骨延長技術是目前骨骼延長和骨骼重建手術的核心技術之一,被廣泛用于骨不連、骨缺損、骨感染、先天性或創傷后肢體長度差異及手足部畸形矯正的治療。骨延長技術從開始到發展再到今天,手術技術及器械在不斷地完善、改進,其目的是提高治療質量和減少并發癥。但是,骨延長技術有別于骨科其他疾病的治療,具有以下特點:治療分為多個環節、治療周期較長、外固定架固定。該文將總結近年來骨延長治療領域中的研究熱點,為今后臨床治療提供借鑒。
引用本文: 艾合買提江·玉素甫. 骨延長治療近期關注熱點. 中國修復重建外科雜志, 2018, 32(7): 849-853. doi: 10.7507/1002-1892.201806064 復制
骨延長技術、骨傳送(骨搬運)技術,無論是前者還是后者,治療過程主要以術前設計、固定、延長、康復鍛煉為主。提到骨延長,我們不得不想到一位杰出學者——Ilizarov。從 Ilizarov 教授提出了他的外固定系統,到發展、治療骨缺損和骨感染的技術已超過半個世紀,后來 Ilizarov 教授又報道了 Law of Tention Tress 定律,到目前為止 Ilizarov 外固定技術仍然是肢體延長和重建手術的核心[1]。20 世紀 70 年代后期,Wagnar 等開始利用一種單邊外固定架裝置進行骨病治療,后來 Bastiani 等又在這些研究基礎上設計了重建外固定架(Orthofix LRS、Limb Reconstruction System)治療開放性、閉合性骨折及骨缺損[2-3]。迄今為止,這兩種外固定裝置在骨科手術中的用途主要是在外傷性骨缺損、骨髓炎骨缺損、腫瘤術后骨缺損、增高術等方面。
無論是借助 Ilizarov 環形外固定支架還是 Orthofix 單臂軌道式外固定支架行骨延長治療,幾十年來,國內外很多研究對骨延長技術的骨再生效果給予了肯定。筆者 1993 年在導師陳中偉教授的帶領下采用環形外固定架行骨延長手術,在后來的 25 年中對骨延長治療的認識不斷深入,又因骨延長手術治療周期是一個漫長的過程,所以近年來更多研究致力于減少并發癥、減少帶架時間和縮短治療周期,其中以減少總的治療周期為主要目的。
1 Ilizarov 環形外固定架與骨延長技術
相比于其他治療骨缺損技術(帶血管的骨移植、Masquelet 膜誘導技術),Ilizarov 環形外固定架行骨延長治療的二次創傷程度相對較輕,且無需取骨植骨而損傷供區。目前骨科醫生利用 Ilizarov 技術解決了脛骨骨缺損、股骨骨缺損、肱骨骨缺損、尺骨骨缺損、橈骨骨缺損、指骨骨缺損等。骨延長技術出現后直至 1981 年才漸漸在世界范圍傳播開來,但是短期內就被許多國家的骨科醫師所接受,并且不斷改進外固定裝置,例如 Trulock 外固定系統、可以術前預設計的 Tayler 外固定系統等。
Ilizarov 環形外固定架行骨延長手術有以下幾點優勢:① 橄欖針有彈性固定作用,骨延長結束后接觸端加壓固定可增加靜態摩擦力,使應力經接觸端通過,達到微動效果促進骨對接端的愈合;② Ilizarov 環形外固定架可圍繞長骨進行 360° 固定,即便是早期發現斷端成角、移位,也可及時調整外固定架來矯正;③ 鋼環相對較薄,便于多節段延長,可縮短骨延長時間;④ 近關節固定有獨特的優勢。Ilizarov 環形外固定架也存在一些缺點:① 出現跟腱攣縮、畸形愈合、假關節形成等;② 全針固定橄欖針需要貫穿小腿軟組織,造成小腿局部疼痛,這可能間接導致關節活動功能受限;③ 全環鋼環固定近關節處影響膝關節過 90° 屈曲、踝關節過度背伸等關節活動功能;④ 術中操作有一定風險,醫生操作不當容易引起血管、神經損傷。多數研究認為這些并發癥通過細致的操作和術后康復可以避免[2, 4-5]。
2 Orthofix 單臂軌道式重建外固定架與骨延長技術
20 世紀 70 年代,De Bastiani 等設計了 Orthofix 單臂軌道式重建外固定架。Orthofix 單臂軌道式重建外固定架也能夠達到骨痂牽拉的要求,構型簡單、容易安放是其優點;此外,Schanz 釘半針固定減少了對局部深部軟組織的損傷。
Orthofix 單臂軌道式重建外固定架對骨缺損治療的優勢:① 能夠完成骨痂牽拉的要求,骨傳送治療結果與 Ilizarov 環形外固定架無明顯差異;② 手術時操作相對簡便,易于避開重要血管、神經;③ 術后對患者生活影響相對較少,基本不影響患者行走及睡眠質量,對患者造成的心理負擔較小;④ 骨傳送基本不會牽拉肢體深部軟組織,術后即可開始對患肢上下關節行康復鍛煉,可避免治療后期發生踝關節、膝關節僵硬。也有研究報道了 Orthofix 單臂軌道式重建外固定架的缺點[2, 6-7]:① 其穩定性不如 Ilizarov 環形外固定架;② 術后容易出現側塊松動,影響治療效果;③Schanz 釘釘道選擇較單一,且近關節處的固定無明顯優勢;④ 延長時如發現成角畸形,糾正比較困難等。
3 Orthofix 單臂軌道式重建外固定架與 Ilizarov 環形外固定架比較
上述兩種外固定架是用來解決開放性骨折、骨缺損比較早的手段,其中骨延長治療的效果也比較恒定,目前已被全世界骨科醫生廣泛接受。也有些研究認為,因 Ilizarov 環形外固定架的結構會影響患者日常生活,較單臂外固定架嚴重,治療后更容易出現心理損傷,此外也較容易出現關節僵硬等并發癥,對患者造成不必要的負擔,這些主要是全針固定導致的原因[8]。Orthfix 單臂軌道式外固定架則較容易出現側方移位或成角移位,這主要是因為單邊半針固定導致的。因此不難發現,如果對兩種外固定架利用不當,優勢則會變成劣勢。
4 可替代延長治療的其他常用方式
利用帶血管的游離腓骨、髂骨移植手術代替骨延長手術,抗感染能力強,術后斷端愈合率高,愈合時間短,如有軟組織缺損可以利用帶皮瓣的骨同時覆蓋創面。但是可移植的帶血管的骨組織量有限,顯微解剖、操作技術要領復雜,術后康復周期同樣較長,或由于受區因創傷或病理改變容易造成供區與受區血管管徑不匹配,發生再骨折,供區上下關節不穩、疼痛等[9-10]。
Masquelet 技術是利用骨水泥進行膜誘導后植入骨組織來治療骨缺損,愈合時間與缺損范圍或長度無關,可以避免長期佩戴外固定架等。但是膜誘導技術需要植入不同量的骨組織或骨組織替代物,可能會出現再發感染、疲勞斷裂、骨組織替代物的排斥反應、愈合的骨無管狀骨結構等問題[8]。
5 骨延長治療患者的心理狀態
目前國內外研究對骨延長治療患者的精神、心理狀況的改變及評價,生活自理能力評價,甚至術后性生活的評價都有不同認識。多數患者在接受骨延長治療前就已經因創傷、腫瘤等遭受了心理挫折,甚至有些患者的治療是被延誤的。有研究[11]提出患者過久接受外固定架治療,會出現人際關系敏感、睡眠障礙、強迫癥狀和焦慮等心理障礙。接受骨延長治療的患者因活動不便、釘道護理相對繁瑣及疼痛等原因可能更容易出現心理上的負擔,尤其是在北方寒冷的冬季。利用外固定架行骨延長治療,雖然不可以完全避免上述不足,但是可以減少患者遭受痛苦的時間。為了避免患者佩帶外固定架造成的痛苦,有研究報道了髓內骨延長器,對于骨延長來說這是一個非常理想的方法,骨延長后不會出現成角、側移等,但是對于端端愈合的可靠性及骨髓炎后的骨延長感染復發有待進一步研究,且其治療成本也有待考慮[11]。
6 縮短骨延長治療周期是關鍵
根據我們的臨床經驗,隨著骨延長治療周期的延長,隨時都可能有意想不到的狀況發生,最終導致骨延長治療過程中的每一環節都可能影響整個治療周期。如常見并發癥的預防、關節功能鍛煉、截骨要點、端端不愈合的預防等。
6.1 常見并發癥原因
以肢體延長手術為例,上世紀中葉開始 Ilizarov 等創傷骨科專家多次、反復試驗研究證明,對長骨與軟組織給予合適的牽、張力,可以使這些肌肉組織有再生能力。但是,如果牽張強度超過肌肉軟組織生長上限,就會因肌肉軟組織的再生失能而導致肌肉軟組織攣縮,發生攣縮的肌肉組織會牽拉鄰近關節,使得鄰近關節屈伸受限甚至出現關節僵直等并發癥,而這些并發癥是骨傳送治療過程中比較常見的情況,發生率也占總并發癥中的大多數,應引起術者的關注[7]。
6.2 關節活動受限的預防
脛骨干截骨骨傳送術后對患肢進行功能鍛煉主要分為 3 個周期,治療過程中良好的功能鍛煉可以避免患肢關節僵硬,也可以避免外固定架拆除后不必要的康復訓練而間接增加了治療周期。
第一期功能鍛煉期:第一期功能鍛煉在術后 1 周內開始,主要是對小腿、大腿肌肉進行等長收縮訓練,每次下肢鍛煉力量要適中,可以逐漸增長訓練幅度、頻次(患者對上述訓練耐受力較弱,可口服止痛藥物)。通常在術后第 7~10 天以后,患者可以逐漸耐受小腿活動導致的疼痛,再根據每例患者對外固定架的適應情況,與釘道周圍皮膚、術區傷口愈合情況進行同側膝關節及踝關節的主動功能鍛煉。以上所有功能鍛煉要逐步增多,切不可過于激進。
第二期功能鍛煉期:術后 1 個月以后的下肢功能康復鍛煉以增強小腿肌肉力量為主,同時加大膝關節及踝關節的主被動活動范圍,患者開始行主動屈伸膝關節、背伸跖屈踝關節。第二期下肢功能鍛煉的重點是踝、膝關節屈曲時,大、小腿肌肉緩慢持續用力,每次屈曲最大程度上使關節角度應盡量維持更長時間,肌肉力量可以逐漸加強,需注意力量及頻率,因患者而異。
第三期功能鍛煉期:在骨傳送操作結束 1 個月以后開始進行。新生的骨痂開始堅固地結合在一起,這一過程可能和骨折Ⅱ期愈合有相同點,所以適當的負重運動有利于新生骨礦化。值得注意的是,在骨傳送結束以后,端端接觸的最初 1 個月需要穩定的環境,停止下肢負重,確保接觸端周圍的微環境。此時如果對患肢進行功能鍛煉,可能會因端端移動而導致新生骨結構破壞,此時建議患者加強營養和其余肢體的功能鍛煉。鼓勵患者進一步行膝關節和踝關節的功能鍛煉。
6.3 術中截骨要點
骨延長手術治療中會涉及到兩個部位的截骨:病灶區域和骨延長區域。對于骨缺損后需要進行骨延長的患者來說,病灶區域的截骨尤為重要。因為該區域兩端在骨延長結束后會師(Docking site)[2],所以兩端接觸后的骨愈合質量和時間將直接影響患者的預后。所以,相比骨延長區域的截骨,病灶區域的截骨顯得尤為重要。
病灶區域的截骨往往是借鑒影像學檢查及術中病灶清除后的觀察,即術中先確定影像學檢查提示的病變區域,進行截骨同時觀察截骨平面的骨橫斷面是否有點狀滲血(Paprika 征),這樣可以確保兩接觸端的骨質是有活性的。端端接觸后只要未出現點狀接觸或早期活動量過多,基本可以避免端端不愈合的發生。
對于骨延長區域的截骨,需要合理選用外固定架,盡可能地靠近骨的遠、近端進行截骨,有利于骨延長結束以后縮短骨的新生和礦化時間。只要延長方式得當,即便是在骨干進行截骨延長也可以形成良好的新生骨,礦化基本不受影響。此處截骨方式主要分為 3 種:髓外截骨(Ilizarov 技術)、電鉆鉆孔后截骨(Orthofix 技術)、線鋸引導截骨(Gilgi 技術)。
在臨床中因術者的熟練程度,所采用的截骨方式可能有所不同,也很少有研究報道此處因截骨方式有差異而造成不良的預后。根據我們的經驗,利用神經外科開顱線鋸截骨對周圍組織破壞較少,只需切開 2 處約 1 cm 的小切口即可截骨,同時又可以避免截骨時出現骨的劈裂、骨量缺失等;此外,線鋸引導截骨術中操作時間可以控制在 5 min 以內。無論是 Ilizarov 環形外固定架還是 Orthofix 單臂軌道式重建外固定架都可以利用線鋸截骨,基本不受空間限制。此外,截骨前就需要注意骨段固定的穩定性,因為截骨完成后,此處骨呈大段游離狀態,后期將直接影響新生骨的受力情況。
6.4 接觸端不愈合原因分析
根據過去的研究報道,可以發現骨接觸端的愈合情況將直接影響整個治療過程及患者的預后,可以將端端不愈合大致歸納為以下幾點:① 端端軟組織嵌頓;② 端端表面骨質疏松;③ 兩骨端點狀接觸;④ 病變骨切除不徹底;⑤ 下肢過早或過晚負重。如果骨延長結束時,可以避免上述 5 種情況發生,即可減少骨延長治療的周期與二次手術的發生。
6.4.1 端端軟組織嵌頓
對于軟組織嵌頓的預防主要是在術中,在病灶清除過程中要避免游離軟組織遺留在術區,或避免遺漏骨延長過程中可能被游離的軟組織;其次就是端端表面因血凝塊或組織滲液被機化包裹后成為嵌頓物。目前解決這種情況的常用方法是“手風琴”技術,使端端被充分擠壓-牽開-再擠壓,目的是將嵌頓的組織裂解、吸收。此外,部分醫生為了提高愈合速率及質量,直接進行端端修整并植骨。
6.4.2 端端骨質疏松
根據既往研究我們可以發現,骨延長治療的時間普遍比較長(延長速率約 1 mm/d)。如病灶清除后出現 10 cm 的骨缺損,期間不出現暫停延長的情況,那么骨延長過程需要 100 d。在這 100 d 過程中,延長骨段可能因不負重而出現端端失用性骨質疏松,后期端端即便是成功對接,也可能會出現端端延遲愈合甚至不愈合。目前,解決這種情況的唯一辦法是加快骨延長速率,也就是通過多節段骨延長術間接提高速率。雙節段骨延長治療的可靠性已得到認可,在雙節段骨延長的理論基礎上,我們于 2017 年利用改良后的單臂軌道式外固定架成功對 1 例 12.5 cm 長骨缺損患者實現了 3 節段骨延長,骨延長時間大約減少了 2/3;此外,3 節段骨延長后延長骨段的新生骨初始礦化時間明顯提前。因兩接觸端很快對接,且骨缺損處預先行膜誘導處理,最終在 3 個月內完全端端愈合。
6.4.3 端端點狀接觸
端端點狀接觸在一定程度上是可以避免的,所以了解其點狀接觸的原因,即可避免發生。① 病灶清除時兩截骨面不平行,后期將直接導致點狀接觸;② 外固定架固定時軸線未與長骨軸線平行,這會導致骨延長進行過程中延長骨段軸線與長骨軸線逐漸形成交叉,而最終導致點狀接觸;③Schanz 釘等固定針未按要求植入,這種情況下延長骨段會因 Schanz 釘的應力而出現位移。
6.4.4 病變骨切除不徹底
上述 6.3 中已經較清楚地解釋了病灶清除后如何正確評估截骨面,截骨平面的確定需要影像學提示與術中觀察而確定。如果病灶骨清除得不徹底,則不可能保證兩骨接觸端的骨質有活性,這將導致骨延長結束以后病態骨對接病態骨,而出現端端不愈合甚至疾病復發。出現這種病灶清除不徹底導致的端端骨不連,后期只能通過手術治療,這將會增加患者的治療周期與手術次數。
6.4.5 下肢的負重訓練
骨折愈合過程中,骨折面的微動有助于骨折愈合,骨延長結束后端端接觸也類似于骨折面的接觸,所以微動也有助于端端骨愈合。但是,這種微動應該在比較合理的時間段出現,如端端接觸早期就開始出現微動,則影響接觸端的骨樣組織形成及微血管長入。故在骨延長結束后的最初 2 周應停止患肢上下關節的活動,僅進行肌肉的等長收縮訓練,并且停止患肢負重訓練 4~6 周,但是不停止其他肢體的活動訓練。
以上是臨床治療過程中較容易導致端端不愈合的原因,即使是術者經驗豐富,也不應該忽略整個治療環節中的任何一點。因為對于患者來說,骨延長治療是漫長的過程,而且絕大部分治療時間是在院外進行。因此家庭醫生的簽約制度和可視化隨訪系統的出現可有力地提高術后康復效果。
7 骨延長器械的進展
回顧外固定架的歷史、發展與現狀,骨延長治療也與其他外科技術的發展一樣,伴隨著四肢創傷外科的進步。從最初的設想到嘗試,器械的改進到技術的完善,隨著數字醫學不斷進步,外固定材料、結構、性能及智能化操作都得到了發展。例如從過去笨重的不銹鋼材料到現在輕盈的合金材料;從骨延長過程中不斷調整外固定角度到可以進行術前計算機設計測量軌跡的 Tayler 外固定架,為多維度地控制功能提高了矯正的精確性。
為了減少患者的治療周期、帶架時間及并發癥,骨延長器械的結構及手術方法也被不斷改進。例如由單節段到雙節段再到 3 節段延長;延長方式由人工到全自動;延長方式由外固定架延長到髓內延長。因各地區的經濟、醫療水平的區別,被采用的治療方式有所不同,所以對于大多數地區來說,多節段骨傳送可能是最為經濟又安全的方式。
此外,目前截骨后每天分 4~8 次延長 1 mm 的方法并不是人體生理性骨再生,而是一種病理性再生,通過 24 h 的持續延長才可能符合人的生理性骨生長。因此借助自動定時延長器,才可能有同步生理性骨再生,這也可以極大地減少帶架時間和礦化及固定時間。
8 總結
我們在既往研究中發現,骨延長治療周期本身比較長,外加一些患者在治療前就已經歷了一些漫長的病痛過程(創傷性骨髓炎、慢性骨髓炎等),又因患者的社會教育背景不同,這些因素會對治療結果及周期都有不同程度的影響。所以選擇合理的骨延長治療方式不僅可以徹底治愈疾病,也會減少患者身心負擔。利用外固定架進行骨延長治療是非常有效的方法,前提是醫生必須詳細討論患者治療方案及后期治療過程中將會遇到的意外情況,只有這樣才可以提前預防嚴重并發癥的出現,最終達到減少治療周期的目的。
總之,在外固定技術結合創傷外科技術操作中值得注意的是:① 充分認識各種外固定架的應用原理和適應證以及使用原則;② 提前預測術后可能會出現的并發癥;③ 正確選擇外固定架;④ 術后正確地、科學地指導患者康復訓練。
骨延長技術、骨傳送(骨搬運)技術,無論是前者還是后者,治療過程主要以術前設計、固定、延長、康復鍛煉為主。提到骨延長,我們不得不想到一位杰出學者——Ilizarov。從 Ilizarov 教授提出了他的外固定系統,到發展、治療骨缺損和骨感染的技術已超過半個世紀,后來 Ilizarov 教授又報道了 Law of Tention Tress 定律,到目前為止 Ilizarov 外固定技術仍然是肢體延長和重建手術的核心[1]。20 世紀 70 年代后期,Wagnar 等開始利用一種單邊外固定架裝置進行骨病治療,后來 Bastiani 等又在這些研究基礎上設計了重建外固定架(Orthofix LRS、Limb Reconstruction System)治療開放性、閉合性骨折及骨缺損[2-3]。迄今為止,這兩種外固定裝置在骨科手術中的用途主要是在外傷性骨缺損、骨髓炎骨缺損、腫瘤術后骨缺損、增高術等方面。
無論是借助 Ilizarov 環形外固定支架還是 Orthofix 單臂軌道式外固定支架行骨延長治療,幾十年來,國內外很多研究對骨延長技術的骨再生效果給予了肯定。筆者 1993 年在導師陳中偉教授的帶領下采用環形外固定架行骨延長手術,在后來的 25 年中對骨延長治療的認識不斷深入,又因骨延長手術治療周期是一個漫長的過程,所以近年來更多研究致力于減少并發癥、減少帶架時間和縮短治療周期,其中以減少總的治療周期為主要目的。
1 Ilizarov 環形外固定架與骨延長技術
相比于其他治療骨缺損技術(帶血管的骨移植、Masquelet 膜誘導技術),Ilizarov 環形外固定架行骨延長治療的二次創傷程度相對較輕,且無需取骨植骨而損傷供區。目前骨科醫生利用 Ilizarov 技術解決了脛骨骨缺損、股骨骨缺損、肱骨骨缺損、尺骨骨缺損、橈骨骨缺損、指骨骨缺損等。骨延長技術出現后直至 1981 年才漸漸在世界范圍傳播開來,但是短期內就被許多國家的骨科醫師所接受,并且不斷改進外固定裝置,例如 Trulock 外固定系統、可以術前預設計的 Tayler 外固定系統等。
Ilizarov 環形外固定架行骨延長手術有以下幾點優勢:① 橄欖針有彈性固定作用,骨延長結束后接觸端加壓固定可增加靜態摩擦力,使應力經接觸端通過,達到微動效果促進骨對接端的愈合;② Ilizarov 環形外固定架可圍繞長骨進行 360° 固定,即便是早期發現斷端成角、移位,也可及時調整外固定架來矯正;③ 鋼環相對較薄,便于多節段延長,可縮短骨延長時間;④ 近關節固定有獨特的優勢。Ilizarov 環形外固定架也存在一些缺點:① 出現跟腱攣縮、畸形愈合、假關節形成等;② 全針固定橄欖針需要貫穿小腿軟組織,造成小腿局部疼痛,這可能間接導致關節活動功能受限;③ 全環鋼環固定近關節處影響膝關節過 90° 屈曲、踝關節過度背伸等關節活動功能;④ 術中操作有一定風險,醫生操作不當容易引起血管、神經損傷。多數研究認為這些并發癥通過細致的操作和術后康復可以避免[2, 4-5]。
2 Orthofix 單臂軌道式重建外固定架與骨延長技術
20 世紀 70 年代,De Bastiani 等設計了 Orthofix 單臂軌道式重建外固定架。Orthofix 單臂軌道式重建外固定架也能夠達到骨痂牽拉的要求,構型簡單、容易安放是其優點;此外,Schanz 釘半針固定減少了對局部深部軟組織的損傷。
Orthofix 單臂軌道式重建外固定架對骨缺損治療的優勢:① 能夠完成骨痂牽拉的要求,骨傳送治療結果與 Ilizarov 環形外固定架無明顯差異;② 手術時操作相對簡便,易于避開重要血管、神經;③ 術后對患者生活影響相對較少,基本不影響患者行走及睡眠質量,對患者造成的心理負擔較小;④ 骨傳送基本不會牽拉肢體深部軟組織,術后即可開始對患肢上下關節行康復鍛煉,可避免治療后期發生踝關節、膝關節僵硬。也有研究報道了 Orthofix 單臂軌道式重建外固定架的缺點[2, 6-7]:① 其穩定性不如 Ilizarov 環形外固定架;② 術后容易出現側塊松動,影響治療效果;③Schanz 釘釘道選擇較單一,且近關節處的固定無明顯優勢;④ 延長時如發現成角畸形,糾正比較困難等。
3 Orthofix 單臂軌道式重建外固定架與 Ilizarov 環形外固定架比較
上述兩種外固定架是用來解決開放性骨折、骨缺損比較早的手段,其中骨延長治療的效果也比較恒定,目前已被全世界骨科醫生廣泛接受。也有些研究認為,因 Ilizarov 環形外固定架的結構會影響患者日常生活,較單臂外固定架嚴重,治療后更容易出現心理損傷,此外也較容易出現關節僵硬等并發癥,對患者造成不必要的負擔,這些主要是全針固定導致的原因[8]。Orthfix 單臂軌道式外固定架則較容易出現側方移位或成角移位,這主要是因為單邊半針固定導致的。因此不難發現,如果對兩種外固定架利用不當,優勢則會變成劣勢。
4 可替代延長治療的其他常用方式
利用帶血管的游離腓骨、髂骨移植手術代替骨延長手術,抗感染能力強,術后斷端愈合率高,愈合時間短,如有軟組織缺損可以利用帶皮瓣的骨同時覆蓋創面。但是可移植的帶血管的骨組織量有限,顯微解剖、操作技術要領復雜,術后康復周期同樣較長,或由于受區因創傷或病理改變容易造成供區與受區血管管徑不匹配,發生再骨折,供區上下關節不穩、疼痛等[9-10]。
Masquelet 技術是利用骨水泥進行膜誘導后植入骨組織來治療骨缺損,愈合時間與缺損范圍或長度無關,可以避免長期佩戴外固定架等。但是膜誘導技術需要植入不同量的骨組織或骨組織替代物,可能會出現再發感染、疲勞斷裂、骨組織替代物的排斥反應、愈合的骨無管狀骨結構等問題[8]。
5 骨延長治療患者的心理狀態
目前國內外研究對骨延長治療患者的精神、心理狀況的改變及評價,生活自理能力評價,甚至術后性生活的評價都有不同認識。多數患者在接受骨延長治療前就已經因創傷、腫瘤等遭受了心理挫折,甚至有些患者的治療是被延誤的。有研究[11]提出患者過久接受外固定架治療,會出現人際關系敏感、睡眠障礙、強迫癥狀和焦慮等心理障礙。接受骨延長治療的患者因活動不便、釘道護理相對繁瑣及疼痛等原因可能更容易出現心理上的負擔,尤其是在北方寒冷的冬季。利用外固定架行骨延長治療,雖然不可以完全避免上述不足,但是可以減少患者遭受痛苦的時間。為了避免患者佩帶外固定架造成的痛苦,有研究報道了髓內骨延長器,對于骨延長來說這是一個非常理想的方法,骨延長后不會出現成角、側移等,但是對于端端愈合的可靠性及骨髓炎后的骨延長感染復發有待進一步研究,且其治療成本也有待考慮[11]。
6 縮短骨延長治療周期是關鍵
根據我們的臨床經驗,隨著骨延長治療周期的延長,隨時都可能有意想不到的狀況發生,最終導致骨延長治療過程中的每一環節都可能影響整個治療周期。如常見并發癥的預防、關節功能鍛煉、截骨要點、端端不愈合的預防等。
6.1 常見并發癥原因
以肢體延長手術為例,上世紀中葉開始 Ilizarov 等創傷骨科專家多次、反復試驗研究證明,對長骨與軟組織給予合適的牽、張力,可以使這些肌肉組織有再生能力。但是,如果牽張強度超過肌肉軟組織生長上限,就會因肌肉軟組織的再生失能而導致肌肉軟組織攣縮,發生攣縮的肌肉組織會牽拉鄰近關節,使得鄰近關節屈伸受限甚至出現關節僵直等并發癥,而這些并發癥是骨傳送治療過程中比較常見的情況,發生率也占總并發癥中的大多數,應引起術者的關注[7]。
6.2 關節活動受限的預防
脛骨干截骨骨傳送術后對患肢進行功能鍛煉主要分為 3 個周期,治療過程中良好的功能鍛煉可以避免患肢關節僵硬,也可以避免外固定架拆除后不必要的康復訓練而間接增加了治療周期。
第一期功能鍛煉期:第一期功能鍛煉在術后 1 周內開始,主要是對小腿、大腿肌肉進行等長收縮訓練,每次下肢鍛煉力量要適中,可以逐漸增長訓練幅度、頻次(患者對上述訓練耐受力較弱,可口服止痛藥物)。通常在術后第 7~10 天以后,患者可以逐漸耐受小腿活動導致的疼痛,再根據每例患者對外固定架的適應情況,與釘道周圍皮膚、術區傷口愈合情況進行同側膝關節及踝關節的主動功能鍛煉。以上所有功能鍛煉要逐步增多,切不可過于激進。
第二期功能鍛煉期:術后 1 個月以后的下肢功能康復鍛煉以增強小腿肌肉力量為主,同時加大膝關節及踝關節的主被動活動范圍,患者開始行主動屈伸膝關節、背伸跖屈踝關節。第二期下肢功能鍛煉的重點是踝、膝關節屈曲時,大、小腿肌肉緩慢持續用力,每次屈曲最大程度上使關節角度應盡量維持更長時間,肌肉力量可以逐漸加強,需注意力量及頻率,因患者而異。
第三期功能鍛煉期:在骨傳送操作結束 1 個月以后開始進行。新生的骨痂開始堅固地結合在一起,這一過程可能和骨折Ⅱ期愈合有相同點,所以適當的負重運動有利于新生骨礦化。值得注意的是,在骨傳送結束以后,端端接觸的最初 1 個月需要穩定的環境,停止下肢負重,確保接觸端周圍的微環境。此時如果對患肢進行功能鍛煉,可能會因端端移動而導致新生骨結構破壞,此時建議患者加強營養和其余肢體的功能鍛煉。鼓勵患者進一步行膝關節和踝關節的功能鍛煉。
6.3 術中截骨要點
骨延長手術治療中會涉及到兩個部位的截骨:病灶區域和骨延長區域。對于骨缺損后需要進行骨延長的患者來說,病灶區域的截骨尤為重要。因為該區域兩端在骨延長結束后會師(Docking site)[2],所以兩端接觸后的骨愈合質量和時間將直接影響患者的預后。所以,相比骨延長區域的截骨,病灶區域的截骨顯得尤為重要。
病灶區域的截骨往往是借鑒影像學檢查及術中病灶清除后的觀察,即術中先確定影像學檢查提示的病變區域,進行截骨同時觀察截骨平面的骨橫斷面是否有點狀滲血(Paprika 征),這樣可以確保兩接觸端的骨質是有活性的。端端接觸后只要未出現點狀接觸或早期活動量過多,基本可以避免端端不愈合的發生。
對于骨延長區域的截骨,需要合理選用外固定架,盡可能地靠近骨的遠、近端進行截骨,有利于骨延長結束以后縮短骨的新生和礦化時間。只要延長方式得當,即便是在骨干進行截骨延長也可以形成良好的新生骨,礦化基本不受影響。此處截骨方式主要分為 3 種:髓外截骨(Ilizarov 技術)、電鉆鉆孔后截骨(Orthofix 技術)、線鋸引導截骨(Gilgi 技術)。
在臨床中因術者的熟練程度,所采用的截骨方式可能有所不同,也很少有研究報道此處因截骨方式有差異而造成不良的預后。根據我們的經驗,利用神經外科開顱線鋸截骨對周圍組織破壞較少,只需切開 2 處約 1 cm 的小切口即可截骨,同時又可以避免截骨時出現骨的劈裂、骨量缺失等;此外,線鋸引導截骨術中操作時間可以控制在 5 min 以內。無論是 Ilizarov 環形外固定架還是 Orthofix 單臂軌道式重建外固定架都可以利用線鋸截骨,基本不受空間限制。此外,截骨前就需要注意骨段固定的穩定性,因為截骨完成后,此處骨呈大段游離狀態,后期將直接影響新生骨的受力情況。
6.4 接觸端不愈合原因分析
根據過去的研究報道,可以發現骨接觸端的愈合情況將直接影響整個治療過程及患者的預后,可以將端端不愈合大致歸納為以下幾點:① 端端軟組織嵌頓;② 端端表面骨質疏松;③ 兩骨端點狀接觸;④ 病變骨切除不徹底;⑤ 下肢過早或過晚負重。如果骨延長結束時,可以避免上述 5 種情況發生,即可減少骨延長治療的周期與二次手術的發生。
6.4.1 端端軟組織嵌頓
對于軟組織嵌頓的預防主要是在術中,在病灶清除過程中要避免游離軟組織遺留在術區,或避免遺漏骨延長過程中可能被游離的軟組織;其次就是端端表面因血凝塊或組織滲液被機化包裹后成為嵌頓物。目前解決這種情況的常用方法是“手風琴”技術,使端端被充分擠壓-牽開-再擠壓,目的是將嵌頓的組織裂解、吸收。此外,部分醫生為了提高愈合速率及質量,直接進行端端修整并植骨。
6.4.2 端端骨質疏松
根據既往研究我們可以發現,骨延長治療的時間普遍比較長(延長速率約 1 mm/d)。如病灶清除后出現 10 cm 的骨缺損,期間不出現暫停延長的情況,那么骨延長過程需要 100 d。在這 100 d 過程中,延長骨段可能因不負重而出現端端失用性骨質疏松,后期端端即便是成功對接,也可能會出現端端延遲愈合甚至不愈合。目前,解決這種情況的唯一辦法是加快骨延長速率,也就是通過多節段骨延長術間接提高速率。雙節段骨延長治療的可靠性已得到認可,在雙節段骨延長的理論基礎上,我們于 2017 年利用改良后的單臂軌道式外固定架成功對 1 例 12.5 cm 長骨缺損患者實現了 3 節段骨延長,骨延長時間大約減少了 2/3;此外,3 節段骨延長后延長骨段的新生骨初始礦化時間明顯提前。因兩接觸端很快對接,且骨缺損處預先行膜誘導處理,最終在 3 個月內完全端端愈合。
6.4.3 端端點狀接觸
端端點狀接觸在一定程度上是可以避免的,所以了解其點狀接觸的原因,即可避免發生。① 病灶清除時兩截骨面不平行,后期將直接導致點狀接觸;② 外固定架固定時軸線未與長骨軸線平行,這會導致骨延長進行過程中延長骨段軸線與長骨軸線逐漸形成交叉,而最終導致點狀接觸;③Schanz 釘等固定針未按要求植入,這種情況下延長骨段會因 Schanz 釘的應力而出現位移。
6.4.4 病變骨切除不徹底
上述 6.3 中已經較清楚地解釋了病灶清除后如何正確評估截骨面,截骨平面的確定需要影像學提示與術中觀察而確定。如果病灶骨清除得不徹底,則不可能保證兩骨接觸端的骨質有活性,這將導致骨延長結束以后病態骨對接病態骨,而出現端端不愈合甚至疾病復發。出現這種病灶清除不徹底導致的端端骨不連,后期只能通過手術治療,這將會增加患者的治療周期與手術次數。
6.4.5 下肢的負重訓練
骨折愈合過程中,骨折面的微動有助于骨折愈合,骨延長結束后端端接觸也類似于骨折面的接觸,所以微動也有助于端端骨愈合。但是,這種微動應該在比較合理的時間段出現,如端端接觸早期就開始出現微動,則影響接觸端的骨樣組織形成及微血管長入。故在骨延長結束后的最初 2 周應停止患肢上下關節的活動,僅進行肌肉的等長收縮訓練,并且停止患肢負重訓練 4~6 周,但是不停止其他肢體的活動訓練。
以上是臨床治療過程中較容易導致端端不愈合的原因,即使是術者經驗豐富,也不應該忽略整個治療環節中的任何一點。因為對于患者來說,骨延長治療是漫長的過程,而且絕大部分治療時間是在院外進行。因此家庭醫生的簽約制度和可視化隨訪系統的出現可有力地提高術后康復效果。
7 骨延長器械的進展
回顧外固定架的歷史、發展與現狀,骨延長治療也與其他外科技術的發展一樣,伴隨著四肢創傷外科的進步。從最初的設想到嘗試,器械的改進到技術的完善,隨著數字醫學不斷進步,外固定材料、結構、性能及智能化操作都得到了發展。例如從過去笨重的不銹鋼材料到現在輕盈的合金材料;從骨延長過程中不斷調整外固定角度到可以進行術前計算機設計測量軌跡的 Tayler 外固定架,為多維度地控制功能提高了矯正的精確性。
為了減少患者的治療周期、帶架時間及并發癥,骨延長器械的結構及手術方法也被不斷改進。例如由單節段到雙節段再到 3 節段延長;延長方式由人工到全自動;延長方式由外固定架延長到髓內延長。因各地區的經濟、醫療水平的區別,被采用的治療方式有所不同,所以對于大多數地區來說,多節段骨傳送可能是最為經濟又安全的方式。
此外,目前截骨后每天分 4~8 次延長 1 mm 的方法并不是人體生理性骨再生,而是一種病理性再生,通過 24 h 的持續延長才可能符合人的生理性骨生長。因此借助自動定時延長器,才可能有同步生理性骨再生,這也可以極大地減少帶架時間和礦化及固定時間。
8 總結
我們在既往研究中發現,骨延長治療周期本身比較長,外加一些患者在治療前就已經歷了一些漫長的病痛過程(創傷性骨髓炎、慢性骨髓炎等),又因患者的社會教育背景不同,這些因素會對治療結果及周期都有不同程度的影響。所以選擇合理的骨延長治療方式不僅可以徹底治愈疾病,也會減少患者身心負擔。利用外固定架進行骨延長治療是非常有效的方法,前提是醫生必須詳細討論患者治療方案及后期治療過程中將會遇到的意外情況,只有這樣才可以提前預防嚴重并發癥的出現,最終達到減少治療周期的目的。
總之,在外固定技術結合創傷外科技術操作中值得注意的是:① 充分認識各種外固定架的應用原理和適應證以及使用原則;② 提前預測術后可能會出現的并發癥;③ 正確選擇外固定架;④ 術后正確地、科學地指導患者康復訓練。