聚醚醚酮材料在顱骨缺損修補術中的應用效果研究

鐘鳴谷，古機泳，張偉明，欒中欽，彭逸龍，董家軍

顱骨缺損常見于因顱腦創(chuàng)傷、出血、大面積腦梗死、瘤卒中等行開顱術后的患者，該類患者常因明顯頭面部外形缺陷及其精神、心理壓力而要求行顱骨修補術。顱骨修補術作為最古老的外科手術之一，其修補材料也經(jīng)歷了從自體骨、異體骨到目前多采用的各類人工材料的一系列演變過程。聚醚醚酮（poly-ether-ether-ketone，PEEK）由于彈性模量與皮質(zhì)骨接近而于20世紀80年代首先用于骨科手術，之后以PEEK為材料制成的各種骨科植入物逐漸用于臨床。江門市中心醫(yī)院神經(jīng)外科2016年8月—2020年6月以PEEK材料為植入物行顱骨缺損修補術患者37例并取得良好效果，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2016年8月—2020年6月江門市中心醫(yī)院神經(jīng)外科收治的顱骨缺損患者37例，均具備《創(chuàng)傷性顱骨缺損成形術中國專家共識》［1］中的顱骨修補術手術指征，其中男26例，女11例；年齡5～58歲，平均年齡（33.4±13.6）歲；原發(fā)?。耗[瘤2例，顱腦創(chuàng)傷35例；最后1次開顱手術距顱骨缺損修補術時間間隔0～180個月，中位時間為4個月；缺損部位：額顳頂部21例，額頂部6例，額部3例，顳頂枕2例，額顳頂枕部1例，額顳部1例，頂枕部1例，頂部1例；顱骨缺損面積6.2～143.0 cm2。排除嚴重心、肺、肝、腎臟及血液系統(tǒng)疾病而不能耐受手術者，術區(qū)局部頭皮菲薄、感染等明確手術禁忌證者。

1.2 術前準備 除常規(guī)術前檢查外，每例患者均行薄層CT掃描（層厚1 mm），將掃描數(shù)據(jù)拷貝至材料制造公司（本研究中PEEK骨板及鏈接片均由西安康拓醫(yī)療技術有限公司提供），利用計算機輔助設計及制造技術，結(jié)合3D打印技術，為患者制造出接近自然顱骨外形的PEEK骨板，制作周期為3～5 d。

1.3 手術 在全麻插管下完成手術，沿原切口切開皮膚、皮下直至顱骨外板，適當掀起皮瓣，找到皮膚與硬膜或腦組織間殘存的帽狀腱膜層，沿此層分離皮瓣直至缺損區(qū)邊緣，在保證皮質(zhì)厚度的前提下盡量避免穿破硬膜，創(chuàng)面止血滿意后放置PEEK骨板，調(diào)整角度使之嵌入缺損區(qū)，必要時適當分離骨窗邊緣增生軟組織以使之完美貼合，見圖1。酌情行硬膜中心及邊緣懸吊以止血并減少無效腔。使用肽或PEEK鏈接片配合鈦釘進行固定，或單獨使用PEEK顱骨鎖固定。留置皮下引流管，將顳肌復位并固定，分層、縫合切口。

圖1 術中PEEK骨板植入情況Figure 1 Intraoperative PEEK bone plate implantation

1.4 術后處理及隨訪 術后1 d行常規(guī)顱腦CT檢查以了解手術效果。術后1～3 d根據(jù)引流液情況拔除引流管，對于腦復張欠佳者適當增加補液量，術后12～14 d拆線，記錄切口愈合分級。術后1、2周及3個月定期復查顱腦CT。記錄患者術后并發(fā)癥（包括顱內(nèi)血腫、皮下積液、手術相關性感染、植入物外露、癲癇發(fā)作及異物排斥反應等）發(fā)生情況。3個月時進行隨訪，并采用原衛(wèi)生部制定的患者滿意度調(diào)查表調(diào)查患者對顱骨缺損修補術的外觀滿意度，分為不好、可以、好、非常好四級。

2 結(jié)果

2.1 手術效果 所有患者術后12～14 d順利拆線，切口愈合等級Ⅰ級/甲。術后1例（占2.7%）患者出現(xiàn)術區(qū)硬膜外血腫，采用引流管內(nèi)注入尿激酶溶解；1例（占2.7%）患者出現(xiàn)術區(qū)附近腦內(nèi)血腫（出血量＜10 ml），保守治療2周后血腫吸收；9例（占24.3%）患者因術前腦組織塌陷明顯而出現(xiàn)皮下積液，其中5例積液量較多（估測積液量為45～90 ml）者采用皮下置管引流，3～11 d積液吸收完全，另4例患者單純加壓包扎后積液吸收。37例患者術后無癲癇發(fā)作、無手術相關性感染及排斥反應；隨訪3～49個月，無植入物外露情況；復查顱腦CT顯示外形兩側(cè)對稱，無金屬偽影，見圖2。

圖2 術后顱腦CT檢查結(jié)果Figure 2 Brain CT examination results after operation

2.2 患者的外觀滿意度 37例患者中33例（占89.2%）的外觀滿意度為非常好，4例（占10.8%）為好。

3 討論

顱骨缺損可由多種疾病，包括創(chuàng)傷、感染、贅生物及腦內(nèi)和軸外病變（如腦實質(zhì)內(nèi)出血、硬膜下和硬膜外血腫、腦內(nèi)惡性腫瘤和膿腫等）行開顱去骨瓣減壓術后的醫(yī)源性后遺癥，其引起的骨組織缺失會導致相應的功能障礙、感覺障礙和心理障礙［2］。去骨瓣減壓術后大氣壓直接作用于無顱骨支撐的頭皮軟組織，導致皮膚皮瓣下陷綜合征，引起腦皮質(zhì)灌注不足及靜脈回流紊亂［3］。同時，顱骨缺損還會導致同側(cè)腦室擴張，從而干擾腦脊液循環(huán)。顱骨成形術可通過改變腦脊液循環(huán)、調(diào)整顱內(nèi)腦脊液生理變化而達到改善神經(jīng)系統(tǒng)狀態(tài)、逆轉(zhuǎn)/停止臨床癥狀惡化的目的。YANG等［3］研究報道，顱骨成形術后腦脊液流量和壓力均較術前增加。既往外科醫(yī)生對開顱手術導致的骨缺損重建不太重視，近年隨著顱骨成形術作為神經(jīng)功能恢復的一種治療模式逐漸被認識，顱骨輪廓和形狀恢復已成為外科醫(yī)生優(yōu)先考慮的事情之一，對其興趣也日益增加［4］。

目前，對于何種情況下患者需行顱骨成形術基本已達成共識，即顱骨缺損直徑＞3 cm，缺損部位有礙美觀，存在顱骨缺損相關的臨床癥狀及有嚴重心理負擔而影響生活、工作者?；仡櫄v史，有多種重建材料曾用于顱骨缺損恢復，從自體骨到眾多異體材料，包括金、銀、鈦、丙烯酸樹脂、羥磷灰石和最近常使用的PEEK，顱骨成形術的植入物材料選擇需根據(jù)患者的年齡、原發(fā)病損種類、缺損部位、缺損尺寸、患者的經(jīng)濟能力及操作人員喜好等因素綜合考慮。用于顱骨成形術的材料必須在恢復顱骨表面形態(tài)的同時消除顱骨缺損，其應具有成本效益，射線可穿透且無鐵磁性，抗感染，重量輕，有生物惰性、骨誘導性和骨傳導性［5］。

上述提及的幾種材料已被用于重建，但均具有不同的優(yōu)點和缺點。鑒于自體骨能夠滿足理想重建材料的許多要求，因此既往其一直被視為顱骨成形術的理想材料，但自體顱骨成形術后常見的并發(fā)癥（如骨瓣吸收）常導致二次翻修手術［5］，因此尋找理想顱骨修補材料一直是材料學的重要研究方向。鈦網(wǎng)是目前顱骨成形術中最常用的異體材料之一，其具有較低的感染率、良好的機械強度和低成本等優(yōu)勢［6-7］。并且其可以對植入物的大小和形狀進行術中調(diào)整，并可在重建結(jié)構中嵌合骨移植物，美學效果和患者長期滿意度均較好［8］。鈦合金雖然是一種具有高生物相容性的惰性材料，但金屬特性使其仍可以傳導熱冷而使患者產(chǎn)生異常感覺，并在拍片時產(chǎn)生偽影［9］。此外，皮層軟組織的侵蝕和植入物暴露是另一種常見并發(fā)癥，有多項報道詳細介紹了顱骨成形術后鈦網(wǎng)的暴露情況，暴露率達14%，可能是由于大氣和顱內(nèi)空間之間的壓力梯度波動所致［10-11］。而術后放療患者鈦網(wǎng)暴露風險可能更高［10-11］，從而限制了此種材料的應用。

PEEK作為一種半晶體線型多環(huán)芳族線性聚合物，于1998年首次用于臨床植入物［12］，早期主要集中在脊柱和髖關節(jié)置換術中，由于其在強度、耐久性、剛度和抗性的組合方面所表現(xiàn)的優(yōu)良特性，故在臨床醫(yī)學中的用途不斷擴展。PEEK材料的優(yōu)點主要是彈性和強度閾值非常接近皮質(zhì)骨，使其成為重建顱骨缺損的有價值的選擇［12］。2007年SCOLOZZI等［13］首次報道了應用PEEK材料在頜面外科術中重建額眶缺損的經(jīng)驗，使PEEK材料逐漸為神經(jīng)外科醫(yī)生所認識。相對于鈦網(wǎng)材料，PEEK材料作為顱骨植入物具有以下優(yōu)點：（1）采用嵌入式修補方式，使PEEK材料可以完全嵌入骨窗里面，與缺損區(qū)完全吻合，通過頭皮觸摸不到凸起；（2）通過3D建模技術可定制出任意形狀骨板，完美實現(xiàn)解剖學上的重建要求；（3）力學性能接近自體骨，質(zhì)地堅固，無需時時擔心受力凹陷問題；（4）隔熱性好，不用怕外界冷熱溫差刺激；（5）射線透過性好，無鐵磁性，影像學檢查無偽影［14］。本研究中37例患者通過顱骨缺損修補術也證實了PEEK材料的上述優(yōu)點，特別是2例腫瘤患者，其在額部眉弓、眶壁及顴凸等部位的骨缺損重建中PEEK材料顯示出鈦網(wǎng)所不具備的良好的嵌合性和外觀效果；隨訪3～49個月，患者的外觀滿意度均較好，未出現(xiàn)植入材料外露、感覺異常等情況；但本組患者早期手術時間較長，個別甚至達到255 min，分析原因主要是術中無法將植入物很好地嵌合入缺損區(qū)，之后總結(jié)經(jīng)驗，特別是注意了缺損緣軟組織的徹底剝離等技術細節(jié)后手術時間明顯縮短，目前基本控制在1.5～2.0 h，與正常鈦網(wǎng)修補術差別不大。本組患者最常見的并發(fā)癥是皮下積液（占24.3%），其中5例通過置管引流數(shù)日后局部粘連形成未再復發(fā)。分析積液出現(xiàn)的原因主要為顱骨缺損區(qū)腦組織凹陷，修補后植入物與硬膜間存留較大腔隙，從而利于局部組織液滲出與積聚，處理上一方面術中采取硬膜中央懸吊、敷貼止血材料以減少無效腔、避免過度負壓引流等，另一方面術后拔管前加大補液量及低滲液輸注，同時適當延長拔管時間（一般為3 d左右）以減少積液的形成及在局部積聚。本組患者術后無癲癇、無術區(qū)感染及嚴重手術相關性出血。目前暴露的主要問題是費用昂貴，平均費用是同樣面積鈦網(wǎng)材料費用的5倍以上，加之部分地區(qū)醫(yī)保政策的要求，限制了PEEK材料的廣泛應用。

綜上所述，以PEEK作為顱骨缺損修補材料具有良好的生物相容性及生物力學特性，可以實現(xiàn)缺損區(qū)顱骨的三維解剖重建，且有效性、安全性較好。但對于有一定經(jīng)濟能力或靠近顱底區(qū)域的缺損，PEEK不失為一種理想的修補材料，值得在臨床上推廣。但本研究樣本量較小，PEEK材料的安全性及可靠性尚需要大樣本量研究進一步證實。

作者貢獻：鐘鳴谷、古機泳進行文章的構思與設計；鐘鳴谷、欒中欽、董家軍進行研究的實施與可行性分析；鐘鳴谷、張偉明進行數(shù)據(jù)收集、整理、分析，結(jié)果分析與解釋；鐘鳴谷、彭逸龍撰寫論文；鐘鳴谷、董家軍進行論文的修訂；董家軍負責文章的質(zhì)量控制及審校；鐘鳴谷對文章整體負責、監(jiān)督管理。

本文無利益沖突。