外固定架联合经皮自体骨髓移植治疗骨不连

 

    陈连旭¹ 王虹虹² 焦兆德³ 于长隆¹ 敖英芳¹ 余家阔¹ 王健全¹ 崔国庆¹

¹ 北京大学第三医院运动医学研究所  北京 100191

² 北京朝阳医院京西院区急诊科 北京 100043北京大学第三医院运动医学科陈连旭

³ 山东省潍坊市益都中心医院  山东 262500

通讯作者：陈连旭，男，1969年生，山东省高密市人，1992年毕业于潍坊医学院，获学士学位，2006年毕业于北京大学医学部，获博士学位，副主任医师，主要从事运动创伤的基础与临床研究。 Email：[e-mail].

 

摘要

目的：探讨外固定架联合经皮自体骨髓移植治疗四肢长骨骨不连的治疗效果。

方法：32例骨不连患者，男27例，女5例，年龄15～58岁，平均26岁。骨不连部位：胫骨25例，肱骨7例。骨不连时间为9～50个月，平均14个月。手术

首先清理骨折端组织，畅通骨髓腔，然后应用单臂外固定架固定骨折。术后3周后行自体骨髓移植，应用骨穿针在X线透视下定位穿针，自髂后上棘抽取红骨髓注入骨不连部位。每次20～30ml，共3次，每次间隔2周。并同应用切开植骨内固定治疗的31例骨不连患者进行比较。

结果：外固定架联合经皮自体骨髓移植治疗骨不连32例，随访28例，骨不连愈合25例，愈合时间为3～9个月，平均6个月。切开植骨内固定治疗骨不连31例，随访27例，22例骨不连愈合，愈合时间为6～12月，平均9个月。

结论：外固定架联合经皮自体骨髓移植治疗骨不连与切开植骨内固定治疗骨不连相比，能加速骨不连的愈合，缩短愈合时间。

关键词：骨不连；外固定架；自体骨髓移植

 

Combined external fixator with percutaneous autologous bone marrow grafting for treatment of nonunion of fractures.

Chen Lianxu, Wang Honghong, Jiao Zhaode, Yu Changlong, Ao Yingfang, Yu Jiakuo, Wang Jianquan, Cui Guoqing

 

Abstract 

Objective: To investigate the effect of combined external fixator with percutaneous autologous bone marrow grafting on the management of nonunion of fracture in long bone of limb.

Methods: Thirty-two patients were treated for nonunion of fractures including 25 of the tibia and 7 of the humerus at the average time of nonunion was 14 months (range 9-50months) . There were 27 men and 5 women, the average age of patients was 26 years (range 15- 58 years). The site of nonunion was debrided, cavity of marrow was got through, and then the fracture was fixed with unilateral external fixator. Percutanous autogenoue bone marrow grafting was performed at 3 weeks post-operation. The fracture nonunion site was approached under X rays with the bone marrow aspiration needle, which was left in situ. 20-30ml bone marrow was aspirated from the posterioe superior iliac crest with the second bone marrow aspiration needle and injected immediately into and about the nonunion site through the first needle. Injection was repeated for tow times with interval for two weeks. The effect of those patients were compared with that of fracture nonunion patients who were perfprmed with technique of opening, bone grafting and internal fixation.

Results: Twenty-eight of thirty-two patients who was treated with combined external fixator with percutabeous autologous bone marrow grafting were followed, 25 patients of fracture nonunion were united, with an average time to union following the operation was 6 months (range 3-9months).  Twenty-seven of thirty-one patients who was treated with opening, bone grafting and internal fixation were followed, 22 patients of fracture nonunion were united, with an average time to union following the operation was 9 months (range 6-12months).

Conclusion: Compared to the technique of opening, bone grafting and internal fixation, combined external fixator with percutaneous autologous bone marrow grafting for treatment of fracture nonunion could accelerate the union, and shorten the healing time of fracture nonunion.

Key words:  fracture nonunion, external fixator, autologous bone marrow grafting

 

 

0 引言

    随着人们生活水平的提高和交通事业的发展，意外伤害事故不断增多，复杂的四肢长骨骨折，包括多发、粉碎及多段骨折，特别是开放骨折的发生率不断升高，给骨科医生带来的新的挑战。由于处理措施不当等原因，四肢长骨骨不连的患者时有发生，处理十分棘手，给患者和社会带来了巨大的痛苦和沉重的经济负担，因此探讨骨不连的治疗方法十分必要。本文利用外固定架联合经皮自体骨髓移植，治疗四肢长骨骨不连，并同传统的切开植骨内固定方法相比较，报告如下。

 

1 对象和方法

设计：非随机分组对照

单位：北京大学第三医院运动医学科、北京市朝阳医院京西院区急诊科、山东省潍坊市益都中心医院骨科。

临床资料：

    1993-08/1998/09共收治31例骨不连患者，应用切开植骨内固定术，作为对照组。本组31例，男23例，女8例。年龄17-68岁，平均28岁。骨不连部位：胫骨20例，肱骨7例，尺桡骨4例。皆为创伤性骨折不愈合，其中25例有切开内固定史，6例有外固定史。25例内固定患者有7例有感染病史。骨不连局部有一次手术史18例，有两次手术史2例，有三次及以上手术史5例。骨不连时间9-48个月，平均14个月。

1998-10/2003-09共收治32例骨不连患者，应用外固定架固定联合经皮自体骨髓移植治疗，作为实验组。本组32例，男27例，女5例，年龄15-58岁，平均26岁。骨不连部位：胫骨25例，肱骨7例，为创伤性骨不愈合，其中27例有切开内固定史，5例有外固定史。27例手术患者有9例有感染病史。骨不连局部有一次手术史17例，有两次手术史4例，三次及以上手术史6例。骨不连时间为9-50个月，平均14个月。

手术方法：

    对照组患者应用常规方法，切开，暴露骨折端，清理骨折间隙，凿通髓腔，自体髂骨处取骨植骨，钢板内固定，原有钢板者根据具体情况使用原钢板或更换钢板。

实验组患者如果有内固定物，则按原切口进入，暴露骨折端，取出内固定物。清理骨折端间软组织、疤痕及骨痂，畅通骨折端远近端骨髓腔，应用单臂外固定架固定骨折。如果没有内固定物，在骨折附近小切口暴露骨折端，清理骨折端并应用单侧纵轴固定架固定。上固定架时应注意，首先预固定骨折端，使其对位对线良好，然后再在骨折的两端各打入两枚螺纹钉，使四螺纹钉平行，然后上好固定架，使其长轴与肢体长轴平行，便于加压。术后2周拆线，3周进行自体骨髓移植。应用骨穿针在X线透视下定位穿针，在骨折间隙内多方向穿刺并挑拨，扩大残腔并保留该针。自髂后上棘处抽取红骨髓立即通过保留针注入骨不连部位。每次20-30ml，共3次，每次间隔2周。

术后处理：

    两组患者术后将患肢抬高，以利消肿。预防应用抗生素5天。骨折远端肢体早期主动活动。术后两周拆线。定期检查外固定旋钮的松紧和针道皮肤情况。根据骨痂形成情况和固定的可靠性程度，决定下地负重时间。

观察指标：

对病人进行定期随访，查体，X线光片，观察愈合情况。复查时间分别为术

后3个月、6个月、9个月、1年。

统计学分析：

骨不连的愈合率行四格表资料的X2检验及确切概率法，P<0.05具有统计学意义。

 

2 结果

2.1 两组患者骨不连平均愈合时间比较

   实验组32例患者，随访28例，25例患者愈合，愈合时间3-9个月，平均愈合时间为6个月。对照组31例患者，随访27例，22例患者愈合，愈合时间6-12个月，平均愈合时间为9个月。典型病例：男性患者，22岁，肱骨骨折髓内针固定10个月发生萎缩性骨不连，应用外固定架和自体骨髓移植治疗9个月后完全骨性愈合（图1）。

                     

      图1：肱骨骨折髓内针固定10个月，发生萎缩型骨不连，应用外固定架和自体骨髓移植术，术后3、6和9个月骨折愈合情况的X表现。

 

2.2 不同时间段骨不连愈合情况比较

    在术后三个月、六个月和九个月时，两组患者的愈合率有显著性差别；在术后12月时，两组患者的愈合率无差别（表1）    

                   表1：不同时间段骨不连愈合情况比较

	三个月		六个月		九个月		十二个月
	愈合   不愈合		愈合  不愈合		愈合   不愈合		愈合  不愈合
对照组       0      27         7     20         17      10        22     5  实验组       1      27         17    11         25      3         25     3   P值                           p < 0.05           p < 0.05           p > 0.05

 

2.3 两组并发症的比较

对照组有4例患者发生切口感染，1例钢板断裂，1例桡神经损伤。实验组有

1例发生针道感染，经换药后痊愈；2例患者发生螺纹针松动现象，消毒后再扭紧即可；无固定架断裂和骨筋膜室综合征发生；桡神经损伤1例，保守治疗恢复；骨髓穿刺及移植部位无感染、皮肤坏死和明显异位骨化发生。

 

3 讨论

骨不连是骨折后常见并发症，又称骨折不愈合，是骨折端在某些条件影响下，骨折愈合功能停止，骨折端形成假关节。到目前为止，骨不连还没有一个被普遍接受的定义^[1]。《实用骨科学》中将8个月骨折未愈合称为骨不连，美国FDA将骨不连定义为“损伤和骨折后至少9个月，并且没有进一步愈合倾向已有3个月”。

本课题以骨折术后8个月，仍存在以下临床表现作为骨不连的诊断标准。症状与体征：骨折端有异常活动、疼痛、畸形与肌肉萎缩、负重功能丧失和骨传导音降低。X线表现：骨折端有间隙、骨折端硬化、骨髓腔封闭、骨痂间无骨小梁形成以及假关节形成。根据X线表现，将骨不连分为：1、 增生型骨不连：骨折两端成骨活跃但不连接，呈象足样改变； 2、萎缩型骨不连：骨折两端骨质吸收、变尖。

              

      近年来骨折治疗的理念和方法都有了显著改变，治愈率明显提高，但骨不连仍旧时有发生。全美每年有560万骨折病人，5%-10%存在骨不连^[2]。传统的治疗方法是有效的生物内固定加植骨，我们在1993年8月至1998年9月间，对骨不连的患者采用切开植骨、钢板内固定，效果是肯定的。但随着医疗水平的不断发展，骨髓移植术、骨传导法、机械压力刺激法以及组织工程等方法不断应用于临床，其中外固定技术和骨髓抑制技术不断受到人们的推崇。我们在1998年10月至2003年9月间应用单臂外固定架和骨髓抑制技术治疗骨不连，效果良好，并同传统的治疗方法进行了对比研究。

外固定架治疗骨不连是在外固定架治疗感染性长骨骨不连的基础上发展而来的。Maini 等^[3] 认为传统的广泛清创、局部转移皮瓣、混有抗生素的自体骨移植术等措施难以纠正畸形，且增加了抗生素的应用，如果不进行骨移植则难以再生新骨，同时也无法延长肢体和早期负重，用 Ilizarov 外固定架治疗却可以达到上述目的，并对30 例感染长骨骨不连病人进行治疗，骨愈合优良率为80 %，功能优良率为66. 7 %。Dendrinos等^{[4 ]}用同样的方法治疗感染性胫骨骨不连，骨愈合及功能优良率各为78. 5 %和64. 3 %。Marsh等^[5]报道应用 Ilizarov 外固定架的治疗56例类似病人进行治疗，疗效较好。Saleh等^[6]应用这种外固定架治愈了包括缩短及成角畸形在内的10 例肥大型长骨骨不连的患者。受该固定架的启发，各种各样的外固定架逐渐应用于临床，其中纵向单臂外固架就是其中的一种。Martinez等^[7] 报道了6 例肱骨骨不连的病人，通过植骨和单臂外固定架均获得骨性愈合。

早在1869 年Goujon 首先提出红骨髓具有成功能力。研究发现,骨髓中含有两种骨祖细胞,一种是存在于包括骨髓在内的所有结缔组织中的诱导性骨祖细胞,另一种是仅存于骨髓内并发展成为骨系的确定性骨祖细胞,骨形成及骨愈合的过程中骨祖细胞起关键的作用^[8],它可以使参与骨折修复过程中的成纤维细胞首先分泌形成纤维性骨痂,后演变为骨性骨痂,经塑形、改建成为骨组织。国外许多文献报道临床应用经皮骨髓注射法治疗长骨骨不连尤其是胫骨骨不连,疗效显著^[9,10,11]。

联合应用外固定架和自体骨髓移植治疗骨不连的优点：（1）操作简单、安全，创伤轻，患者痛苦小。（2）力学性能稳定、可靠、可塑性强，可调节各种成角和移位，使骨折端获得静止的坚强固定和动态外固定而有利于骨的愈合。（3）软组织及骨膜损伤小，术后可早期活动，既可促进骨折愈合，又可加快肢体的功能恢复，缩短住院时间，避免了二次手术，减少了医疗费用。（4）并发症少，特别是软组织条件较差的患者，且自体骨髓来源广泛，采取方便，无排异反应发生。本实验组无一例感染，而对照组感染4例。 缺点及并发症主要有：（1）注射部位胀痛，一般3-4天消失。（2）针道及注射部位感染。针道感染多为固定时间长，钢针松动，不注意卫生所致。注意换药、酒精点钢针即可预防。（3）固定针松动，多发生在老年患者和固定时间较长的患者。（4）关节僵直，主要发生在肱骨骨折，因为固定针通过肌肉影响肌肉收缩而影响关节活动所致。（5）神经损伤，主要发生在肱骨骨折，本组发生１例，系牵拉伤所致。建议电钻钻孔时使用骨圆针，慢速电钻，手控准确。（6）骨质疏松，主要由于固定时间长，缺乏功能锻练所致。正确指导患者进行功能锻炼可预防之，补钙剂并非必需。

本课题选择外固定架的加压作用和自体骨髓的成骨作用，充分利用两种方法的优点，取得了满意的效果。梁雨田^[12]等经皮自体骨髓移植治疗骨折不愈合31例，26例骨折愈合，愈合时间5-9个月，平均7个月，与开放植骨术愈合时间几乎相同。李亚非^[13]等应用BMP加自体红骨髓注射治疗骨不连，愈合率100%，平均愈合时间5.5个月。张懋^[14]等利用重组合异种骨修复骨不连15例，均在3-5个月达骨性愈合。于仲嘉^[15]等应用多功能外固定架治疗骨不连113例，8个月内全部愈合。Martinez等支架固定治疗肱骨肥大性骨不连6月内全部愈合。本课题治疗32例，愈合25例，愈合时间3-9个月，平均6个月，愈合时间与上述资料相差不多，较本课题对照组7.5个月有显著性差别，但在1年时治愈率无明显差别，只是在6个月和9个月时的治愈率有显著性差别，说明外固定架联合经皮自体骨髓移植治疗骨不连较传统的骨移植治疗能加快骨愈合，缩短愈合时间。

 

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