两种材质异体骨移植治疗创伤性骨缺损的临床效果

作者：孔志刚 于海泉    作者单位：050051 石家庄市，河北医科大学第三医院骨伤科

【摘要】目的 探讨大段异体骨复合自体骨和异体松质骨颗粒复合自体红骨髓移植治疗四肢创伤性骨缺损的方法及临床效果。方法 自2002～2006年，我们应用同种异体骨移植治疗创伤所性骨缺损及骨不愈合38例,根据骨缺损的部位及程度选择不同的方法，其中大段同种异体骨复合自体骨治疗大段骨缺损16例,同种异体松质骨颗粒复合自体红骨髓移植治疗局限性骨缺损22例。结果 获得10个月以上随访38例，37例骨性愈合。大段异体骨复合自体骨移植15例骨折愈合，愈合时间10～25个月,平均11.5个月，感染复发1例。局限性骨缺损松质骨颗粒复合自体骨髓移植22例骨折全部愈合。愈合时间3～13个月，平均6个月。结论 同种异体骨为一种良好骨植入材料,长段异体骨复合自体骨后可用于创伤造成的大段骨缺损。异体松质骨颗粒复合自体红骨髓移植可用于修复陈旧性骨折骨不愈合和局限性骨缺损。

【关键词】  同种异体骨;自体骨;自体红骨髓；移植;骨折;骨缺损

　　The clinical analysis of repairing traumatic bony defect with grafting materials of different allograft bone

　　KONG Zhigang, YU Haiquan.

　　Department of Orthopaedics，The Third Hospital of Hebei Medical University，Shijiazhuang  050051     　　【Abstract】Objective  To evaluate the method and the clinical outcome of repairing traumatic bone defect of the limbs by using big allograft combined with autograft bone and allogeneic cancellous bone combined with autologous red marrow.Methods  38 patients of traumatic bony defect were treated with allogeneic bone transplantation from February 2002 to April 2006. Different treatment approachs were taken according to the locations and degrees of bone defect in patients with traumatic bone defect. 16 cases were treated with big allograft combined with autograft bone, and 22 cases of partial bone defect were treated with allogeneic cancellous bone combined with autologous red marrow. Results  All the patients were followed up for more than 10 months, and 37 cases had bone healing. The healing period was 10～25 months (average 11.5 months) for 15 cases treated with big allograft combined with autograft, and 3～13 months (average 6 months) for 22 cases of partial bone defect treated with allogeneic cancellus combined with autologous red marrow. Only one case was failed with infection.Conclusion  Allograft bone is a good materials for bone implantation, and long allograft bone combined with autologous bone can be used to repair large bone defects, while cancellus combined with autologous red marrow can be used to treat old fracture not healing and repair partial bone defect.

    【Key words】  allograft bone; autograft bone; autologous red marrow; transplantation; fracture; bone  defect

    自体骨移植是治疗骨缺损的常用方法，但自体骨移植受自体取骨量限制，且取骨可带来一些严重并发症。自2002～2006年，我们应用两种不同材质异体骨移植治疗创伤性骨缺损共38例, 其中大段同种异体骨复合自体骨治疗大段管状骨缺损16例，同种异体松质骨颗粒复合自体红骨髓移植治疗局限性骨缺损22例，疗效满意。

　　1  资料与方法

　　1.1  一般资料

　　本组38例,男21例,女11例;年龄21～58岁,平均38岁。所有患者都是陈旧骨折及骨缺损，大段长管状骨缺损16例(股骨11例，胫骨3例，肱骨2例)行大段异体骨复合自体骨移植。局限性骨缺损及骨不愈合行冻干骨松质骨颗粒复合自体骨髓移植22例(股骨髁间髁上粉碎性骨折10例，肱骨髁上髁间粉碎性骨折4例，胫骨平台8例)。局限性松质骨缺损的范围为2 cm×3 cm×3 cm～3 cm×4 cm×7 cm，大段管状骨缺损长度4～12 cm。造成骨缺损的原因：骨折感染清创致骨缺损19例，严重粉碎性骨折8例，内固定物松动骨不愈合8例，骨折畸形愈合需截骨矫形植骨3例。感染性骨缺损在感染控制3～6月才能重新固定及植骨。(大段管状骨缺损16例全部骨不愈合。局限性骨缺损22例中，11例骨不愈合，8例骨愈合不良，骨折畸形愈合3例)。

　　1.2  同种异体骨移植植骨和固定方法

　　异体骨均为山西医用组织库生产的制品,为冻干长段骨或骨松质骨颗粒(0.5 mm×0.5 mm×0.5 mm)。(1)大段骨缺损16例清除骨折端瘢痕组织,根据缺损大小选用长短合适异体骨移植于骨缺损处,并以交锁髓内钉固定(肱骨2例均采用交锁髓内钉固定，股骨11例近中上段者采用交锁髓内钉及伽马钉固定 ,胫骨锁钉固定3例)。异体骨与正常骨衔接处采用自体骨修成长条形放置于周围,衔接处缝隙均给予自体松质骨填塞。(2)近关节处松质骨缺损及骨不愈合22例行冻干骨松质骨颗粒复合自体骨髓移植。骨不愈合清除骨折端瘢痕组织及硬化组织，畸形愈合截骨矫形,采用合适钢板固定后，用16＃骨穿针分别自双侧髂前上棘及髂后上棘采多点穿刺抽取红骨髓。每个穿刺点抽取不要超过5 ml,超过10 ml时主要成分是外周血。抽取红骨髓后可与同种异体松质骨颗粒混合，5 ml红骨髓可粘合10 g松质骨，混合一般数分钟后红骨髓与同种异体松质骨颗粒吸附凝固，即可充填于骨缺损处。骨折端及骨折周围放置同种异体骨与骨髓混合块。

　　2  结果

    38例患者伤口均一期愈合。切口换药未见明显异常，拆线时间与未行植骨或行自体骨移植患者无差别。38例患者均随访,随访时间10个月～5年,平均3.4年,复查X线片见37例骨折骨性愈合。16例大段异体骨复合自体骨移植15例骨性愈合(图1～3)，愈合时间7～25个月,平均11.5个月，其中1例感染性骨缺损于术后第3个月感染复发,给予去除内固定、置管冲洗、局部稳定后二次植骨至现在2年3个月,未出现感染复发。22例松质骨缺损以冻干松质骨颗粒复合自体骨髓移植骨折全部愈合(图4～7)，愈合时间3～13个月，平均8个月。异体松质骨6～8周开始与自体骨融合爬行代替。

　　3  讨论

　　3.1  同种异体骨移植的临床应用

　　骨愈合过程中由于结缔组织增生速度较骨组织快,增生的结缔组织过早的占据骨缺损区域从而阻碍骨组织的长入,导致愈合缓慢、骨不连。因此对有骨缺损或骨不愈合者采用植骨是非常必要的。自体骨具备骨诱导性、骨传导性、存在有成骨作用的骨髓细胞，且它的生物相容性好,骨愈合快,不传播疾病等优点是目前公认的最佳移植材料［1］。但由于其受到供“量’不足，尤其是感染骨缺损的患者，多次手术后骨缺损较大，部分已行植骨手术，再次手术时其可供选择的骨质不能满足填充骨质缺损，且大量取骨可造成供区损伤，临床应用受到很大限制。同种异体骨来源广泛，且可根据缺损的大小及形状选择，目前经冷冻及洗涤后的冻干骨可显著去除抗原成分同时可保留骨移植物的骨诱导性［2］临床上根据骨缺损的部位及程度，选用皮质骨或松质骨颗粒。长段异体皮质骨移植填充较大的骨缺损，提供稳定的机械支持。小的松质骨颗粒用于局限的松质骨缺损，利于骨折愈合。Burchardt等［3］研究证实：异体骨颗粒移植与自体骨移植愈合过程基本相似,但异体骨愈合速度慢。Heiple［4］的实验表明同种异体骨与宿主愈合的优劣顺序为:冻干骨>冷冻骨>脱钙骨>冷冻+照射骨>新鲜骨>脱蛋白骨。冻干骨制备需进行缩水,使其含水量低于5%,冻干骨缩水这一过程也额外的杀伤许多成活细胞,去除了一定程度的骨潜能,但宿主骨髓可缓解异体骨颗粒这一问题。自体松质骨和血液中含有骨诱导分化不可缺少的成分,在骨移植-骨愈合的过程中,自体的骨髓起着重要的作用,其中含有骨形成所需要的骨祖细胞和生长因子,对非血管化骨移植的骨形成过程中细胞诱导、分化有重要意义［5］。所以临床上提倡异体骨复合自体骨和异体骨颗粒复合自体红骨髓移植。

　　3.2  大段异体骨复合自体骨移植修复大段骨缺损

　　自体骨修复创伤骨缺损尽管可获满意效果,但遇到骨缺损范围大,自体骨源缺乏时,自体骨修复往往很难凑效。长管状骨大段骨缺损时，以大段异体骨移植占据骨缺损的空间，为维持肢体的长度及力线提供有利的机械支持，且利于骨折的固定。尽管同种异体骨移植具有骨传导和骨诱导作用,但是主要还是骨传导作用。单纯采用同种异体骨移植修复,仍然存在愈合缓慢,成功率低等缺点。髂骨内含有丰富成骨细胞，自体骨富含骨形态发生蛋白、碱性成纤维细胞生长因子［3］等有助于增强同种异体骨移植的愈合能力。采用大段同种异体骨修复骨缺损时，异体骨与自体骨结合部位放置自体松质骨，既可发挥自体骨成骨性、骨诱导性等特点，又可利用异体骨的骨传导性及骨诱导性，可显著加快骨折端愈合过程。Wang［6］应用深低温冷冻同种异体皮质骨板和自体骨移植结合内固定治疗13例股骨远端骨不连患者,全部骨不连在手术后5个月发生愈合,膝关节活动度45～73°。Enneking等［7］研究发现:移植的皮质骨与宿主皮质骨愈合缓慢,主要由宿主皮质骨来源的外骨痂连接,而移植的松质骨与宿主松质骨的愈合较快,主要由宿主骨的内骨痂连接。本组16例大段同种异体骨修复骨缺损15例愈合，骨缺损长度4～12 cm。愈合时间在10～25个月之间。骨折愈合可见明显外骨痂，而内骨痂不明显，验证了这一观点。

　　3.3  异体松质骨颗粒复合自体红骨髓移植治疗松质骨骨缺损  　　同种异体骨移植的骨被活化替代的程度与移植骨的性质和大小有关,较小的松质骨移植物容易被完全替代。异体骨松质骨具有成骨细胞容易贴附、增殖的界面和利于营养成分渗透的三维多孔结构,可为骨髓细胞提供良好的载体及吸附材料。制成异体松质骨与自体红骨髓复合体便于临床应用。松质骨愈合方式不同于管状骨，特别是关节内骨折，由于没有骨膜，不产生外骨痂。骨愈合只有依赖骨髓的成骨作用［8］。即使骨折处有骨膜，由于外伤、手术、感染对骨膜的损伤及破坏，也大大消弱了骨膜得成骨作用。红骨髓含有大量的骨祖细胞和具有成骨潜力的各种骨生长因子,具有较强的成骨能力。已有研究通过动物实验及组织学观察证实,自体红骨髓移植在骨缺损部位有明显的成骨作用,并且应用于临床治疗骨折不愈合获得较好的临床效果［9，10］。单独自体红骨髓移植在移植部位容易消失、局部浓度消失过快,自体红骨髓移植凝块易碎、位置不易保持难以经受骨折处渗血冲刷。自体红骨髓移植凝块也不能占据较大骨缺损空间。袁进国［11］以同种异体脱钙骨复合自体骨髓干细胞移植治疗骨不连及骨缺损疗效优于自体骨。有研究证实［12］应用同种异体松质骨与自体红骨髓复合体治疗胫骨平台骨折临床疗效满意。本组22例异体松质骨颗粒复合自体红骨髓移植治疗松质骨骨缺损骨折全部愈合。异体松质骨6～8周开始与自体骨融合爬行替代，融合爬行替代的速度与局部组织条件血运有关。异体松质骨颗粒与自体红骨髓复合移植，利用异体骨骨传导和骨诱导活性及自体红骨髓成骨作用及骨诱导作用，二者结合应用即可起到机械充填和新骨沉积的支架桥梁作用,又可互相取长补短,共同完成移植骨的爬行替代生长过程,增强了促进骨愈合和修复骨缺损的能力。

　　3.4  同种异体骨移植时骨折的固定方法

　　移植骨无论是自体骨还是异体骨,植入体内后通过爬行替代过程达到骨愈合,需要可靠的固定为骨折部位提供稳定的环境才能使这种爬行替代过程顺利进行。 Bauer［13］认为,骨结合端的成骨细胞来源于宿主骨周围的骨膜,移植后4周可形成较为坚固的外骨痂。该结合端为异体皮质骨的主要愈合表面,特别是在骨移植早期为主要的愈合方式,提示在手术过程中骨端的紧密对合以及保留部分骨膜对促进骨愈合有重要意义。Enneking［7］等发现在大多数异体骨周围都可观察到1～2 mm的新骨形成并环绕骨段。因此,大段同种异体骨外表面也是重要的愈合表面,在手术中应尽量保留异体皮质骨外周的有效成骨表面积,减少机械遮挡(如较大的钢板等),减少骨段周围的瘢痕.所以异体骨周围应保留新骨形成的空间.临床上目前应用较多的内固定物为钢板，锁钉及外固定架。外固定袈由于应力集中影响骨折愈合，肌肉切割影响患肢活动等原因一般应用于开放性伤口及感染性伤口等。因为长段异体骨需数年长时间才能完全融合，在外固定架固定下移植异体骨是不恰当的。 Vander［14］对110例183处宿主与移植骨结合部愈合情况进行了研究,认为内固以髓内的中央固定更具有生物学优势。本组16例大段同种异体骨移植患者均采用带锁髓内钉固定，其原因有以下几点：(1)长管状骨大段骨缺损患者局部血运较差，钢板固定由于需要分离断端周围的正常骨膜并进一步影响局部血运，钢板占据异体骨周围空间影响外骨痂的形成,降低骨折端的愈合率。钢板固定为偏心固定，产生应力遮挡效应，由于钻孔后可改变应力，造成取内固定后骨折的增多。(2)因为异体骨需数年长时间才能融合，髓内固定为目前所倡导的生物学固定方式，可消除骨折端的应力遮挡，可有效消除骨折端旋转及扭曲剪力，由于其为弹性固定，可由于骨折端的微动刺激骨痂生长。为异体骨外表面外骨痂的形成保留最大的空间。(3)虽然扩髓对髓内的血运产生一定破坏，但髓内血供很快恢复。异体松质骨与与宿主松质骨的愈合较快,主要由宿主骨的内骨痂连接,而近关节处松质骨骨缺损采用钢板提供稳定的固定以使移植的异体骨顺利爬行替代。骨折早日愈合，尽早恢复关节的功能。本组22例术后经过功能锻炼，关节活动都能达到异体骨移植术前的水平。

　　3.5  同种异体骨移植并发症

　　据报道，目前同种异体骨并发症为再骨折及感染等。Sorger等［15］报道同种异体骨移植术后再骨折的发生率为17.7％。本组患者无骨折再发生，不能除外观察时间较短因素，而深部感染是所有并发症中最为灾难性的,也是导致大段异体骨移植失败最常见的原因之一。本组38例中1例感染性骨缺损于术后第3个月感染复发,经给予去除内固定、置管冲洗、局部稳定后二次植骨至现在2年3个月,未出现感染复发，骨折端愈合良好。

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