Klinische effectiviteit van schaakvormige polymethylmethacrylaat–Ilizarov-technologie voor ernstige samengestelde tibiale en zachte weefseldefecten

Samenvatting

Deze studie evalueerde de effectiviteit van schaakvormige polymethylmethacrylaat–Ilizarov-technologie voor het behandelen van ernstige composietaandoeningen in het scheenbeen- en zachtweefsel, zonder complexe zachte weefselprocedures.

Samenvatting

Deze studie evalueerde de effectiviteit van een combinatietechniek voor het behandelen van ernstige samengestelde tibia- en zachtweefseldefecten, zonder complexe zachte weefselprocedures. Er werd een retrospectieve analyse uitgevoerd bij 33 patiënten met tibia- en zachtweefseldefecten en Gustilo type IIIB open fracturen, behandeld tussen april 2017 en december 2023. Het behandelprotocol voor alle patiënten bestond uit twee fasen. De eerste fase bestond uit grondige debridatie op de spoedeisende hulp, verwijdering van alle vrije scheenbeenfragmenten en fixatie met een extern frame. De tweede fase betrof Ilizarov-bottransport, waarbij schaakvormig polymethylmethacrylaat (PMMA) cement (dikte: ongeveer 1 cm) werd gebruikt om het tibiabotdefect te vullen. De PMMA werd geleidelijk verwijderd totdat botverbinding was bereikt. Botverbinding en genezing van zacht weefsel werden bij alle patiënten bereikt, zonder dat extra flaptransplantatie nodig was. De gemiddelde botbindingstijd was 7,5 ± 1,4 maanden, en de gemiddelde hersteltijd van het zachte weefsel was 70,9 ± 24,1 dagen. De gemiddelde tractieperiode was 105,3 ± 48,2 dagen, de gemiddelde externe fixatietijd was 444,0 ± 137,2 dagen, en de gemiddelde externe fixatie-index was 58,2 ± 23,1 dagen/cm. Met behulp van de Lower Extremity Functional Scale (LEFS) en de 36-Item Short-Form Health Survey om functionele scores te evalueren, waren de gemiddelde LEFS-, fysieke gezondheidscomponent en mentale gezondheidscomponent respectievelijk 59,8±13,9, 70,5±17,7 en 77,8±20,1. Volgens Paley's classificatie van complicaties waren er 14 problemen, 6 obstakels en geen vervolgen. De schaakvormige PMMA–Ilizarov-techniek behandelde effectief samengestelde scheenbeen- en zachtweefseldefecten. Deze aanpak faciliteerde de geleidelijke regeneratie en reparatie van bot- en zachte weefseldefecten, voorkwam de noodzaak van extra huidflaptransplantaties en behaalde bevredigende klinische resultaten.

Inleiding

Bot- en zachtweefselcomposietdefecten na open fracturen vormen een grote uitdaging voor clinici. Het aantal open breuken van de ledematen veroorzaakt door hoogenergetische verwondingen neemt toe, waarbij zachte weefselbedekking van het middelste kuit het meest voorkomende gebied^{is 1,2}, wat voorkomt in ongeveer 28,1% van de gevallen³. Door de anatomische kenmerken van het middenkuit, waaronder zwak lokaal zacht weefsel en relatief slechte bloedtoevoer, leiden ernstige open fracturen van het scheenbeen en kuitbeen vaak tot bot- en zachte weefseldefecten. Deze defecten zijn gevoelig voor complicaties, zoals botinfecties en niet-hechting, waardoor de behandeling van ledemaatherstel een grote uitdaging is⁴. In de literatuur zijn verschillende reconstructieve benaderingen beschreven, waaronder flaptransfer met behulp van de Masquelet- of Ilizarov-technieken, vasculariseerd weefseltransplantatie en combinaties van deze technieken ^5,6,7. Echter, afgezien van de Ilizarov-techniek, vereist het gebruik van andere technieken een goede dekking van het zachte weefsel, wat betekent dat ook een flaptransplantatie nodig is ^8,9. Flap- en bottransplantatie kan secundair letsel veroorzaken bij patiënten, en de beperkte hoeveelheid autologe botten beperkt de toepassing van Masquelet-technologie¹⁰.

De Ilizarov-techniek, waarbij bottransport via distractiehistogenese wordt toegepast, wordt veel gebruikt voor het beheersen van samengesteld bot en zachtweefselverlies^11,12. Echter, niet-union op de dockinglocatie blijft een veelvoorkomende complicatie in deze procedures. De meest gerapporteerde risicofactoren voor niet-union op de dockingplaats zijn de langdurige tijd tot docking, infectie op de dockingplaats, zachte weefselinterpositie en microvasculaire disfunctie¹³. In gevallen van open bottransport waarbij zowel bot- als zachte weefseldefecten betrokken zijn, zijn huidinvaginatie tijdens bottransport en infectie in het dockinggebied belangrijke oorzaken van docking-site non-union. Hoewel eerdere studies zich richtten op de behandeling van dockingplaatsen, zijn er weinig rapporten over strategieën om docking-site nonunion¹⁴ te voorkomen. Lokale botcementplaatsing voorkomt effectief zachte weefselinterpositie en anti-infectie tijdens transport¹⁵. Hoewel het plaatsen van een heel stuk botcement membraanvorming kan veroorzaken, is er na verloop van tijd nog een operatie nodig om het te verwijderen, waardoor het aantal operaties^{met 16} toeneemt. De huidige studie verbetert deze methode door het botcement in stukken te plaatsen. Door gebruik te maken van de geleidelijke genezing van de wond tijdens open transport, kan het botcement stukje bij beetje in de wond worden verwijderd, waardoor lokale bezetting wordt mogelijk om inbedding van zacht weefsel te voorkomen en secundaire verwijderingsoperaties te voorkomen, terwijl tegelijkertijd het bottransport wordt vergemakkelijkt.

Studiedoel
Het primaire doel van deze studie was het evalueren van de effectiviteit van schaakvormige polymethylmethacrylaat (PMMA) gecombineerd met de Ilizarov-techniek voor de behandeling van ernstige samengestelde scheenbeen- en zachte weefseldefecten. Deze methode kan bot- en zachtweefselherstel bereiken via één enkele operatie zonder extra lap- of bottransplantatieprocedures. De methode is toepasbaar voor ernstige onderledematenletsels waarbij bot- en zachtweefseldefecten op hetzelfde vlak liggen, vooral wanneer flaptransplantatie niet mogelijk is. Bij deze benadering wordt de PMMA geleidelijk verwijderd tijdens bottransport, waardoor het door het botcement geproduceerde membraan het behandeleffect kan verbeteren.

Protocol

Alle procedures waarbij menselijke deelnemers betrokken waren, werden goedgekeurd door de Ethische Commissie van het Wuxi Negende Volksziekenhuis, verbonden aan Soochow University (LW20220021). De reagentia en de gebruikte apparatuur worden vermeld in de Materiaaltabel.

1. Patiëntinformatie

1. Inclusief drieëndertig patiënten met tibia- en zachte weefselafwijkingen en Gustilo type IIIB open fracturen behandeld tussen april 2017 en december 2023. Noteer de soorten letsels, waaronder 15 verpletteringsverwondingen door machines, 13 verkeersonvallen, 4 valverwondingen en 1 explosieletsel.
2. Documenteer de gemiddelde lengte van het benige defect als 8,3 ± 2,9 cm (bereik: 4,0–15,5 cm) en de gemiddelde grootte van het zachte weefseldefect als 143,5 ± 76,0 cm² (bereik: 8–360 cm²).
3. Inclusie- en uitsluitingscriteria
   1. Definieer de inclusiecriteria als volgt: (1) Gustilo type IIIB scheenbeenfracturen of fibulaire fracturen met botdefecten, (2) leeftijd ouder dan 18 jaar, en (3) follow-upperiode langer dan 12 maanden.
   2. Definieer de exclusiecriteria als volgt: (1) amputatie tijdens het behandelproces, (2) flaptransplantatie, en (3) verwijdering van externe fixatie vanwege intolerantie.

2. Chirurgische technieken

OPMERKING: De behandeling werd in twee fasen uitgevoerd.

1. Etappe 1
   1. Geef onmiddellijk intraveneuze antibiotica. Voer de eerste debridatie uit van gedevitaliseerde en besmette weefsels onder loepvergroting met tourniquet control en irrigatie met 9 L zoutoplossing.
   2. Verwijder alle vrije tibiale fragmenten om segmentale botdefecten te creëren. Behoud de lengte van het scheenbeen en stabiliseer het ledemaat met een externe fixator. Bedek de resterende wonden met vacuümverdichte afvoeren.
2. Etappe 2
   1. Voer de tweede fase meer dan 7 dagen later uit onder intrathecale anesthesie. Verwijder de externe fixator en vervang deze door een Ilizarov-ring externe fixator.
   2. Bereid antibiotica-geladen PMMA-cement voor door vancomycine te mengen met voorgemengde gentamicinecement (5 g vancomycine toegevoegd aan 40 g gentamicinecement met 0,5 g gentamicine).
   3. Vorm het mengsel tijdens de deegfase in een schaakachtige vorm, waarbij cilindrische stukken van ongeveer 1 cm dik en 3 cm in diameter worden gevormd. Wacht ongeveer 5 minuten tot het cementmengsel volledig is uitgehard. Vul de gehele doorsnede en lengte van het tibiadefekt op door de cementstukken achter elkaar te stapelen (Figuur 1).
   4. Voer individuele corticotomieën uit op de proximale of distale site, afhankelijk van de locatie van het botdefect. Maak een incisie van 1 cm, snijd het periost in en snijd het bot door met een osteotoom.
   5. Maak anteroposterieure en laterale röntgenfoto's van het scheenbeen om een succesvolle tibia-osteotomie te bevestigen. Hecht de incisie direct na. Laat de oorspronkelijke zachte weefselwond open en wikkel deze in met jodium doordrenkt gaas.
3. Bottransport en verwijdering van botcement
   1. Start bottransport na 7 dagen met een afleidingssnelheid van 1 mm per dag, verdeeld over vier sessies.
      OPMERKING: De daadwerkelijke afleidingssnelheid was beperkt in deze patiëntenserie. Verwijder tegelijkertijd het meest distale segment van botcement. Desinfecteer de wond en vervang het verband elke 2 dagen totdat volledige herstel is bereikt.
   2. Ga verder met het tibiatransport. Naarmate het distale botcement het gebroken tibiale uiteinde nadert, verwijder je geleidelijk het meest distale segment van botcement totdat het volledig is verwijderd.
      OPMERKING: Het tijdstip van verwijdering moet ook worden bepaald op basis van de wondgenezingsomstandigheden. Als de wond geneest voordat de botuiteinden contact maken, verwijder dan het botcement wanneer er nog maar een smalle breedte in de wond overblijft. Stop het bottransport een week nadat de botuiteinden contact maken.
4. Postoperatieve zorg
   1. Bied routinematige postoperatieve zorg, waaronder pin-tractiezorg, infectiemonitoring, pijnbestrijding, begeleiding bij het dragen van gewicht en oefeningen voor gewrichtsmobiliteit volgens standaard klinische protocollen.
   2. Plan regelmatige vervolgbezoeken en onderhoud contact met patiënten via telefoongesprekken of berichten wanneer dat nodig is.
      OPMERKING: Frequent desinfecteren van de pin-tract is niet nodig. Reinig het pinkanaal in het begin met zoutoplossing en houd het daarna droog. Als er een infectie optreedt op de pin-tractusplaats, voer dan lokale desinfectie uit en dien antibiotica toe.
5. Verwijdering van externe fixator
   1. Verwijder de externe fixator wanneer aan de volgende voorwaarden is voldaan: (1) radiografisch onderzoek toont corticale continuïteit aan ten minste drie zijden van het gebroken bot; (2) de dichtheid van het getransporteerde nieuwe bot na osteotomie vergelijkbaar is met die van normaal bot; en (3) er geen significant ongemak wordt gemeld na 1 maand lopen met een losse externe fixatiepin.

3. Uitkomstevaluatie

1. Primaire uitkomsten
   1. Beoordeel de duur van bottransport, de tijd tot botbinding en de mate van wondgenezing om de behandelingsresultaten te bepalen. Noteer de duur van externe fixatie en bereken de externe fixatie-index (EFI).
2. Kwaliteitsbeoordeling
   1. Beoordeel de kwaliteit van leven van de patiënt bij de laatste follow-up met behulp van de Lower Extremity Functional Scale (LEFS) en de 36 Item Short Form Health Survey (SF-36). Includeer de evaluatie van de totale score voor fysieke gezondheid (PCS) en de score voor geestelijke gezondheid (MCS) van de SF-36 ^17,18.
3. Complicaties
   1. Registreer complicaties volgens de Paley-classificatie en categoriseer ze als problemen (milde complicaties), obstakels of gevolgen¹⁹.
   2. Classificeer complicaties die aanvullende chirurgische ingrepen vereisen als "problemen", die aanvullende chirurgische ingrepen vereisen voor oplossing als "obstakels", en die ondanks voltooiing van de behandeling aanhouden als "sequelae".

Resultaten

Algemene resultaten
De cohort bestond uit 24 mannen en 9 vrouwen in de leeftijd van 24–76 jaar (gemiddelde: 46,5 ± 13,2 jaar). De follow-upperiode varieerde van 13 tot 51 maanden (gemiddelde: 20,0 ± 7,6 maanden). Succesvolle reconstructie zonder terugkeer van infectie werd bereikt in 32 (97%) gevallen, waardoor zachte weefseltransplantatie overbodig werd. Een patiënt onderging op de^52e postoperatieve dag een huidtransplantatie omdat hij klaagde over moeite ...

Discussie

Onze studie toonde de effectiviteit aan van het combineren van PMMA met de Ilizarov-technieken voor de behandeling van ernstige samengestelde tibia- en zachte weefselafwijkingen. De schaakvormige PMMA, individueel verwijderd tijdens bottransport, voorkwam effectief de interpositie van het zachte weefsel en faciliteerde botvereniging.

Zowel de Masquelet- als de Ilizarov-technieken worden veel toegepast voor de behandeling van langbotdefecten

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel

Naam	Bedrijf	Catalogusnummer	Opmerkingen
externe frame	Tianjin Zhengtian Medical Equipment Co., Ltd.Tianjin, China	20202040779	Verbindingsstange, Vaste klem
Ilizarov ring externe fixateur	Tianjin Zhengtian Medical Equipment Co., Ltd.Tianjin, China	20200148	Volledige ring
PMMA-cement	Heraeus Company, Hanau, Duitsland	20223130966	/
vacuüm-afgedicht afvoerkanaal	Wuhan VSD Medical Science & Technology Co., Ltd., Wuhan, China	6202018000	/
vancomycine	Eli Lilly Japan K.K,Seishin Laboratories	HJ20140174	/