性不佳，有較高的死腔形成、局部液體積聚和感染的發(fā)生風(fēng)險[14-16]。

為克服現(xiàn)有胸骨重建方法的局限性，本研究團隊設(shè)計了一套模塊化的多功能重建假體。其核心理念是將胸骨假體拆解為不同的模塊，每一個模塊有不同的型號和規(guī)格以適應(yīng)不同體格的患者和不同的胸壁缺損類型，因此術(shù)前無需進行個體化設(shè)計和制作。所有模塊采用標準化設(shè)計，不同模塊間采用標準化連接，可將所需制備的模塊規(guī)格數(shù)減至最少，且不同型號間的模塊可以任意替換，既可降低成本，又可簡化操作[17-18]。

胸骨切除重建的主要指征包括胸骨腫瘤與感染。最常見的胸骨感染是心外科胸骨正中劈開手術(shù)后引起的胸骨骨髓炎，包括胸骨傷口繼發(fā)結(jié)核感染[19-20]。此類感染病灶范圍廣，對胸骨切除重建手術(shù)方式和假體的要求更高[1]。對于胸骨嚴重感染，一般不建議一期行胸骨重建。但對于較為局限的感染，在保證感染灶完整切除的情況下，可以嘗試一期行胸骨重建。

某些感染性疾病，如結(jié)核等，與腫瘤一樣呈穿鑿性生長，術(shù)前難以根據(jù)影像學(xué)所見精確判斷手術(shù)切除范圍。因此，手術(shù)切除范圍需要依據(jù)術(shù)中肉眼所見不斷調(diào)整，給胸骨假體的術(shù)前精準設(shè)計提出了難題。本研究中的胸骨假體采用模塊化設(shè)計，術(shù)前無需行個體化精準設(shè)計，術(shù)中根據(jù)缺損范圍的大小和形狀，自由選擇不同型號、大小的模塊進行組合，不受實際切除范圍改變的影響，應(yīng)用更為靈活。

在感染未得到控制時，植入假體是胸壁切除重建的禁忌。本例患者雖然術(shù)前未給予特異性抗感染治療，但感染累及組織相對局限，無全身其他部位的感染。感染病灶尺寸僅為6 cm×5 cm，術(shù)前預(yù)估可完整切除病灶。術(shù)中根據(jù)肉眼所見，完整切除了感染壞死病灶，直至暴露新鮮肌肉組織，實際切除范圍較廣。本研究團隊認為，完整切除感染病灶，避免局部感染殘留，術(shù)后輔以特異性抗感染治療，可避免局部感染復(fù)發(fā)。

大面積胸骨切除重建的成功有賴于合理的軟組織重建，對于感染性病變的手術(shù)尤其如此。本例患者切除胸骨下段受累部分后，打開膈肌，游離大網(wǎng)膜，轉(zhuǎn)移至胸骨假體深面，填補殘腔。游離雙側(cè)胸大肌帶蒂肌瓣，覆蓋在胸骨假體表面。同時于胸骨假體的深面和淺面留置引流管充分引流。該手術(shù)方式消除了局部殘腔，以血供豐富的自體組織的功能防止感染復(fù)發(fā)。

綜上所述，模塊化胸骨重建假體系統(tǒng)無需行個體化設(shè)計，制作簡便，不受手術(shù)切除范圍調(diào)整的影響，可在術(shù)中根據(jù)胸壁缺損的范圍選擇合適的模塊組合，當場組裝。模塊之間的連接統(tǒng)一、牢固，操作簡便。在嚴格把握手術(shù)指征，合理選擇模塊，輔以軟組織重建的前提下，能夠用于胸骨感染性疾病的切除重建。