棋盘式聚甲基丙烯酸甲酯-伊里扎洛夫技术治疗严重复合性胫骨及软组织缺损的临床疗效

摘要

本研究评估了棋盘式聚甲基丙烯酸甲酯-伊里扎洛夫技术在治疗严重复合性胫骨及软组织缺损中的有效性，且无需复杂的软组织手术操作。

摘要

本研究评估了一种联合技术在处理严重胫骨及软组织复合缺损中的有效性，且无需复杂的软组织手术。对2017年4月至2023年12月期间收治的33例伴有胫骨和软组织缺损的Gustilo III B型开放性骨折患者进行了回顾性分析。所有患者的治疗方案分为两个阶段：第一阶段在急诊科进行彻底清创，清除所有游离的胫骨骨块，并使用外固定架进行固定；第二阶段采用Ilizarov骨搬运技术，利用棋盘状聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）骨水泥（厚度约1 cm）填充胫骨骨缺损区域，并在骨愈合过程中逐步移除PMMA。所有患者均实现了骨愈合和软组织愈合，无需额外进行皮瓣移植。平均骨愈合时间为7.5 ± 1.4个月，平均软组织愈合时间为70.9 ± 24.1天。平均牵引时间为105.3 ± 48.2天，平均外固定时间为444.0 ± 137.2天，平均外固定指数为58.2 ± 23.1天/cm。采用下肢功能量表（LEFS）和36项短式健康调查量表（SF-36）进行功能评分评估，LEFS评分、躯体健康维度评分和心理健康维度评分的平均值分别为59.8±13.9、70.5±17.7和77.8±20.1。根据Paley并发症分类标准，共出现14个问题和6个障碍，无后遗症。棋盘状PMMA联合Ilizarov技术可有效治疗胫骨与软组织复合缺损，促进骨与软组织缺损的逐步再生与修复，避免额外皮瓣移植，获得满意的临床疗效。

引言

开放性骨折后出现的骨与软组织复合缺损是临床医生面临的主要挑战。由高能量损伤导致的四肢开放性骨折数量正在增加，其中以小腿中段软组织覆盖区域最为常见^1,2，约占所有病例的28.1%³。由于小腿中段解剖结构的特点，包括局部软组织薄弱和血供相对较差，胫腓骨严重开放性骨折常导致骨与软组织缺损。此类缺损易引发骨感染和骨不连等并发症，使肢体保全治疗面临巨大挑战⁴。文献中已报道多种重建方法，包括采用Masquelet技术或Ilizarov技术进行皮瓣移植、带血管组织移植以及这些技术的联合应用^5,6,7。然而，除Ilizarov技术外，其他技术的应用均需具备良好的软组织覆盖条件，这意味着还需进行皮瓣移植^8,9。皮瓣移植与骨移植可能对患者造成二次损伤，且自体骨来源有限，限制了Masquelet技术的应用¹⁰。

Ilizarov 技术通过牵张成骨实现骨搬运，广泛用于治疗复合性骨与软组织缺损^11,12。然而，对接部位骨不连仍是此类手术中的常见并发症。文献报道最多的对接部位骨不连危险因素包括对接时间过长、对接部位感染、软组织嵌入以及微血管功能障碍¹³。在同时存在骨与软组织缺损的开放性骨搬运病例中，骨搬运过程中皮肤内陷及对接区域感染是导致对接部位骨不连的重要原因。尽管既往研究多集中于对接部位的治疗，但关于预防对接部位骨不连的策略报道较少¹⁴。局部置入骨水泥可在搬运过程中有效防止软组织嵌入并发挥抗感染作用¹⁵。虽然植入整块骨水泥可诱导膜形成，但仍需在一段时间后通过二次手术取出，增加了手术次数¹⁶。本研究对该方法进行了改进，采用分段置入骨水泥的方式。利用开放搬运过程中创面逐步愈合的特点，可在创面内分次取出骨水泥，既实现局部占位以防止软组织嵌入，又避免了二次取出手术，同时促进骨搬运过程。

研究目的
本研究的主要目的是评估棋盘状聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）联合Ilizarov技术治疗严重胫骨复合性骨与软组织缺损的有效性。该方法可通过一次手术实现骨与软组织的修复，无需额外的皮瓣转移或植骨手术。该方法适用于骨与软组织缺损位于同一平面的严重下肢损伤，尤其在无法进行皮瓣移植时具有应用价值。在此技术中，PMMA在骨段搬运过程中逐步移除，利用骨水泥诱导形成的膜来增强治疗效果。

方案

所有涉及人类受试者的实验程序均经苏州大学附属无锡第九人民医院伦理委员会批准（编号：LW20220021）。所用试剂与设备列于材料表中。

1. 患者信息

1. 纳入2017年4月至2023年12月期间收治的33例胫骨及软组织缺损且为Gustilo III B型开放性骨折的患者。记录损伤类型，包括15例机械碾压伤、13例交通事故伤、4例坠落伤和1例爆炸伤。
2. 记录骨缺损的平均长度为8.3 ± 2.9 cm（范围：4.0–15.5 cm），软组织缺损的平均面积为143.5 ± 76.0 cm²（范围：8–360 cm²）。
3. 纳入与排除标准
   1. 纳入标准定义如下：（1）Gustilo III B型胫骨骨折或伴有骨缺损的腓骨骨折；（2）年龄大于18岁；（3）随访时间超过12个月。
   2. 排除标准定义如下：（1）治疗过程中接受截肢；（2）接受皮瓣移植；（3）因不耐受而拆除外固定装置。

2. 手术技术

注意：治疗分为两个阶段进行。

1. 第一阶段
   1. 立即给予静脉抗生素治疗。在放大镜下使用止血带控制，并以9 L生理盐水冲洗，对失活及污染的组织进行初步清创。
   2. 移除所有游离的胫骨碎片，以形成节段性骨缺损。维持胫骨长度，并使用外固定架稳定肢体。用负压封闭引流覆盖剩余创面。
2. 第二阶段
   1. 在初次手术7天后，于鞘内麻醉下进行第二阶段手术。拆除原有外固定架，更换为Ilizarov环形外固定架。
   2. 通过将万古霉素与预混的庆大霉素骨水泥混合制备载抗生素PMMA骨水泥（在含有0.5 g庆大霉素的40 g骨水泥中加入5 g万古霉素）。
   3. 在面团期将混合物塑造成棋子状，形成直径约3 cm、厚度约1 cm的圆柱形骨水泥块。等待约5分钟，直至骨水泥完全硬化。通过依次堆叠骨水泥块，填充整个胫骨缺损的横截面和长度（图1）。
   4. 根据骨缺损的位置，在近端或远端进行单个截骨术。做1 cm切口，切开骨膜，并使用骨凿横断骨骼。
   5. 获取胫骨的前后位和侧位X线片，确认胫骨截骨成功。直接缝合切口。保持原始软组织创面开放，并用碘伏浸润的纱布包裹。
3. 骨搬移与骨水泥移除
   1. 术后7天开始骨搬移，牵张速率为每日1 mm，分四次进行。
      注：在此患者系列中，实际牵张速度受到限制。同时，移除最远端的一段骨水泥。每2天消毒创面并更换敷料，直至创面完全愈合。
   2. 继续进行胫骨搬移。当远端骨水泥接近骨折端时，逐步移除最远端的骨水泥段，直至完全清除。
      注：移除时机还应根据创面愈合情况确定。若创面在骨端接触前已愈合，则当骨水泥在创面内仅剩狭窄宽度时即可移除。骨端接触后1周停止骨搬移。
4. 术后护理
   1. 提供常规术后护理，包括针道护理、感染监测、疼痛管理、负重指导以及根据标准临床方案进行的关节活动度训练。
   2. 安排定期随访，并在需要时通过电话或信息与患者保持沟通。
      注：无需频繁消毒针道。早期使用生理盐水清洁针道，之后保持干燥。若针道部位发生感染，应进行局部消毒并使用抗生素。
5. 外固定架拆除
   1. 当满足以下条件时，可拆除外固定架：（1）影像学检查显示骨折骨至少三个面皮质连续；（2）截骨后新生骨的密度与正常骨相当；（3）外固定针松动状态下行走1个月后无明显不适。

3. 结果评估

1. 主要结局
   1. 评估骨搬移持续时间、骨愈合时间及伤口愈合程度，以确定治疗效果。记录外固定器使用时间，并计算外固定指数（EFI）。
2. 生活质量评估
   1. 在末次随访时采用下肢功能量表（LEFS）和36项简明健康调查问卷（SF-36）评估患者生活质量。包括对SF-36中总体躯体健康评分（PCS）和精神健康评分（MCS）的评估^17,18。
3. 并发症
   1. 根据Paley分类记录并发症，并将其分为问题（轻度并发症）、障碍或后遗症¹⁹。
   2. 将需要额外手术干预的并发症归类为“问题”，需补充手术操作才能解决的归类为“障碍”，治疗结束后仍持续存在的归类为“后遗症”。

结果

总体结果
该队列包括24名男性和9名女性，年龄24–76岁（平均：46.5 ± 13.2岁）。随访时间范围为13至51个月（平均：20.0 ± 7.6个月）。32例（97%）成功完成重建且无感染复发，无需进行软组织移植。1例患者在第52天接受了皮肤移植^nd 术后第几天因患者主诉更换伤口敷料困难。3例（9%）出现对接部位骨不连，针对这些病例，术后以每天1.0 mm（每日4次）的速度对接对端进行清创、更新和加压处理，以促进骨愈合，加压持续1周后停止。骨愈合时间为6至11个月（平均：7.5 ± 1.4个月），伤口愈合时间为25至143天（平均：70.9 ± 24.1天）。骨愈合结果根据Ilizarov方法研究与应用协会标准进行分类：优21例，良9例，可3例。功能结果分为：优12例，良10例，可9例，差2例。外固定时间（EFT）为215至753天（平均：444.0 ± 137.2天），外固定指数（EFI）为24.9至115.0天/cm（平均：58.2 ± 23.1天/cm）。

LEFS 和 SF-36

讨论

我们的研究证明了将聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）与Ilizarov技术结合用于治疗严重的胫骨复合性缺损及软组织缺损具有良好的疗效。在骨段搬运过程中可逐块移除的棋盘状PMMA有效防止了软组织嵌入，并促进了骨愈合。

Masquelet 技术和 Ilizarov 技术均被广泛用于治疗长骨缺损^5,21。然而，当 Masquelet 技术用于合并软组织缺损的骨缺损时，通常需要进行皮瓣重建²²，而后者存在固有的挑战。这些挑战包括供区并发症、移植物来源有限（尤其是在资源有限的环境中），以及需要高超的显微外科技术。此外，皮瓣重建还需要第二个供区，延长了康复过程，患者往往需要长期卧床，从而延迟了负重功能训练²³。相比之下，Ilizarov 技术作为单一手术程序，可通过局部组织搬运修复复合性骨与软组织缺损，避免了复杂的软组织重建²⁴。在本病例系列...

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
外固定架	Tianjin Zhengtian Medical Equipment Co., Ltd.Tianjin, China	20202040779	连接杆、固定夹
Ilizarov环形外固定器	Tianjin Zhengtian Medical Equipment Co., Ltd.Tianjin, China	20200148	全环
PMMA骨水泥	Heraeus Company, Hanau, Germany	20223130966	/
负压封闭引流装置	Wuhan VSD Medical Science & Technology Co., Ltd., Wuhan, China	6202018000	/
万古霉素	Eli Lilly Japan K.K,Seishin Laboratories	HJ20140174	/