引用本文: 叶浩波, 孙亮, 薛汉中, 李忠, 张堃. 通道成骨技术治疗股骨干无菌性非肥大型骨不连的疗效研究. 中国修复重建外科杂志, 2022, 36(8): 976-982. doi: 10.7507/1002-1892.202203083 复制
股骨干骨折多见于高能量损伤,除保守治疗外,髓内钉固定和钢板固定是临床最常用治疗方法。然而,髓内钉固定后股骨干骨不连发生率为1%~12.5%[1],钢板固定后达8%~23%[2]。股骨干骨折术后骨不连的原因主要包括解剖因素、骨折类型、软组织缺损程度、医疗因素、患者自身因素以及感染因素等[3-5]。
目前,手术是股骨干无菌性骨不连的首选治疗方案。股骨干骨不连类型以非肥大型较为常见[4],但其治疗需要植骨技术的介入[6]。临床治疗股骨干无菌性非肥大型骨不连主要采用更换髓内钉结合扩髓骨屑植骨技术和附加钢板结合填充植骨技术,然而对于营养不良型、萎缩型以及合并骨缺损的骨不连,其植骨范围有限,并不能有效改善骨不连断端的生物学环境[7-10]。临床上亦有采用单钢板、双钢板结合自体骨移植治疗股骨干无菌性萎缩型骨不连成功的报道,但在术后愈合率、愈合时间上各文献报道均有差异[11-13]。自体骨移植是治疗非肥大型骨不连的关键步骤,如何才能最大化发挥自体骨的三大成骨效应,是值得探讨的问题。为此,我们提出了合理划分成骨活性区域后采用自体髂骨移植,进而改变骨不连断端生物学行为的技术(即“通道成骨技术”),临床应用该技术辅以锁定钢板治疗股骨干无菌性非肥大型骨不连患者,取得了满意结果。报告如下。
1 临床资料
1.1 患者选择标准
纳入标准:① 年龄≥18岁;② 符合股骨干无菌性萎缩型、营养不良型骨不连诊断标准[14-15],且均为单侧;③ 采用通道成骨技术辅以锁定钢板治疗。排除标准:① 有吸烟、饮酒史者;② 有糖尿病、代谢紊乱、免疫疾病或心血管疾病病史者;③ 长期使用免疫抑制剂或非甾体抗炎药者。2017年1月—2020年12月西安交通大学医学院附属红会医院共诊治124例股骨干骨不连患者,最终23例患者符合选择标准纳入研究。
1.2 一般资料
本组男17例,女6例;年龄22~72岁,平均41.4岁。身高1.50~1.83 m,平均1.69 m;体质量51~90 kg,平均70.4 kg。左侧15例,右侧8例。闭合性骨折22例,开放性骨折1例。初次骨折原因:交通事故伤12例,摔伤5例,高处坠落伤3例,其他伤3例。入院时内固定物类型包括髓内钉14例,钢板9例。既往接受骨不连手术次数0~1次;骨不连时间(骨折手术后至诊断为骨不连的时间)为6~60个月,平均20.1个月。其中股骨干无菌性萎缩型骨不连17例,营养不良型骨不连6例。术前6例患者存在髋关节(2例)或膝关节(4例)活动受限。
1.3 手术方法
患者于全身麻醉下取仰卧位,患肢及同侧髂部常规消毒、铺巾。取出原有内固定物,采用Judet骨膜剥离[16]显露骨不连断端,恢复患肢正常力线后,于股骨干外侧放置1枚锁定钢板固定;然后从骨不连断端中心向两端用2.5 mm钻头钻孔,直至钻孔内有新鲜血液流出,即“辣椒征”阳性,形成一宽1.0~1.5 cm、长3~10 cm的开槽标识区,去除标识区内的硬化骨、死骨以及瘢痕组织,打通两侧髓腔,保留后侧骨皮质,采用标尺测量骨槽的长度及宽度;最后取相应大小的自体髂骨修剪后嵌插于骨槽处,确保两侧充分接触,并将自体松质骨颗粒填充至空隙。本组植骨区域不稳定(14例)或存在后内侧骨皮质缺损(8例),于植骨区域前方再放置1枚小锁定钢板,2枚钢板所在平面相互垂直固定骨不连;1例采用单外侧锁定钢板固定。最后关闭骨膜,制造一密闭成骨通道。见图1。

a. 取出原内固定物后采用Judet骨膜剥离显露骨不连断端;b. 外侧锁定钢板固定;c. 明确开槽标识区,去除骨槽内的失活组织,测量其长度与宽度;d、e. 将自体髂骨嵌插入骨槽,同时将自体松质骨颗粒填充至空隙;f. 于植骨区域前方放置1枚小锁定钢板,关闭骨膜形成一密闭成骨通道
Figure1. Intraoperative manipulation of tunnel osteogenesis technique combined with locking platea. After removing the original internal fixator, Judet periosteal dissection was used to expose the unconnected end of the bone; b. Lateral locking plate fixation; c. Identified the slot marking area, removed the devitalized tissue in the bone slot, and measured its length and width; d, e. Inserted the autologous iliac bone into the bone cavity while filling the void with autologous cancellous bone particles; f. A small locking plate was placed in front of the bone graft area to close the periosteum to form a closed osteogenic channel
1.4 术后处理
术后预防性给予抗生素治疗1 d;根据引流量情况(<50 mL)拔除引流管。术后当日鼓励患者进行股四头肌等长收缩训练,辅助下行髋、膝关节被动活动,预防肌肉萎缩;术后第1天行CPM被动活动,每天2次,每次45 min;术后1个月鼓励患者扶双拐下地行走。术后1~3个月每月复查,之后每3个月复查1次,行X线片观察骨不连断端愈合情况,必要时行CT平扫+三维重建进行判断,若愈合情况良好可加大锻炼强度。
1.5 观察指标
记录手术时间、理论失血量 [总失血量(依据Gross公式[17]计算)和输血量之和]、住院时间、骨不连愈合情况[18]及术后并发症(包括再骨折、钢板断裂、短缩畸形、骨折不愈合、髋关节强直、膝关节强直、感染、跛行、疼痛等)。末次随访时,采用Harris髋关节功能评分[19]、Lysholm膝关节功能评分[20]、下肢功能评价量表(LEFS)[21]、简明健康调查量表(SF-36量表)[22]评价髋、膝关节功能;术后1 d及末次随访时,采用髋、膝关节屈伸活动时疼痛视觉模拟评分(VAS)[23]评价疼痛改善情况。
1.6 统计学方法
采用SPSS23.0统计软件进行分析。计量资料行正态性检验均符合正态分布,数据以均数±标准差表示,术后2个时间点间比较采用配对t检验;等级资料比较采用秩和检验。检验水准α=0.05。
2 结果
本组患者手术时间70~300 min,平均190.4 min;理论失血量399.8~4 275.0 mL,平均1 458.4 mL;住院时间5~13 d,平均8.2 d。23例患者均获随访,随访时间9~26个月,平均18.2个月。其中22例患者骨不连均愈合,愈合时间3~12个月,平均5.6个月;发生患肢疼痛8例、跛行8例、膝关节活动受限6例、髋关节活动受限2例。1例患者末次随访时影像学检查示骨不连未愈合,并伴随疼痛、跛行、膝关节活动受限,建议其再次行手术治疗。
术后1 d 23例患者VAS评分为(6.5±1.8)分,疼痛程度为良7例、中12例、差4例;末次随访时VAS评分为(0.9±1.3)分,疼痛程度达优21例、良2例,均较术后1 d显著改善,差异有统计学意义(t=12.234,P<0.001;

a. 术前正侧位X线片示骨折未愈合,断端骨质硬化、间隙尚存;b. 术后第1天正侧位X线片;c. 术后12个月正侧位X线片示骨不连断端已愈合;d. 术后14个月功能
Figure2. A 26-year-old male patient with aseptic atrophic nonunion at 13 months after left femoral shaft fracture caused by traffic accidenta. Anteroposterior and lateral X-ray films before operation showed that the fracture did not heal, the fractured end had sclerotic bone, and the gap remained; b. Anteroposterior and lateral X-ray films at 1 day after operation; c. Anteroposterior and lateral X-ray films at 12 months after operation showed that the nonunion end of the bone had healed; d. Function at 14 months after operation
3 讨论
股骨干骨折术后骨不连是临床常见难题,给患者和社会带来沉重负担[24]。临床上治疗股骨干无菌性非肥大型骨不连常见手术技术包括更换髓内钉结合扩髓骨屑植骨技术与附加钢板结合填充植骨技术。前者适用于股骨干峡部骨不连,对于非峡部骨不连,即使更换最粗直径髓内钉,仍不能解决骨不连断端旋转和成角控制不足的问题[7];对于营养不良型、萎缩型以及合并骨缺损的骨不连,通过扩髓形成的自体骨“植骨”不足以消除断端间隙、改善断端间接触面积,而更换髓内钉不显露断端的治疗原则使得术中不能额外植骨,导致无法有效改善骨折愈合生物学环境,这些可能是更换髓内钉治疗失败的原因之一[8]。附加钢板结合填充植骨技术适用于髓内钉稳定的情况,然而也存在以下不足:一是因髓内钉的阻挡,附加钢板存在双皮质固定困难问题,单皮质螺钉固定减少了螺钉的有效长度和把持力,可能造成螺钉松动脱落,最终导致手术失败[9];二是缺乏适合股骨干髓内钉术后的特定钢板,当选择不同类型钢板作为附加钢板时,术者对附加钢板的应用长度和固定所需螺钉数量的认识存在明显差异,最终导致骨不连断端的力学稳定性存在明显差异[10]。故我们采用通道成骨技术辅以锁定钢板治疗股骨干无菌性非肥大型骨不连患者,取得了满意疗效。
本研究在内固定物选择方面主要采用单外侧锁定钢板或双垂直锁定钢板固定骨不连断端,在植骨方式方面主要采用通道成骨技术。Bellabarba等[25]对23例股骨干髓内钉术后骨不连患者采用单外侧钢板进行骨不连断端的加压固定,术中对非肥大型骨不连行自体髂骨植骨,最终21例(91%)患者骨不连愈合,2例因钢板断裂未愈合。本研究仅有1例患者采用了单外侧锁定钢板进行固定,末次随访时影像学显示骨不连未愈合,可见植骨块远端区域骨密度正常,骨痂生长旺盛,已与宿主骨紧密相容,而植骨块近端区域骨密度增高,无明显骨痂形成,且与宿主骨之间存在间隙。因该例患者未在植骨区域前方附加钢板,植骨区域力学稳定性差,随着移植骨与宿主骨的重塑过程以及术后康复锻炼过程中肌肉收缩舒张,致使植骨块发生移动,最终影响骨不连愈合。需要注意的是在改善骨不连断端生物环境同时,不应忽视力学稳定的重要性。此外,合并严重骨缺损、骨质量差、骨质疏松症以及如旋转型等不稳定骨不连断端,单外侧锁定钢板固定可能是次选内固定物,因其很难实现力学的绝对稳定。
双钢板技术是取出原有内固定物暴露骨不连断端后,放置不同角度的2枚钢板进行固定,最常见的固定角度为90° 双钢板固定与180° 双钢板固定。相对于单外侧锁定钢板固定,双钢板固定可提供一个稳定的三维立体固定模型,有效克服了股骨干的旋转、剪切应力。Zhang等[26]的一项建模研究结果显示,当没有与外侧钢板相对的内侧皮质支撑时,采用双钢板固定并增加2枚钢板之间的夹角可以改善骨不连断端稳定性,当两钢板夹角超过90° 时,随着夹角增大,稳定性增加,应力分布变小,180° 双钢板固定的固定强度最大,是最稳定的固定方式选择。股骨干外侧入路是治疗股骨干骨不连相对安全的手术入路,利于90° 双钢板的固定;然而对于180° 双钢板固定,内侧钢板的固定加压则需要通过内侧入路进行,股骨干内侧有着丰富的内收肌群以及神经血管,术中易致股骨干内收肌群止点断裂及神经血管损伤。故本研究采用90° 双钢板固定,相对于更换髓内钉技术,其更能体现出绝对稳定固定的优势;相对于附加钢板技术,其抗旋转成角稳定性强,不存在特需钢板以及螺钉拔出松动脱落的风险。在临床上亦有采用90° 双钢板固定治疗股骨干骨不连的文献报道。Xing等[12]采用 90° 双钢板固定结合滑动植骨治疗股骨干骨折钢板或髓内钉术后骨不连患者 25 例,患者骨不连均愈合,平均愈合时间 6.0 个月,长于本组患者。他们先将取出的自体髂骨切成火柴棒状小块,然后将其植入股骨干髓腔内延伸至骨不连断端两侧,最后将松质骨填充到股骨干骨不连端的后方、外侧和内侧间隙中,该植骨技术要求细微修剪自体髂骨,手术难度大,手术平均时间214.2 min,长于本组患者。然而,Maimaitiyiming等[13]应用 90° 双钢板结合自体髂骨修复非感染性股骨干骨折术后骨不连患者 14 例,患者骨不连均愈合,平均愈合时间 5.2 个月,短于本组患者。他们先将取出的自体髂骨切成小颗粒状,然后将其植入骨不连断端。由此可见90° 双钢板固定治疗股骨干骨不连具有积极作用。
以上研究均采用钢板作为股骨干骨不连的内固定方式,但植骨方式与本研究大相径庭,尽管上述研究亦采用自体髂骨作为骨移植材料,然而在骨不连床的构建上并未具体描述。本研究在植骨区域处理上按照成骨区域活性进行划分[27],通过使用2.5 mm钻头从骨不连断端中心向两端钻孔,直至钻孔内有新鲜血液流出,即“辣椒征”阳性,形成一开槽标识区。“辣椒征”阳性区域(成骨活跃区)多毗邻正常骨组织;“辣椒征”阴性区域(成骨失活区)多在骨不连断端中心,主要由瘢痕、硬化骨等失活组织组成。当植骨块充分连接至两侧成骨活跃区后,良好的血管床允许自体骨最大化发挥骨生成、骨诱导及骨传导作用,为骨不连愈合提供了良好生物学环境。另外,移植骨块可以起到机械支撑作用,相对于填充植骨、扩髓骨屑植骨,当移植骨块接触两侧成骨活跃区时,可迅速引起局部毛细血管增生扩张,早期形成肉芽组织,同时与宿主骨进行纤维连接,最终提供坚强的机械支撑[28]。对于合并内侧骨缺损的骨不连,移植骨还可以发挥修复内侧骨缺损的作用。
本组患者术后获随访9~26个月,其中22例患者骨不连愈合,髋关节功能良好率为100%,膝关节功能优良率为90.9%。术前6例患者存在髋关节或膝关节活动受限,术中因未进行关节松解术,术后患者髋、膝关节活动度未发生明显改变。余16例患者末次随访时有8例患者跛行,可能与以下因素有关:① 手术创伤大,对股直肌、股中间肌影响较大,术后肌肉粘连发生率较高。② 前侧钢板的放置会影响伸膝装置的活动程度。③ 部分患者跛行并不明显,可能是患者骨折后经历了多次手术治疗,心理上仍对骨不连是否可以完全愈合保持警惕态度,因畏惧使用患肢负重、进行功能锻炼以致于发生跛行,最终影响术后康复和疗效。末次随访时LEFS评分平均74.6分,SF-36量表中生理机能评分平均85.0分,精神健康评分平均83.6分,均接近正常。由此可见,通道成骨技术辅以锁定钢板治疗股骨干无菌性非肥大型骨不连有效,下肢功能可获良好恢复。术后骨不连愈合率高以及愈合时间短等优势,均有利于患者早期完全脱拐下地行走,加快了下肢功能恢复,减轻了患者心理负担。
通道成骨技术辅以锁定钢板治疗股骨干无菌性非肥大型骨不连的优越性主要体现在以下方面:① 通道成骨技术可以为骨不连愈合创造最佳的生物室。对于骨不连或骨缺损的治疗,生物增强的“钻石概念”描述了骨骼修复所基于的四个重要支柱,除了必要的稳定性外,植入BMSCs、支架和生长因子也是不可缺少的条件[29]。然而在植入这些材料之前,骨科医生必须先建立一理想的生物环境(骨不连床)。骨不连断端成骨活性区域划分即为骨不连愈合建立了一个理想生物环境,在该环境中丰富的血运保证了氧气、营养物质、信号分子的输送以及骨祖细胞的迁移。然而,除了丰富的血运之外,将生物室转换为封闭的隔室亦至关重要。自体髂骨移植除了提供生长因子、支架和BMSCs作用外,还可以作为封闭隔室的一种材料。一个足够活跃的生物室可以有效支持所有必要的生理过程,促进骨不连愈合和患肢功能恢复。② 必要时于植骨区域前方附加1枚锁定钢板,可提高植骨区域的力学稳定性,为骨不连愈合提供一稳定内环境。③ 入院患者内固定物类型为外侧钢板,若不伴有内固定物失效断裂,开槽植骨后可直接于植骨区域前方附加1枚锁定钢板,减少患者医疗费用。然而,术中出血量多是通道成骨技术辅以锁定钢板治疗股骨干无菌性非肥大型骨不连的主要缺点,可能与手术切口长、前侧钢板的植入及开槽标识区的构建有关。
综上述,对于股骨干无菌性非肥大型骨不连的治疗,单外侧钢板固定尽管可以通过动力孔或者加压装置达到骨不连断端间有效加压,但仍然无法满足前侧植骨块的稳定,使得早期植骨块移位;双钢板垂直固定则提供了一个三维立体固定模型,同时结合通道成骨技术可以为骨不连的愈合提供一稳定内环境,具有骨不连愈合率高、并发症少的特点,可有效缓解疼痛、提高患者下肢功能以及生活质量。但本研究仅为小样本回顾性临床研究,缺乏与传统骨不连手术技术的对比,对锁定钢板结合通道成骨技术优势和不足的判断还需要前瞻性高质量临床对照试验进一步证实。
利益冲突 在课题研究和文章撰写过程中不存在利益冲突;课题经费支持没有影响文章观点和对研究数据客观结果的统计分析及其报道
伦理声明 研究方案经西安交通大学附属红会医院医学伦理委员会批准(202205051)
作者贡献声明 薛汉中、李忠、张堃:研究设计,并对文章整体作批评性审阅;孙亮:参与研究设计及实施;叶浩波:收集整理及分析数据,文章撰写
股骨干骨折多见于高能量损伤,除保守治疗外,髓内钉固定和钢板固定是临床最常用治疗方法。然而,髓内钉固定后股骨干骨不连发生率为1%~12.5%[1],钢板固定后达8%~23%[2]。股骨干骨折术后骨不连的原因主要包括解剖因素、骨折类型、软组织缺损程度、医疗因素、患者自身因素以及感染因素等[3-5]。
目前,手术是股骨干无菌性骨不连的首选治疗方案。股骨干骨不连类型以非肥大型较为常见[4],但其治疗需要植骨技术的介入[6]。临床治疗股骨干无菌性非肥大型骨不连主要采用更换髓内钉结合扩髓骨屑植骨技术和附加钢板结合填充植骨技术,然而对于营养不良型、萎缩型以及合并骨缺损的骨不连,其植骨范围有限,并不能有效改善骨不连断端的生物学环境[7-10]。临床上亦有采用单钢板、双钢板结合自体骨移植治疗股骨干无菌性萎缩型骨不连成功的报道,但在术后愈合率、愈合时间上各文献报道均有差异[11-13]。自体骨移植是治疗非肥大型骨不连的关键步骤,如何才能最大化发挥自体骨的三大成骨效应,是值得探讨的问题。为此,我们提出了合理划分成骨活性区域后采用自体髂骨移植,进而改变骨不连断端生物学行为的技术(即“通道成骨技术”),临床应用该技术辅以锁定钢板治疗股骨干无菌性非肥大型骨不连患者,取得了满意结果。报告如下。
1 临床资料
1.1 患者选择标准
纳入标准:① 年龄≥18岁;② 符合股骨干无菌性萎缩型、营养不良型骨不连诊断标准[14-15],且均为单侧;③ 采用通道成骨技术辅以锁定钢板治疗。排除标准:① 有吸烟、饮酒史者;② 有糖尿病、代谢紊乱、免疫疾病或心血管疾病病史者;③ 长期使用免疫抑制剂或非甾体抗炎药者。2017年1月—2020年12月西安交通大学医学院附属红会医院共诊治124例股骨干骨不连患者,最终23例患者符合选择标准纳入研究。
1.2 一般资料
本组男17例,女6例;年龄22~72岁,平均41.4岁。身高1.50~1.83 m,平均1.69 m;体质量51~90 kg,平均70.4 kg。左侧15例,右侧8例。闭合性骨折22例,开放性骨折1例。初次骨折原因:交通事故伤12例,摔伤5例,高处坠落伤3例,其他伤3例。入院时内固定物类型包括髓内钉14例,钢板9例。既往接受骨不连手术次数0~1次;骨不连时间(骨折手术后至诊断为骨不连的时间)为6~60个月,平均20.1个月。其中股骨干无菌性萎缩型骨不连17例,营养不良型骨不连6例。术前6例患者存在髋关节(2例)或膝关节(4例)活动受限。
1.3 手术方法
患者于全身麻醉下取仰卧位,患肢及同侧髂部常规消毒、铺巾。取出原有内固定物,采用Judet骨膜剥离[16]显露骨不连断端,恢复患肢正常力线后,于股骨干外侧放置1枚锁定钢板固定;然后从骨不连断端中心向两端用2.5 mm钻头钻孔,直至钻孔内有新鲜血液流出,即“辣椒征”阳性,形成一宽1.0~1.5 cm、长3~10 cm的开槽标识区,去除标识区内的硬化骨、死骨以及瘢痕组织,打通两侧髓腔,保留后侧骨皮质,采用标尺测量骨槽的长度及宽度;最后取相应大小的自体髂骨修剪后嵌插于骨槽处,确保两侧充分接触,并将自体松质骨颗粒填充至空隙。本组植骨区域不稳定(14例)或存在后内侧骨皮质缺损(8例),于植骨区域前方再放置1枚小锁定钢板,2枚钢板所在平面相互垂直固定骨不连;1例采用单外侧锁定钢板固定。最后关闭骨膜,制造一密闭成骨通道。见图1。

a. 取出原内固定物后采用Judet骨膜剥离显露骨不连断端;b. 外侧锁定钢板固定;c. 明确开槽标识区,去除骨槽内的失活组织,测量其长度与宽度;d、e. 将自体髂骨嵌插入骨槽,同时将自体松质骨颗粒填充至空隙;f. 于植骨区域前方放置1枚小锁定钢板,关闭骨膜形成一密闭成骨通道
Figure1. Intraoperative manipulation of tunnel osteogenesis technique combined with locking platea. After removing the original internal fixator, Judet periosteal dissection was used to expose the unconnected end of the bone; b. Lateral locking plate fixation; c. Identified the slot marking area, removed the devitalized tissue in the bone slot, and measured its length and width; d, e. Inserted the autologous iliac bone into the bone cavity while filling the void with autologous cancellous bone particles; f. A small locking plate was placed in front of the bone graft area to close the periosteum to form a closed osteogenic channel
1.4 术后处理
术后预防性给予抗生素治疗1 d;根据引流量情况(<50 mL)拔除引流管。术后当日鼓励患者进行股四头肌等长收缩训练,辅助下行髋、膝关节被动活动,预防肌肉萎缩;术后第1天行CPM被动活动,每天2次,每次45 min;术后1个月鼓励患者扶双拐下地行走。术后1~3个月每月复查,之后每3个月复查1次,行X线片观察骨不连断端愈合情况,必要时行CT平扫+三维重建进行判断,若愈合情况良好可加大锻炼强度。
1.5 观察指标
记录手术时间、理论失血量 [总失血量(依据Gross公式[17]计算)和输血量之和]、住院时间、骨不连愈合情况[18]及术后并发症(包括再骨折、钢板断裂、短缩畸形、骨折不愈合、髋关节强直、膝关节强直、感染、跛行、疼痛等)。末次随访时,采用Harris髋关节功能评分[19]、Lysholm膝关节功能评分[20]、下肢功能评价量表(LEFS)[21]、简明健康调查量表(SF-36量表)[22]评价髋、膝关节功能;术后1 d及末次随访时,采用髋、膝关节屈伸活动时疼痛视觉模拟评分(VAS)[23]评价疼痛改善情况。
1.6 统计学方法
采用SPSS23.0统计软件进行分析。计量资料行正态性检验均符合正态分布,数据以均数±标准差表示,术后2个时间点间比较采用配对t检验;等级资料比较采用秩和检验。检验水准α=0.05。
2 结果
本组患者手术时间70~300 min,平均190.4 min;理论失血量399.8~4 275.0 mL,平均1 458.4 mL;住院时间5~13 d,平均8.2 d。23例患者均获随访,随访时间9~26个月,平均18.2个月。其中22例患者骨不连均愈合,愈合时间3~12个月,平均5.6个月;发生患肢疼痛8例、跛行8例、膝关节活动受限6例、髋关节活动受限2例。1例患者末次随访时影像学检查示骨不连未愈合,并伴随疼痛、跛行、膝关节活动受限,建议其再次行手术治疗。
术后1 d 23例患者VAS评分为(6.5±1.8)分,疼痛程度为良7例、中12例、差4例;末次随访时VAS评分为(0.9±1.3)分,疼痛程度达优21例、良2例,均较术后1 d显著改善,差异有统计学意义(t=12.234,P<0.001;

a. 术前正侧位X线片示骨折未愈合,断端骨质硬化、间隙尚存;b. 术后第1天正侧位X线片;c. 术后12个月正侧位X线片示骨不连断端已愈合;d. 术后14个月功能
Figure2. A 26-year-old male patient with aseptic atrophic nonunion at 13 months after left femoral shaft fracture caused by traffic accidenta. Anteroposterior and lateral X-ray films before operation showed that the fracture did not heal, the fractured end had sclerotic bone, and the gap remained; b. Anteroposterior and lateral X-ray films at 1 day after operation; c. Anteroposterior and lateral X-ray films at 12 months after operation showed that the nonunion end of the bone had healed; d. Function at 14 months after operation
3 讨论
股骨干骨折术后骨不连是临床常见难题,给患者和社会带来沉重负担[24]。临床上治疗股骨干无菌性非肥大型骨不连常见手术技术包括更换髓内钉结合扩髓骨屑植骨技术与附加钢板结合填充植骨技术。前者适用于股骨干峡部骨不连,对于非峡部骨不连,即使更换最粗直径髓内钉,仍不能解决骨不连断端旋转和成角控制不足的问题[7];对于营养不良型、萎缩型以及合并骨缺损的骨不连,通过扩髓形成的自体骨“植骨”不足以消除断端间隙、改善断端间接触面积,而更换髓内钉不显露断端的治疗原则使得术中不能额外植骨,导致无法有效改善骨折愈合生物学环境,这些可能是更换髓内钉治疗失败的原因之一[8]。附加钢板结合填充植骨技术适用于髓内钉稳定的情况,然而也存在以下不足:一是因髓内钉的阻挡,附加钢板存在双皮质固定困难问题,单皮质螺钉固定减少了螺钉的有效长度和把持力,可能造成螺钉松动脱落,最终导致手术失败[9];二是缺乏适合股骨干髓内钉术后的特定钢板,当选择不同类型钢板作为附加钢板时,术者对附加钢板的应用长度和固定所需螺钉数量的认识存在明显差异,最终导致骨不连断端的力学稳定性存在明显差异[10]。故我们采用通道成骨技术辅以锁定钢板治疗股骨干无菌性非肥大型骨不连患者,取得了满意疗效。
本研究在内固定物选择方面主要采用单外侧锁定钢板或双垂直锁定钢板固定骨不连断端,在植骨方式方面主要采用通道成骨技术。Bellabarba等[25]对23例股骨干髓内钉术后骨不连患者采用单外侧钢板进行骨不连断端的加压固定,术中对非肥大型骨不连行自体髂骨植骨,最终21例(91%)患者骨不连愈合,2例因钢板断裂未愈合。本研究仅有1例患者采用了单外侧锁定钢板进行固定,末次随访时影像学显示骨不连未愈合,可见植骨块远端区域骨密度正常,骨痂生长旺盛,已与宿主骨紧密相容,而植骨块近端区域骨密度增高,无明显骨痂形成,且与宿主骨之间存在间隙。因该例患者未在植骨区域前方附加钢板,植骨区域力学稳定性差,随着移植骨与宿主骨的重塑过程以及术后康复锻炼过程中肌肉收缩舒张,致使植骨块发生移动,最终影响骨不连愈合。需要注意的是在改善骨不连断端生物环境同时,不应忽视力学稳定的重要性。此外,合并严重骨缺损、骨质量差、骨质疏松症以及如旋转型等不稳定骨不连断端,单外侧锁定钢板固定可能是次选内固定物,因其很难实现力学的绝对稳定。
双钢板技术是取出原有内固定物暴露骨不连断端后,放置不同角度的2枚钢板进行固定,最常见的固定角度为90° 双钢板固定与180° 双钢板固定。相对于单外侧锁定钢板固定,双钢板固定可提供一个稳定的三维立体固定模型,有效克服了股骨干的旋转、剪切应力。Zhang等[26]的一项建模研究结果显示,当没有与外侧钢板相对的内侧皮质支撑时,采用双钢板固定并增加2枚钢板之间的夹角可以改善骨不连断端稳定性,当两钢板夹角超过90° 时,随着夹角增大,稳定性增加,应力分布变小,180° 双钢板固定的固定强度最大,是最稳定的固定方式选择。股骨干外侧入路是治疗股骨干骨不连相对安全的手术入路,利于90° 双钢板的固定;然而对于180° 双钢板固定,内侧钢板的固定加压则需要通过内侧入路进行,股骨干内侧有着丰富的内收肌群以及神经血管,术中易致股骨干内收肌群止点断裂及神经血管损伤。故本研究采用90° 双钢板固定,相对于更换髓内钉技术,其更能体现出绝对稳定固定的优势;相对于附加钢板技术,其抗旋转成角稳定性强,不存在特需钢板以及螺钉拔出松动脱落的风险。在临床上亦有采用90° 双钢板固定治疗股骨干骨不连的文献报道。Xing等[12]采用 90° 双钢板固定结合滑动植骨治疗股骨干骨折钢板或髓内钉术后骨不连患者 25 例,患者骨不连均愈合,平均愈合时间 6.0 个月,长于本组患者。他们先将取出的自体髂骨切成火柴棒状小块,然后将其植入股骨干髓腔内延伸至骨不连断端两侧,最后将松质骨填充到股骨干骨不连端的后方、外侧和内侧间隙中,该植骨技术要求细微修剪自体髂骨,手术难度大,手术平均时间214.2 min,长于本组患者。然而,Maimaitiyiming等[13]应用 90° 双钢板结合自体髂骨修复非感染性股骨干骨折术后骨不连患者 14 例,患者骨不连均愈合,平均愈合时间 5.2 个月,短于本组患者。他们先将取出的自体髂骨切成小颗粒状,然后将其植入骨不连断端。由此可见90° 双钢板固定治疗股骨干骨不连具有积极作用。
以上研究均采用钢板作为股骨干骨不连的内固定方式,但植骨方式与本研究大相径庭,尽管上述研究亦采用自体髂骨作为骨移植材料,然而在骨不连床的构建上并未具体描述。本研究在植骨区域处理上按照成骨区域活性进行划分[27],通过使用2.5 mm钻头从骨不连断端中心向两端钻孔,直至钻孔内有新鲜血液流出,即“辣椒征”阳性,形成一开槽标识区。“辣椒征”阳性区域(成骨活跃区)多毗邻正常骨组织;“辣椒征”阴性区域(成骨失活区)多在骨不连断端中心,主要由瘢痕、硬化骨等失活组织组成。当植骨块充分连接至两侧成骨活跃区后,良好的血管床允许自体骨最大化发挥骨生成、骨诱导及骨传导作用,为骨不连愈合提供了良好生物学环境。另外,移植骨块可以起到机械支撑作用,相对于填充植骨、扩髓骨屑植骨,当移植骨块接触两侧成骨活跃区时,可迅速引起局部毛细血管增生扩张,早期形成肉芽组织,同时与宿主骨进行纤维连接,最终提供坚强的机械支撑[28]。对于合并内侧骨缺损的骨不连,移植骨还可以发挥修复内侧骨缺损的作用。
本组患者术后获随访9~26个月,其中22例患者骨不连愈合,髋关节功能良好率为100%,膝关节功能优良率为90.9%。术前6例患者存在髋关节或膝关节活动受限,术中因未进行关节松解术,术后患者髋、膝关节活动度未发生明显改变。余16例患者末次随访时有8例患者跛行,可能与以下因素有关:① 手术创伤大,对股直肌、股中间肌影响较大,术后肌肉粘连发生率较高。② 前侧钢板的放置会影响伸膝装置的活动程度。③ 部分患者跛行并不明显,可能是患者骨折后经历了多次手术治疗,心理上仍对骨不连是否可以完全愈合保持警惕态度,因畏惧使用患肢负重、进行功能锻炼以致于发生跛行,最终影响术后康复和疗效。末次随访时LEFS评分平均74.6分,SF-36量表中生理机能评分平均85.0分,精神健康评分平均83.6分,均接近正常。由此可见,通道成骨技术辅以锁定钢板治疗股骨干无菌性非肥大型骨不连有效,下肢功能可获良好恢复。术后骨不连愈合率高以及愈合时间短等优势,均有利于患者早期完全脱拐下地行走,加快了下肢功能恢复,减轻了患者心理负担。
通道成骨技术辅以锁定钢板治疗股骨干无菌性非肥大型骨不连的优越性主要体现在以下方面:① 通道成骨技术可以为骨不连愈合创造最佳的生物室。对于骨不连或骨缺损的治疗,生物增强的“钻石概念”描述了骨骼修复所基于的四个重要支柱,除了必要的稳定性外,植入BMSCs、支架和生长因子也是不可缺少的条件[29]。然而在植入这些材料之前,骨科医生必须先建立一理想的生物环境(骨不连床)。骨不连断端成骨活性区域划分即为骨不连愈合建立了一个理想生物环境,在该环境中丰富的血运保证了氧气、营养物质、信号分子的输送以及骨祖细胞的迁移。然而,除了丰富的血运之外,将生物室转换为封闭的隔室亦至关重要。自体髂骨移植除了提供生长因子、支架和BMSCs作用外,还可以作为封闭隔室的一种材料。一个足够活跃的生物室可以有效支持所有必要的生理过程,促进骨不连愈合和患肢功能恢复。② 必要时于植骨区域前方附加1枚锁定钢板,可提高植骨区域的力学稳定性,为骨不连愈合提供一稳定内环境。③ 入院患者内固定物类型为外侧钢板,若不伴有内固定物失效断裂,开槽植骨后可直接于植骨区域前方附加1枚锁定钢板,减少患者医疗费用。然而,术中出血量多是通道成骨技术辅以锁定钢板治疗股骨干无菌性非肥大型骨不连的主要缺点,可能与手术切口长、前侧钢板的植入及开槽标识区的构建有关。
综上述,对于股骨干无菌性非肥大型骨不连的治疗,单外侧钢板固定尽管可以通过动力孔或者加压装置达到骨不连断端间有效加压,但仍然无法满足前侧植骨块的稳定,使得早期植骨块移位;双钢板垂直固定则提供了一个三维立体固定模型,同时结合通道成骨技术可以为骨不连的愈合提供一稳定内环境,具有骨不连愈合率高、并发症少的特点,可有效缓解疼痛、提高患者下肢功能以及生活质量。但本研究仅为小样本回顾性临床研究,缺乏与传统骨不连手术技术的对比,对锁定钢板结合通道成骨技术优势和不足的判断还需要前瞻性高质量临床对照试验进一步证实。
利益冲突 在课题研究和文章撰写过程中不存在利益冲突;课题经费支持没有影响文章观点和对研究数据客观结果的统计分析及其报道
伦理声明 研究方案经西安交通大学附属红会医院医学伦理委员会批准(202205051)
作者贡献声明 薛汉中、李忠、张堃:研究设计,并对文章整体作批评性审阅;孙亮:参与研究设计及实施;叶浩波:收集整理及分析数据,文章撰写