自体骨髓移植在Pilon骨折植骨中的应用

【摘要】目的：采用外固定架支撑，同种异体骨联合自体骨髓移植治疗Ⅲ型Pilon骨折，并对其临床疗效进行评价。方法：自2005年2月～2008年3月采用超关节“T”形外固定支架固定、自体骨髓联合同种异体骨植骨治疗Ⅲ型Pilon骨折共17例， 男14例，女3例。年龄24～ 59 岁，平均36.1 岁。致伤原因：坠落伤13 例， 交通事故伤4 例。17例均为闭合性III型Pilon骨折， 合并腓骨骨折。结果：17例获随访12～ 24 个月， 平均18.7个月。术后切口I期愈合13例，小面积浅表皮肤坏死致切口延迟愈合2侧， 缝合口处因排异渗出而导致延迟愈合2例，延迟愈合伤口均于1 个月内愈合。钉道渗液4例，换药后好转，无感染性骨髓炎发生。按Mazur踝关节症状与功能评分系统进行功能评估， 本组优3 侧， 良8 侧， 可5 侧， 差1 侧， 优良率64.71%。结论：采用外固定架支撑，同种异体骨联合自体骨髓移植治疗Ⅲ型Pilon骨折，手术操作简单，安全有效，是一种值得推广的方法。

【关键词】Pilon；异体骨；自体骨髓；移植；外固定架

【中图分类号】R687.3【文献标识码】A【文章编号】1008-6455（2011）04-0011-02

The use of allograft bones with autologous bone marrow in treatment of fracture of Pilon Ⅲ

FangYaqun Li Ning Zhang Yilong Qian Wenru

【Abstract】Objective:Aim to evaluate the therapeutic effect of use of allograft bones with autologous bone marrow in treatment of fracture of Pilon Ⅲ. Methods: Of the Pilon Ⅲ distal tibia fracture of patients hospitalized from February 2005 to March 2008 in our hospital, 17 cases were included in the group, of which, 14 men and 3 wemen. The age are from 24 to 59 years, mean 36.1years. The injuries are caused by crashing of 13,traffic accidents of 4, and they are all closed fractures combined with fracture of fibula. Results: The patients were followed up from 12 to 24 months, mean 18.7 months. The incisions were healed primarily of 13,and delayedly 4. The final score of the ankle with the excellent and satisfactory results reached 64.71%. Conclusions: Treatment of external fixator combined with allograft bones and autologous bone marrow has advantages of simple operationand reliablely satisfactory outcome.

【Key words】pilon; allograft bones ; autologous bone marrow ; transplantation ; external fixator

Pilon骨折是指胫骨远端干骺端累及踝关节的骨折，其中Ⅲ型（Rüedi-Allgower分型）骨折由于胫骨远端严重的高能量粉碎性骨折，关节面或干骺端嵌压或爆裂，负重轴线损坏，骨量严重丢失，其治疗极其困难常导致预后不良。我科自2005年2月～2008年3月采用超关节“T”形外固定支架、锁定钉板系统固定，自体骨髓联合同种异体骨、人工骨植骨治疗Ⅲ型Pilon骨折共17例， 疗效满意，报告如下。

1 临床资料

1.1 一般资料:本组17例（侧），男14例，女3例。年龄24～59 岁，平均36.1 岁。致伤原因：坠落伤13 例，交通事故伤4 例。17例均为闭合性III型Pilon骨折， 合并腓骨骨折。入院后行跟骨骨牵引并抬高患肢，11 例于伤后1～2 d 出现张力性水疱，应用甘露醇、B-七叶皂甙钠促进肿胀消退，局部软组织条件允许后，于伤后5～15 d 手术。

1.2 移植材料制备:异体骨采用冷冻辐射照射的异体冻干骨。取自体骨髓方法:患者侧卧位，局部浸润麻醉。于病变肢体同侧髂后上棘，用16 号骨穿针穿刺，取20 m l 的一次性注射器抽吸，内含肝素生理盐水0.3 ml做管壁湿润抗凝，缓慢抽吸骨髓20～40ml，如骨髓量不够可从对侧髂后上棘获得。抽吸骨髓总量应为完全浸透推算所需异体骨、人工骨骨量，将异体骨浸泡于骨髓容器中，低温保存备用。

1.3 手术方法:患者均采取硬膜外麻醉，仰卧位，常规使用气囊止血带。先取腓侧纵行切口，将腓骨骨折复位后用钢板内固定，恢复腓骨长度。然后在内踝下缘处在C型臂X线机的定位下钻孔并拧入第1枚固定螺钉进入距骨或舟骨中部，另1枚固定螺钉置于跟骨，另2枚固定螺钉置于胫骨骨折近端。采用适当型号的“T”形外固定支架，支架置于小腿内侧固定，安装支架后用延长器适当延长，并取胫骨远端骨折处前方切口，尽量少剥离骨膜，结合C型臂X线机，观察恢复胫骨的长度及踝穴骨折的复位情况。较复杂的病例，切开后以距骨作为模板，参照距骨上关节面进行撬拨复位，尽量使碎裂的胫骨下端骨块准确复位，重点复位内踝、前外侧骨块和后唇骨块，以重建踝穴。必要时结合克氏针或螺钉固定，以利于骨折远端的稳定。将支架调整并固定牢固，撬拨后形成的干骺端骨缺损处形成的空腔，取上述混合移植材料填充，长条形异体骨植入髓腔或囊腔中央，颗粒状骨置于周边。骨折表面注射纤维蛋白胶封闭空隙，防止自体骨髓稀释、流失，外周常规放置引流管，引流管2天内拔除。

1.4 术后处理:术后抬高患肢，术后第1天即可行足趾屈伸锻炼，术后4周松动外固定支架关节，指导患者进行踝关节主动和被动的跖屈、背伸锻炼。2-3个月后拆除外固定支架，不负重功能锻炼，根据X线片显示骨折愈合的情况逐步扶拐负重行走。

2 结果

术后切口I期愈合13例，小面积浅表皮肤坏死致切口延迟愈合2侧，缝合口处因排异渗出而导致延迟愈合2例，延迟愈合伤口均于1 个月内愈合。钉道渗液4例，换药后好转，无感染性骨髓炎发生。

本组获随访12～24 个月，平均18.7个月。X 线片复查见胫腓骨远端外形恢复，骨折均愈合良好，固定物无进入关节腔者。据Teeny等[1]提出的P ilon 骨折术后放射学评价标准，关节面解剖复位率70.6% （12/17）。踝穴增宽1例，关节间隙狭窄或内外侧间隙不对称5侧， 症状明显者6侧。根据Mazur等[2]制定的踝关节症状与功能评分系统对17 例手术侧踝关节进行功能评估，本组优3侧，良8侧，可5侧，差1 侧，优良率64.71%。

3 讨论

III型Pilon骨折干骺端大部分存在压缩，复位后多伴有明显的骨缺损，在没有移植骨填充及胫骨侧无有效支撑固定等情况下，较易出现内翻畸形。故目前提倡在首次手术时，应积极采取植骨等手段充填骨缺损，以增加复位后骨折端的稳定性，不但可促进骨折愈合，还可起到消灭无效腔、减少感染机会的作用。特别是对于骨干与干骺端移行处的缺损，植骨后可明显减少畸形及骨折不连的发生。Pilon骨折的治疗方法较多，包括非手术方法、切开复位内固定、支架外固定及多种方法联合应用等。Pilon 骨折术后伤口感染、钢板外露等严重并发症发生率可高达37%-40%[3]。这与胫骨远端软组织薄弱、血液循环差、切开复位时软组织的剥离及皮下钢板的放置等有关。针对此种情况，我们采用超关节“T”形固定支架结合同种异体骨、自体骨髓移植治疗III型Pilon 骨折，疗效显著。

超关节“T”形外固定架跨踝关节固定治疗III型Pilon 骨折，主要根据“关节韧带牵伸术”的原理: 即通过支架的纵向牵伸带动关节韧带及骨膜来协助骨折复位并维持胫骨的长度。胫腓骨远端骨折有它的特殊性，由于胫腓骨远端软组织覆盖层薄，血供相对差，手术需要尽量小的切口及骨膜剥离。传统方法如应用跟骨牵引及闭合复位石膏固定很难满足有效复位固定、早期关节活动等要求，治疗效果不理想。切开复位钢板内固定术需要进一步剥离软组织，而且内固定物本身还占据有限的软组织空间，有可能使已由创伤造成的局部血循环损害进一步加剧，容易导致伤口感染、皮肤坏死及钢板外露等并发症。外固定架由于固定针远离骨折端，血供破坏小，避免了钢板内固定操作困难及并发症发生率高等弊端，可达到骨折的解剖复位、坚强固定及可早期的功能锻炼的治疗目的。

Goldberg 和Mulliken 等认为移植骨促进骨缺损愈合的作用主要通过以下3 个方面进行：①移植骨中存活的骨细胞产生新骨；②骨引导，移植骨起支架作用，即爬行替代；③骨诱导，即移植骨能诱导受区的间充质细胞转化为具有成骨能力的细胞。传统的移植材料是自体髂骨，其具有成骨能力强，容易达到骨性融合，无免疫排斥反应等特点，曾被认为是最佳植骨材料[4]。但因其来源有限，增加二次手术并发症如术中延长手术时间，增加出血量，易损伤股外侧皮神经，术后出现感染、血肿、迟发骨折和疼痛麻木等原因限制了其临床应用。无机盐类的人工骨虽然来源丰富，无免疫排斥反应，但其无生物学活性，无成骨诱导作用，植骨愈合慢，在体内不易吸收[5]。同种异体骨在经过不断改进的各种物理和化学方法处理后，清除了其细胞成分和一部分基质成分，抗原性显著减弱，保留了天然骨形态发生蛋白的活性，移植后不会引起严重的局部和全身免疫排斥反应，可以认为免疫反应已不影响异体骨的应用。

自从同种异体骨骨库建立后，同种异体骨的来源相对容易，可以缩短手术时间，减术中出血及输血量，因此被普遍接受，开始大量应用于临床，取得了令人满意的疗效。但也存在一些难以彻底解决的问题，如免疫排斥、移植骨愈合缓慢、晚期感染等。Salama于1983年应用红骨髓加异种骨治疗骨不连、骨缺损，并应用于脊柱融合、关节固定，取得了良好效果，充分显示了红骨髓在提高异种骨植骨融合上的能力。骨髓中的成骨能力来源于骨髓基质系统的基质干细胞，基质干细胞经证实能转化为骨祖细胞，并最终分化为成骨细胞和骨细胞，即使在体外脱离诱导物培养条件下也能成骨[6] 。

研究证明，自体红骨髓移植于异位后能生成新骨，其成骨细胞来自于供区骨髓中的基质细胞，而非来自受区周围的细胞[7，8]，因此也被广泛用于骨缺损的治疗。另一方面，骨髓移植后的部分细胞发生坏死释放出成骨诱导物质，刺激受区其他组织干细胞分化为成骨细胞，继而形成新骨。骨髓细胞的数量对其成骨作用有直接影响，移植的骨髓量越大，诱导生成的新骨量越多。并且红骨髓需要一个吸附的支架，才能持久的发挥作用。本研究中异体骨复合浓缩自体红骨髓移植，既为成骨过程提供干细胞和诱导因子，又能为骨生长提供支架，具有骨诱导及骨传导双重作用，有效提高了成骨能力[9，10]，有与新鲜自体骨相似的功能，解决了异体骨移植愈合缓慢的问题。红骨髓来自于自体，没有抗原性，并不额外增加免疫排斥反应的风险。因此并不需要常规预防性应用免疫抑制剂。

此外，术中要注意：①尽量对骨碎片进行复位，恢复胫骨的解剖长度，采用C型臂X线机辅助，如复位不良则及时调整直至接近解剖复位；②术中需注意踝关节的功能位固定，由于支架固定的时间较长，容易引起踝关节的僵硬，因距骨滑车前宽后窄，踝关节的功能位固定能防止术后踝穴狭窄的形成，也利于患者早期扶拐行走及踝关节的功能锻炼。③术中应用纤维蛋白胶封闭骨折处，以减缓自体骨髓流失速度，使其保持更佳的有效浓度。

参考文献

[1] Teeny SM, W iss DA. Open reduction and internal fixation of tibial plafond fractures: variables contributing to poor results and comp lications. Clin Orthop Relat Res, 1993，292:108-117

[2] Mazur JM , Schwartz E, Simon SR. Ankle arthrodesis: long-term follow-up with gait analysis. J Bone Joint Surg （Am ） , 1979, 61（7）:964-975

[3] Babis GC,Vayanos ED, Papaioumou N, et al. Results of surgical treatment of tibial plafond fractures. Clin Orthop, 1997, 341:99-105

[4] Goulet JA, Senunas LE, DeSilva GL, et al. Autogenous iliac crest bone graft. Complications and functional assessment. Clin Orthop Relat Res. 1997，339:76-81

[5] Knop C, Sitte I, Canto F, et al. Successful posterior interlaminar fusion at the thoracic spine by sole use of beta-tricalcium phosphate. Arch Orthop Trauma Surg. 2006，126（3）:204-210

[6] Borrelli J, Ricci WM. Treatment of nonunoins and osseous defects with bone graft and calcium sulfate [J]. Clinical Orthopaedics, 2003, 411（2）:245-254

[7] Soltan M, Smiler DG, Gailani F. A new “platinum” standard for bone grafting: autogenous stem cells. Implant Dent. 2005,14（4）:322-325

[8] 黄炎，孔荣，尚希福.浓集自体骨髓基质干细胞复合物成骨的实验研究[J].解剖与临床，2005,10（3）:192-194

[9] Shi XM, Blair HC, Yang X, et al.Tandem repeat of C/EBP binding sites mediates PPAR gamma2 gene transcription in glucocorticoid-induced adipocyte differentiation. J Cell Biochem. 2000, 76 （3）:518-527

[10] Hernigou P, Poignard A, Beaujean F, et al.Percutaneous autologous bone-marrow grafting for nonunions. Influence of the number and concentration of progenitor cells. J Bone Joint Surg Am. 2005,87（7）:1430-1437