Ilizarov骨搬移技術(shù)在糖尿病足治療中的應(yīng)用進(jìn)展研究

聶繼平，楊又瑋，白志剛

(內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院手足顯微外科，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010)

糖尿病足是糖尿病的一種嚴(yán)重慢性并發(fā)癥，發(fā)病率高，病程遷延且醫(yī)療花費(fèi)巨大。糖尿病足患者約占糖尿病患者的40%，因原發(fā)的糖尿病控制不佳，導(dǎo)致下肢血管病變和神經(jīng)病變繼而引發(fā)足部潰瘍及深層組織破壞，同時(shí)可伴或不伴感染。國(guó)內(nèi)報(bào)道顯示，我國(guó)50～60歲和60歲以上糖尿病患者發(fā)生下肢動(dòng)脈病變比例分別為19.5%和35.4%[1]。我國(guó)糖尿病患者新發(fā)潰瘍1年內(nèi)發(fā)生率為8.1%，糖尿病足患者新發(fā)潰瘍1年內(nèi)發(fā)生率為31.6%[2]。糖尿病足病理解剖主要是下肢微、小動(dòng)脈基底膜增厚，內(nèi)皮細(xì)胞損傷處血小板黏附，紅細(xì)胞聚集，管腔狹窄、栓塞；血液與組織細(xì)胞物質(zhì)交換障礙，代謝產(chǎn)物不能排除；嚴(yán)重的肢端缺血缺氧，易并發(fā)細(xì)菌感染進(jìn)而導(dǎo)致足部壞疽的發(fā)生發(fā)展，創(chuàng)面及周圍深部組織均不易愈合[3]。

治療糖尿病足一直遵循以治療原發(fā)病為主，輔以多科室、甚至多學(xué)科治療技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用，治療的最終目的為保肢。但在既往臨床工作中，局部清創(chuàng)、血管重建或血管腔內(nèi)治療、中藥方劑治療、干細(xì)胞移植、封閉式負(fù)壓引流等技術(shù)均未能取得滿意療效，糖尿病足患者的致殘率及截肢率仍較高。近20年的研究報(bào)道顯示，我國(guó)學(xué)者們相繼在臨床實(shí)踐中引入并改進(jìn)Ilizarov教授發(fā)明的“Ilizarov骨搬移技術(shù)”，同時(shí)將其應(yīng)用到糖尿病足的治療中，療效優(yōu)越。本文將就Ilizarov骨搬移技術(shù)及該技術(shù)在糖尿病足治療中的應(yīng)用進(jìn)展情況進(jìn)行綜述。

1 Ilizarov骨搬移技術(shù)的起源及“中國(guó)化”

1976年蘇聯(lián)Ilizarov教授發(fā)明了下肢骨橫向重塑技術(shù)。這種技術(shù)最開(kāi)始因其能達(dá)到增粗骨質(zhì)骨重建修復(fù)的效果，解決了脊髓灰質(zhì)炎患者小腿較細(xì)需增粗恢復(fù)形態(tài)的難題；之后Ilizarov教授通過(guò)犬動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)該技術(shù)可以改善肢體遠(yuǎn)端血供，并在臨床工作中開(kāi)展實(shí)踐[4]。1989年，Ilizarov教授總結(jié)其多年臨床經(jīng)驗(yàn)及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究成果提出了“張力-應(yīng)力法則”[5]，此法則闡述了一種組織再生規(guī)則，即通過(guò)給予活體組織穩(wěn)定、緩慢、持續(xù)的牽張應(yīng)力可以刺激該組織持續(xù)且活躍地生長(zhǎng)及再生[6-7]。1991年，Ilizarov教授受邀到北京301醫(yī)院講課，使國(guó)內(nèi)第一次有機(jī)會(huì)可以深入了解到Ilizarov骨搬移技術(shù)的原理與實(shí)際療效，引發(fā)了對(duì)該治療技術(shù)感興趣的學(xué)者前往國(guó)外研究學(xué)習(xí)[8]。1992年，Ilizarov教授的著作《Transosseous Osteosynthesis》[9]問(wèn)世，報(bào)道其進(jìn)行的血管再生動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，犬脛骨開(kāi)窗骨搬移術(shù)后可見(jiàn)犬肢體遠(yuǎn)端毛細(xì)血管網(wǎng)及淋巴管再生現(xiàn)象，詳細(xì)闡述了發(fā)現(xiàn)的組織牽拉再生的生物學(xué)原理及其發(fā)明的Ilizarov橫向骨搬移技術(shù)。

之后數(shù)年，國(guó)內(nèi)對(duì)Ilizarov技術(shù)的引入范圍卻并不廣泛，更多被應(yīng)用于肢體延長(zhǎng)等矯形外科方向，取得了良好效果。Ilizarov技術(shù)引入后，國(guó)內(nèi)學(xué)者們對(duì)Ilizarov環(huán)狀外固定器械進(jìn)行了部分改進(jìn)，在牽伸桿上加入彈簧，更加貼合了彈性牽拉理念，并完成了國(guó)內(nèi)首次與髓內(nèi)釘固定技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，這也使國(guó)內(nèi)的相關(guān)研究得到了國(guó)際矯形骨科學(xué)界的認(rèn)可。2000年，曲龍等由該技術(shù)研發(fā)改良出了Ilizarov脛骨橫向骨搬移的專用手術(shù)器械，并首次應(yīng)用于臨床治療血管閉塞性脈管炎，取得了滿意療效的同時(shí)也開(kāi)啟了該技術(shù)應(yīng)用于下肢缺血性疾病[4]；2002年，斷肢再植奠基人陳中偉院士提議將Ilizarov骨搬移技術(shù)更名為“骨搬移微血管網(wǎng)再生技術(shù)”。國(guó)內(nèi)學(xué)者們對(duì)Ilizarov骨搬移技術(shù)愈加重視，學(xué)術(shù)交流與學(xué)習(xí)培訓(xùn)活動(dòng)范圍不斷擴(kuò)大，更加廣泛地將該技術(shù)應(yīng)用于臨床實(shí)踐中，相關(guān)的研究報(bào)道、學(xué)術(shù)論文也日漸增多。國(guó)內(nèi)學(xué)者們將該治療技術(shù)擴(kuò)展、改良應(yīng)用于骨缺損、骨畸形、骨髓炎等骨感染疾病以及下肢缺血性疾病等的治療；自2013年花奇凱等學(xué)者將脛骨橫向骨搬移技術(shù)應(yīng)用于糖尿病足的臨床治療，2019年國(guó)內(nèi)學(xué)者相繼發(fā)表了大樣本量的臨床研究報(bào)道，顯示采用脛骨橫向骨搬移技術(shù)治療的高Wagner分級(jí)糖尿病足患者保肢率高達(dá)96.1%[10]。

2 脛骨橫向骨搬移技術(shù)治療糖尿病足

Ilizarov骨搬移技術(shù)經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)逐漸改良及其手術(shù)器械的演變，名字也逐漸演變?yōu)椤懊劰菣M向骨搬移技術(shù)”或“Ilizarov微循環(huán)重建技術(shù)”，前者由操作方式而定較為具體，后者是實(shí)質(zhì)指代更為寬泛，但在國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)報(bào)道中指代的技術(shù)是相同的。國(guó)內(nèi)早期關(guān)于脛骨橫向骨搬移技術(shù)治療糖尿病的文獻(xiàn)報(bào)道多屬于單中心、小樣本量、短隨訪期的療效報(bào)道；手術(shù)操作方法較為保守，傾向于長(zhǎng)切口[平均(13.5±1.5)cm]、大骨窗(約10.0 cm×2.0 cm)的形式，外固定搬移裝置需待較長(zhǎng)愈合期(3個(gè)月以上)后拆除[11]；術(shù)前的常規(guī)準(zhǔn)備包括控制血糖，改善微循環(huán)，糾正水腫及營(yíng)養(yǎng)不良，去除創(chuàng)面的壞死失活組織，同時(shí)做細(xì)菌培養(yǎng)和藥敏，選擇合理抗生素；除此之外，患肢的中動(dòng)脈病變也需要嚴(yán)格排除。術(shù)中在麻醉平穩(wěn)生效后，以脛骨中下1/3為骨搬移區(qū)，在脛骨內(nèi)側(cè)做一長(zhǎng)12.0～15.0 cm弧形皮膚切口，銳性分離皮下組織至骨膜，再沿脛骨內(nèi)側(cè)切開(kāi)骨膜，向脛骨兩側(cè)完整剝離骨膜，確定脛骨搬移骨窗的范圍(長(zhǎng)10.0～12.0 cm，寬1.8～2.0 cm)，在骨窗內(nèi)擰入2枚3 mm搬移外固定針，用于搬移骨塊，用鉆頭和擺鋸分離骨搬移骨塊，注意不要損傷髓腔內(nèi)骨髓，使其形成可活動(dòng)的骨瓣，在骨窗近、遠(yuǎn)端脛骨側(cè)各擰入2枚4 mm的外固定針，安裝并調(diào)整脛骨搬移架并擰緊針夾，標(biāo)記骨搬移方向，逐層縫合骨膜、皮下組織及皮膚，術(shù)口敷料包扎[11]。

研究中通常選擇踝肱指數(shù)、患足皮溫恢復(fù)程度、皮膚感覺(jué)測(cè)試、疼痛視覺(jué)模擬評(píng)分及CT血管造影術(shù)等作為指標(biāo)進(jìn)行手術(shù)前后對(duì)比；這些指標(biāo)的改善與創(chuàng)面的臨床愈合共同證明了脛骨橫向骨搬移術(shù)對(duì)糖尿病足的療效顯著，能刺激下肢的微循環(huán)再生，改善周圍神經(jīng)功能，控制局部感染，促進(jìn)潰瘍愈合并降低復(fù)發(fā)。

趙曉明等[12]的研究中，回顧性對(duì)比分析了脛骨橫向骨搬移術(shù)與下肢血管球囊介入治療糖尿病足患者的療效，結(jié)果顯示脛骨橫向骨搬移治療組患者的術(shù)后指標(biāo)與球囊介入治療組十分相近，且部分主要指標(biāo)優(yōu)于球囊介入組。董妍等[13]影像學(xué)方面的學(xué)者研究報(bào)道，利用CT搖籃床灌注技術(shù)對(duì)采用脛骨橫向骨搬移治療的糖尿病足患者進(jìn)行檢查分析，橫向骨搬移術(shù)后搬移側(cè)肢與非搬移側(cè)肢的足底血流量、血容量及毛細(xì)血管通透性均增加，術(shù)后雙足血容量差值顯著減小。這種現(xiàn)象被國(guó)內(nèi)學(xué)者們稱為骨搬移產(chǎn)生的“召喚效應(yīng)”，說(shuō)明了Ilizarov技術(shù)并不局限于患肢，其產(chǎn)生的修復(fù)效應(yīng)是廣泛性的。

進(jìn)一步的臨床研究中脛骨橫向骨搬移被應(yīng)用于嚴(yán)重糖尿病足(Wagner分級(jí)3～5級(jí))伴發(fā)嚴(yán)重合并癥患者的治療。鎮(zhèn)普祥等[14]報(bào)道，糖尿病足3～5級(jí)合并全身炎癥反應(yīng)綜合征(systemic inflammatory response syndrome，SIRS)患者經(jīng)脛骨橫向骨搬移治療后保肢率達(dá)100%；還有研究顯示，即使是嚴(yán)重腎功能不全同時(shí)需要維持透析的高Wagner分級(jí)患者的足部潰瘍創(chuàng)面，也在治療6個(gè)月時(shí)達(dá)到愈合。雖然以上研究的樣本量較小，但仍能證明脛骨橫向骨搬移治療效果，也證明其療效可能具有更高上限[15]。肖炯哲等[16]在臨床研究中比較分析脛骨橫向骨搬移手術(shù)前后的相關(guān)化驗(yàn)指標(biāo)，得出骨搬移術(shù)對(duì)糖尿病足患者的糖代謝、炎癥狀態(tài)及凝血功能具有一定的改善作用。秦泗河教授等[17]報(bào)道，對(duì)6例8足糖尿病足潰瘍、壞疽并發(fā)跖骨骨髓炎及骨缺損患者采用骨搬移技術(shù)治療，創(chuàng)口均一期愈合，骨髓炎治愈，糖尿病足保肢成功。其他糖尿病足并發(fā)癥諸如Charcot關(guān)節(jié)病，也會(huì)造成患肢潰瘍創(chuàng)面更難愈合，且創(chuàng)面擴(kuò)大的可能性極大。國(guó)外學(xué)者Hegewald等[18]研究發(fā)現(xiàn)，患有糖尿病足并發(fā)charcot關(guān)節(jié)病的患者，在經(jīng)過(guò)關(guān)節(jié)融合術(shù)聯(lián)合Ilizarov骨搬移技術(shù)治療后，保肢率高達(dá)91%。

以上報(bào)道說(shuō)明了骨搬移技術(shù)對(duì)糖尿病足感染有一定控制效果，而糖尿病足慢性骨髓炎的截肢風(fēng)險(xiǎn)是單純足部軟組織感染患者的4倍。對(duì)嚴(yán)重糖尿病足伴合并癥患者實(shí)現(xiàn)保肢是糖尿病足治療領(lǐng)域的重大突破，但還需多中心、大樣本量、長(zhǎng)期隨訪證實(shí)其療效。2020年，國(guó)內(nèi)學(xué)者相繼發(fā)表了大樣本量的研究報(bào)道填補(bǔ)了該治療技術(shù)領(lǐng)域的許多空白。其中花奇凱教授等[10]的研究中，516例糖尿病足患者的保肢率達(dá)到96.1%，術(shù)后平均隨訪時(shí)間長(zhǎng)達(dá)32個(gè)月，其中隨訪期2年的136例患者復(fù)發(fā)率2.9%，再發(fā)率1.5%。脛骨橫向骨搬移技術(shù)趨于更加微創(chuàng)，骨窗面積已縮小至5.0 cm×1.5 cm，切口長(zhǎng)度根據(jù)微創(chuàng)截骨技術(shù)縮短至3 cm，改良“手風(fēng)琴”式搬移方法也避免了骨愈合后的畸形隆起，這些均極大降低切口壞死及繼發(fā)骨折的可能性。根據(jù)花奇凱等學(xué)者的改良型技術(shù)，外固定搬移器械通?？稍谛g(shù)后1個(gè)月左右拆除。王斌等[3]的最近報(bào)道中，從血管外科角度探討了脛骨骨搬移技術(shù)治療下肢缺血性疾病的相關(guān)適應(yīng)證與禁忌證，并提出考慮到其他下肢缺血性疾病的預(yù)重建條件，需慎重選擇該治療技術(shù)或?qū)⑵渥鳛檫x擇項(xiàng)，而糖尿病足是脛骨橫向骨搬移的適應(yīng)證。2020年，趙勁民等[19]學(xué)者起草并發(fā)表了《脛骨橫向骨搬移技術(shù)治療糖尿病足的專家共識(shí)》一文，這也標(biāo)志著國(guó)內(nèi)該領(lǐng)域的學(xué)者們對(duì)糖尿病足保肢治療已經(jīng)達(dá)成了具有臨床指導(dǎo)意義的共識(shí)。

3 Ilizarov骨搬移技術(shù)的作用機(jī)制研究

相較于臨床應(yīng)用進(jìn)展，Ilizarov骨搬移技術(shù)的基礎(chǔ)機(jī)制研究進(jìn)展緩慢。連浩宇等[20]研究發(fā)現(xiàn)，骨搬移治療糖尿病足的過(guò)程中患者血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子和CD31陽(yáng)性表達(dá)細(xì)胞明顯增多，提示術(shù)后新生血管形成大量增多，也能佐證骨搬移技術(shù)是以再生修復(fù)的形式修復(fù)損傷。高偉等[21]的研究中發(fā)現(xiàn)，M2型巨噬細(xì)胞減少引發(fā)的極化失衡是導(dǎo)致糖尿病足創(chuàng)面潰瘍遷延不愈的重要因素，而橫向骨搬移術(shù)促進(jìn)巨噬細(xì)胞極化平衡重建可能是使糖尿病足潰瘍創(chuàng)面愈合的原因。武黎等[15]的實(shí)驗(yàn)研究間接證明干細(xì)胞動(dòng)員參與了微循環(huán)的再生修復(fù)，并進(jìn)一步推測(cè)基質(zhì)細(xì)胞衍生因子-1/趨化因子CXC亞族受體4(stromal cell-derived-factor-1/cysteine X cysteine receptor 4，SDF-1/CXCR4)在患者體內(nèi)引起干細(xì)胞動(dòng)員后，啟動(dòng)了干細(xì)胞歸巢程序，進(jìn)而引發(fā)后面的微血管重建、神經(jīng)功能恢復(fù)及潰瘍窗口愈合等修復(fù)過(guò)程，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明這種效果是持續(xù)的且具有不局限于患肢的較大生效范圍，這符合“召喚效應(yīng)”現(xiàn)象，但仍需深入探索。

4 結(jié)合Ilizarov骨搬移技術(shù)的聯(lián)合方案治療糖尿病足

隨著基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的研究發(fā)展，臨床實(shí)際應(yīng)用的治療技術(shù)越來(lái)越多，也相對(duì)更加容易實(shí)現(xiàn)。例如自國(guó)內(nèi)將骨搬移技術(shù)初步用于糖尿病足治療時(shí)，已開(kāi)始聯(lián)合應(yīng)用負(fù)壓引流技術(shù)[22]。堿式成纖維生長(zhǎng)因子、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子、富含血小板血漿等以生長(zhǎng)因子為主的促生長(zhǎng)劑成品制備技術(shù)也較為成熟，許多三級(jí)醫(yī)院已應(yīng)用于臨床；國(guó)內(nèi)骨搬移治療糖尿病足臨床實(shí)驗(yàn)報(bào)道中，不同學(xué)者在治療過(guò)程中或多或少對(duì)創(chuàng)面應(yīng)用了各類生長(zhǎng)因子[19，23]；臨床藥劑的應(yīng)用并不局限于西藥，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)中藥藥劑的聯(lián)合應(yīng)用也有報(bào)道，如消渴安糖方、芪歸通絡(luò)湯、補(bǔ)腎活血顆粒等，均表現(xiàn)出良好的聯(lián)合療效[24-26]。國(guó)外學(xué)者報(bào)道，MRI即時(shí)應(yīng)用配合清創(chuàng)技術(shù)可以使糖尿病足潰瘍創(chuàng)面的處理效果更具精確性，同時(shí)一定程度上減少壞死組織成為感染源的可能；Akkurt等[27]發(fā)現(xiàn)，通過(guò)磁共振成像引導(dǎo)清創(chuàng)壞死組織聯(lián)合Ilizarov治療，可確定感染部位的愈合情況，也能幫助臨床醫(yī)生更加精確地判讀療效水平。張永紅等[28]最近報(bào)道，抗生素骨水泥技術(shù)聯(lián)合Ilizarov骨搬移技術(shù)治療糖尿病足伴足踝部慢性感染，患者感染病程平均達(dá)14.9年，最終足部愈合患者占比91.67%，預(yù)后優(yōu)良；這也體現(xiàn)了組織工程技術(shù)與微循環(huán)重建技術(shù)的聯(lián)合臨床應(yīng)用思維。

5 展 望

有報(bào)道指出，骨搬移手術(shù)和/或器械相關(guān)的并發(fā)癥發(fā)生率高達(dá)20.9%(主要包括針道感染、截骨處的皮膚壞死、骨折)，如果能根據(jù)患者個(gè)體情況制定個(gè)性化治療方案，規(guī)范術(shù)中操作可有效規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)[29]。該技術(shù)雖然手術(shù)操作并不復(fù)雜，但長(zhǎng)久以來(lái)對(duì)具體臨床醫(yī)生手術(shù)方式并沒(méi)有統(tǒng)一詳實(shí)的規(guī)范。例如正確規(guī)范的術(shù)中截骨形式能最大限度地規(guī)避術(shù)中對(duì)骨髓、骨膜的損傷。國(guó)內(nèi)學(xué)者也從術(shù)中操作形式以及術(shù)中器械的發(fā)明或改良中逐漸積累經(jīng)驗(yàn)，以更加微創(chuàng)化為目標(biāo)進(jìn)行臨床研究[24]。筆者認(rèn)為，2020年由國(guó)內(nèi)權(quán)威學(xué)者發(fā)表的《脛骨橫向骨搬移技術(shù)治療糖尿病足的專家共識(shí)》[30]，能為廣大臨床工作者提供較成熟細(xì)致的治療指南，也為Ilizarov骨搬移技術(shù)在糖尿病足治療中的應(yīng)用提出了更高要求。中國(guó)骨科醫(yī)師協(xié)會(huì)骨搬移糖尿病足學(xué)組提議進(jìn)行“跨學(xué)科研究與臨床合作”[31]，為接下來(lái)的發(fā)展指明了方向，其中涉及啟動(dòng)多中心臨床課題研究，促進(jìn)多學(xué)科的合作研究與實(shí)踐，加強(qiáng)國(guó)內(nèi)與國(guó)際上的研學(xué)交流，聯(lián)合基礎(chǔ)研究與臨床研究構(gòu)建良性循環(huán)。

綜上所述，Ilizarov骨搬移技術(shù)是20世紀(jì)一項(xiàng)偉大的醫(yī)學(xué)技術(shù)發(fā)明，近20年內(nèi)通過(guò)國(guó)內(nèi)學(xué)者不斷地鉆研與實(shí)踐，初步完成了該技術(shù)的“中國(guó)化”。該技術(shù)在糖尿病足治療中的應(yīng)用成效尤為顯著，國(guó)內(nèi)外報(bào)道的圍繞該技術(shù)的多學(xué)科聯(lián)合應(yīng)用研究也展現(xiàn)出了更佳成效。Ilizarov骨搬移技術(shù)技術(shù)的潛力巨大，其持續(xù)發(fā)展仍有賴于基礎(chǔ)研究的進(jìn)展、規(guī)范化的“共識(shí)”以及多中心、多學(xué)科的聯(lián)合研究。