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【综述】植骨术治疗舟骨骨折不愈合的研究进展

 Zhaojunchao404 2021-10-20

作者:刘泳君、闫立伟、周翔、戚剑
来源:中华创伤骨科杂志, 2021,23(5)

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摘要

舟骨骨折是临床中最常见的腕骨骨折,占腕骨骨折的60%~70%,不愈合率高,如不及时进行治疗,容易造成舟月关节不稳定,进而导致头状骨进行性塌陷,综合表现为桡骨茎突、桡舟关节、头月关节和全腕关节退行性关节病,最终导致腕关节功能障碍。因此,对于舟骨骨折不愈合的治疗方法越来越受到骨科医生的关注。植骨术在治疗舟骨骨折不愈合的临床应用最为广泛和实用,近年也陆续有新术式诞生,本文主要对各类植骨术治疗舟骨骨折不愈合的研究进展及优、缺点做一综述。

舟骨骨折多见于青壮年,有研究指出9~35岁男性患者发病率最高;骨折部位以腰部及结节部多见[1]。舟骨由5个关节面与附近腕骨相接,在近排腕骨中起着整合腕骨、稳定腕关节的作用[2]。随着对舟骨骨折发生机理的深入研究和对术后患者长期随访分析,发现舟骨骨折延迟愈合和不愈合的原因除了舟骨特殊的血供分布,更多由于其在腕骨中特殊的功能位置导致骨折断端容易出现移位明显,当存在骨缺损或合并舟月韧带损伤而伴发近排腕骨背伸不稳定(dorsal intercalated segment instability,DISI)。对此类患者如不能及时纠正DISI,则容易因腕关节应力的重新分布,导致晚期发展为继发于舟骨不愈合的腕骨塌陷(scaphoid non-union advanced collapse,SNAC),出现患腕疼痛并有严重功能损害,故治疗舟骨骨折不愈合及纠正DISI是舟骨骨折治疗中的重点和难点。

对于舟骨骨折的治疗,核心为促进骨折愈合,从而稳定骨折后移位的舟骨。传统骨移植最早由Ollien在1887年提出,Barth和Axhausen分别在1893、1908年相继作了相关实验和临床研究[3],此后逐渐推广,至今已是骨科治疗的主要术式之一。回顾以往,植骨术用于治疗舟骨骨折不愈合的术式包括5大类,临床常用的有松质骨植骨以及带血管蒂骨瓣骨移植等,各种术式均有各自的适应证及优、缺点。

一、传统骨移植

(一)松质骨移植

松质骨刺激成骨作用大,塑形力强,可任意填充于骨端间的任何裂隙。因此,其应用范围较广。缺点是质地软,内固定作用较弱。Adams和Leonard[4]早在1928年就描述了从桡骨茎突取松质骨植骨的方法成功治疗舟骨骨折不愈合,他们认为舟骨骨折不愈合率高,诊断明确后应早期手术干预。此后,各种不同的骨移植方法被相继报道。

松质骨植骨最初是用于治疗稳定且无畸形的舟骨骨折不愈合,后因其优越的成骨能力和简便的手术方式,使其即使在骨折不稳定情况下也有应用。而事实上,近年已经有不少学者提出松质骨移植与内固定或血浆联合使用可以更好地治疗不稳定型舟骨折不愈合[5,6]

(二)纵形骨栓

1934年,Murray[7]认为早期明确诊断、合适的制动固定可使大部分舟骨骨折愈合。但碍于当时诊断困难,舟骨骨折的延迟治疗使得不愈合率高;而保守治疗后仍未愈合的舟骨骨折可采取手术干预。他首先描述了纵形骨栓植骨术成功治疗5例舟骨骨折不愈合患者——从胫骨凿取大小合适的皮质骨,经修剪后从舟骨结节部插入舟骨纵轴平面上垂直于骨折线所钻的孔内,起螺钉连接骨折的作用。由于植入物为单纯的皮质骨,纯粹起到固定作用,对于促进骨折愈合效果不佳,加之后来各种金属固定物的诞生,此术式也被淘汰。

(三)Matti-Russe嵌入植骨

1936年,德国医生Matti[8]提出另一种镶嵌式骨移植技术,他建议采用背侧入路行舟骨骨折切开复位,再在两骨折端间刮出一个槽,去除硬化骨,并插入松质骨植骨。他认为这种技术最大的优点是可以直接暴露骨折处。

1948年,Barnard和Stubbins[9]将植骨与桡骨茎突去除结合起来,他们认为茎突切除术简化了背外侧入路,减少了晚期腕部继发性退行性改变。他们经鼻烟窝入路行桡骨茎突切除术,再以茎突碎片植骨,文中报道了良好的效果。我们认为此技术可以用于术前已经发生SNAC或者腕部广泛关节炎患者,可以减少桡骨茎突与腕骨的碰撞而舒缓疼痛。

1956年,Russe[10]对Matti的术式作出了改良:他使用掌侧入路,在骨折处刮出卵圆形的骨腔,植入矩形骨栓,并在周围填充松质骨条,这样既可促进成骨,还能固定骨折。2年内,他以此术式做了22例舟骨骨折,其中21例愈合。他认为该手术治疗的核心是'刮除'一概念,即去除骨折处所有坏死骨、软骨和纤维组织。Russe[11]在1960年对舟骨骨折的诊断、分类和治疗方法进行了详细的报道,之后,统计分析了120例手术患者资料,骨折愈合率高达80%~90%。因多位医生得出相似的高愈合率结果[12,13,14],所以Matti-Russe植骨术至今仍是临床上治疗舟骨骨折不愈合的常用方式。

(四)楔形或梯形插入植骨

传统植骨方法对大部分舟骨骨折不愈合的患者均有不错的疗效,但对合并有严重驼背畸形或继发于舟骨不愈合的腕骨塌陷(scaphoid non-union advanced collapse,SNAC)的患者成效却不显著,所以临床上常用Fisk-Fernandez楔形植骨术治疗。

在1970年,Fisk[15]证实了舟骨驼背或屈曲畸形对腕关节背侧不稳的发生存在正相关性,并认为纠正驼背畸形和非负重下的塌陷对于舟骨功能恢复起决定性作用。Fisk经桡侧入路,通过对桡骨茎突进行切除来暴露舟骨,骨缺损用切下的茎突进行修补,此术式优点是不需要使用内固定。1984年,Fernandez[16]作出改良,特点是以术前影像学资料作基础,测量缺损的形状和大小,再从髂骨处切取与之匹配的楔形或梯形骨块进行移植,并联合内固定的使用,此改良术式更大程度上提高骨折愈合率。2018年,Hatanaka等[17]用新设计的环形钻从髂嵴取圆柱形植骨块,联合Herbert螺钉内固定治疗12例舟骨骨折不愈合,效果满意。此设计适用于舟骨骨折是由于其设计使得植入物更贴合舟骨的生物属性:外面是带骨膜的皮质骨,里面是促进骨折愈合的松质骨,可能为骨折愈合提供条件。

(五)双凹形植骨

1979年,Erbs等[18]报道他们在5年内使用双凹形植骨这项新技术治疗了39例手指和掌骨的新旧骨折,包括陈旧性舟骨骨折,效果满意。2007年,日本的Yasuda等[19]用该术式治疗28例舟骨骨折不愈合,所有患者均获得骨性愈合,无一例发生并发症。该术式的优点是操作简单,无须切开舟骨-大多角骨-小多角骨关节(scaphoid-trapezium-trapezoid joint),且无需特殊的螺钉系统,亦不需要显微操作技术。不足之处主要是术后石膏固定时间较长,以及不能满意的纠正驼背畸形。

(六)肋骨-骨软骨移植、舟骨近极置换术

1992年,Hasegawa和Yamano[20]用肋骨骨软骨移植的方法成功置换5例近节指间关节。1998年,Sandow[21]将此用于置换22例因舟骨骨折而导致缺血坏死或近极端骨缺损患者的舟骨近极端,其中86%的患者术后效果满意。虽然此方法用于颌面部关节的置换效果卓越,但用在腕骨,特别是舟骨置换中并不成熟,而且此术式仅适用于只有术前或术中被认为舟骨近端由于体积小、粉碎性骨折或关节面难修整且不适合常规手术或使用血管化移植物的患者,在有更好的骨移植可供使用的情况下,并不推荐此术式为首选术式治疗舟骨骨折不愈合。

(七)同种异体骨移植

殷铭东和刘光东[22]自1988年起应用同种异体骨植入成功治疗腕舟骨陈旧性骨折7例。1989年,Carter等[23]应用同种异体舟骨移植替代缺损的舟状骨近端极,在至少8个月的随访中发现8例患者中的6例疗效好,所有患者未发现腕关节塌陷的进展。随着现代医学科技的发展,植骨材料也有了更多的选择,除了自体骨移植外,新兴的同种异体骨,在骨科领域应用广泛,其含有骨形态发生蛋白,能够促进骨生长,亦可免除供区的伤害,缺点是费用较高以及有可能出现生物不良反应。

二、带血管蒂的骨瓣骨移植(vascularized bone flap graft,VBG)

带蒂的血管化骨移植物在重建骨缺损或坏死中的使用已有近一个世纪的历史,VBG最初是用于治疗伴有缺血性坏死的骨折不愈合,直至1965年,Roy-Camille[24]首次将其用于治疗舟骨腰部骨折,自此以后相继出现各种骨瓣植骨术式,主要用于治疗舟骨骨折伴或不伴近端缺血性骨坏死,可细分为以下几种:

(一)旋前方肌桡骨瓣移植

1983年,Braun[25]报道了一种基于旋前方肌/骨间前动脉蒂的桡骨远端掌侧骨移植,成功治疗包括2例Russe植骨失败在内的5例舟骨骨折不愈合。1988年,日本的Kawai和Yamamoto[26]详细介绍了带血管蒂的旋前方肌骨(膜)瓣移植手术步骤及要点,他们用此技术成功治疗8例舟骨骨折不愈合患者。尽管旋前方肌带蒂骨移植很受欢迎并取得了成功,但它也有相应的局限性:第一是营养血管的位置和直径不尽相同;第二是移植旋转的弧度、长短不一;第三是需要通过掌侧入路以显露腕关节,这可能会导致腕关节进一步损伤。目前,随着解剖知识的丰富、临床检查及手术方法的完善,此种手术的难度也有所下降,但仍然未能成为主流。

(二)以腕掌弓为血管蒂的桡骨远端骨移植(palmar radiocarpal artery vascularized bone graft, PRCA-VBG)

1987年,Kuhlmann等[27]基于他们对舟骨血管的解剖理论,设计并率先使用PRCA-VBG技术治疗3例嵌入式植骨失败的舟骨骨折不愈合,其后全部愈合。2020年,Sommerkamp等[28]用此技术治15例不稳定的舟骨骨折不愈合和近端缺血型骨折的患者,所有患者术后6周CT上可见骨小梁连接,并表明全部驼背畸形得到纠正。此术式的优点是在一个切口内便可同步完成取骨和植骨;而且由于骨瓣带血管蒂,愈合率高。缺点是切取范围有限,取骨困难,故不能用于缺损较大患者。

(三)1,2伸肌室鞘支持带上动脉血管蒂的桡骨瓣移植(1,2-intercompartmental supraretinacular artery, 1,2-ICSRA)

1981年,王成琪等[29]用带蒂的桡骨块和筋膜瓣移植治疗了10例陈旧性舟状骨骨折,全部在3~6个月以内愈合。1991年,Zaidemberg等[30]报道了用桡动脉逆行支为蒂的桡骨远端骨移植治疗舟骨骨折不愈合一技术。他利用乳胶灌注技术研究发现桡动脉桡在腕关节水平发出一恒定的逆行支,主要供给桡骨远端桡背侧骨皮质。他以此为解剖基础,设计逆行骨瓣,提出并应用于治疗舟骨骨折不愈合。1995年,Sheetz等[31]通过深入研究尺桡远端血管的解剖结构及其应用潜力,设计了几种来源于桡骨远端背侧的带蒂骨瓣,包括第1、2伸肌室和第2、3伸肌室间支持带浅动脉蒂桡骨瓣,第4和第5伸肌室间外动脉蒂桡骨瓣。在各国专家共同努力下进一步完善了手术设计,并将此术式统一命名为1,2-ICSRA血管蒂的桡骨瓣移植术。该术式疗效可靠,操作较其他骨瓣移植术方便,故临床应用较多,不足之处在于骨瓣需从舟骨背侧植入,舟骨血供受损可能性较大。

(四)带血管蒂的第二掌骨骨瓣移植

1992年,有学者通过腕部解剖研究发现2条起自桡动脉的血管走行于第一骨间背侧肌间隙内,深支发出分支营养第二掌骨干和掌骨头[32]。他设计以此血管为血管蒂的骨瓣移植方法,提出并应用于治疗舟骨骨折不愈合和骨坏死等。该技术的优点是骨瓣带血管,由于血供的保证,移植骨质量好,稳定作用强,愈合率高;缺点为操作难度较大,且适应证较严格(经传统植骨手术治疗后仍不愈合,且没有发生广泛性腕关节炎的患者)。

VGB虽然是治疗舟骨骨缺损和缺血性骨坏死的有效方式,但对术者的显微操作技术及解剖要求较高。Hori等[33]认为这个术式不适用于合并舟骨驼背畸形者,并在最新的研究里,解决了这个问题,并在文中推荐使用基于掌桡腕动脉的带蒂PRCA-VBG治疗合并驼背畸形的舟骨骨缺损和缺血性骨坏死。该植入物的优点是位于桡骨远端掌侧,单肢单切口,另外,此骨瓣有足够的皮质骨和松质骨,可以更好的促进骨折愈合和稳定骨折。

三、血管束植入骨移植

1973年,日本的Hori和Tamai发表了采用血管束植入骨组织的动物实验,并在1979年报道将此应用于骨不愈合、骨坏死的实验室结果以及临床应用情况[28]。1995年,Fernande和Eggli[34]对此作出改进,他使用第二掌骨背侧动脉血管束植入联合骨移植的方法治疗11例舟骨不愈合伴近极缺血坏死,术后10例获愈合。这种术式虽然愈合率高,但报道用于治疗舟骨骨折极少,而且手术较为复杂,所以并不是常规术式。

四、吻合血管的骨移植

(一)带旋髂深动静脉的游离髂骨移植

1987年,Pechlaner等[35]首先报道使用带旋髂深动静脉的游离髂骨移植技术治疗25例经过Matti-Russe嵌入植骨术后出现假关节及部分骨坏死的患者,疗效满意。2010年,Arora等[36]用该术式治疗顽固性缺血性舟骨骨折不愈合,效果满意。该术式由于有恒定、管径适宜的血管蒂,可能更适用于经植骨术治疗后不愈合的患者,尤其为近极缺血坏死(Avascular Necrosis,AVN)或合并驼背畸形者,缺点是会造成供区的手术伤害。

(二)膝降血管蒂股骨内侧髁骨瓣(medial femoral condyle bone flap based on the descending genicular vessel,MFC)

MFC已成功地应用于治疗锁骨、肱骨、桡骨等有挑战性的骨不愈合病例,因其具有延展性,可作为桡骨远端带血管蒂骨瓣治疗舟骨骨折不愈合的替代物。因其以膝降动脉关节支为主要营养支,相比其他骨瓣,能提供足够的结构性支撑以便恢复舟骨正常的形态,尤其适用于伴有弓背畸形的舟骨骨折骨折不愈合。1994年,Doi和Sakai[37]应用MFC治疗上肢骨折不愈合的患者,结果满意;Larson等[38]用同样的术式治疗舟状骨折不愈合伴驼背畸形及近端极缺血性坏死的患者,均获得满意的结果。由于股骨下端内侧髁处的血管恒定,易于解剖,且直径与舟骨供血血管相似,在此取材为舟骨植骨可以较好的纠正缺血性坏死及DISI;缺点为骨块修整技术要求高,手术时间长,掌侧入路需要破坏重要韧带,可能造成术后腕部不适。

(三)带血管的股骨内侧滑车骨软骨瓣(medial femoral trochlea osteochondral free flap,MFT)

MFT是一种近代的骨移植术式,是从髌股关节相对较轻的负重部位切取的一种游离骨软骨瓣进行移植的技术。从2013年开始由Bürger等[39]首次应用于舟骨骨折不愈合的治疗。2020年Pet等[40]用其治疗舟骨骨折不愈合21例患者,全部获得满意的效果。他们的研究表示舟骨近端骨折不愈合应用MFT技术有可能在不引起腕关节僵硬或无力的情况下恢复正常的桡腕功能解剖,改善功能,减轻疼痛;但在BMI升高的患者需要谨慎选择,因为供区的损伤可能会导致膝关节疾病的发生。MFC和MFT两种术式的骨块较大,适合用于缺损较大或者血运极差的患者,虽然临床研究结果优越,但目前并不是主流术式。

五、关节镜微创手术

关节镜技术作为一种新颖、微创的检查手段,不仅可以用于骨折或DISI、SNAC的病变类型评估,亦可同时进行微创手术治疗。2006年,Slade和Dodds[41]报道用腕关节镜技术辅助治疗舟骨骨折不愈合,并提出舟骨骨折不愈合的分级,用于指导治疗。目前临床常应用的术式有:腕关节镜下自体骨植骨、舟骨大部分切除、腕关节融合等。腕关节镜技术用于治疗舟骨骨折不愈合开展以来的临床效果满意,愈合率高达80%以上,其核心要素为充分植骨。关节镜技术有着对舟骨周围软组织、韧带、关节囊及血供破坏较少的优点,为骨折愈合创造条件,而且术后腕关节活动好,瘢痕美观。但腕关节镜学习曲线长,对技术掌握要求高,而且用于治疗舟骨骨折不愈合适应证严格,目前在国内开展尚不普遍,鉴于其微创优势,未来有望成为舟骨植骨的主流技术手段。

六、展望

舟骨骨折不愈合若不能得到准确的诊断和及时的治疗,将导致舟骨进行性塌陷、腕关节炎等严重并发症的发生,最终影响腕关节功能。因此,就不同舟骨骨折不愈合选择合适的手术方案显得尤为重要,这即便对一个经验丰富的专科医生来说也是富有挑战性的。

我们认为近极端血供好良好者首选髂骨嵴皮、松质骨移植。二次手术或近极端血供差、评估不需要大量移植物的患者可选用带血管蒂的骨移植。在罕见的严重骨缺损和舟状骨近端骨折压缩的情况下,可以首选VGBs,MFC和MFT可作为次选术式。当有桡骨舟状骨退行性改变时,应考虑PRC或腕关节部分融合,前者为技术更简单,固定时间更短,并发症更少,预后结果与复杂的手术措施相似,故为首推术式。无论选用何种术式,骨折愈合前提均为充分植骨。

关于舟骨骨折不愈合的手术治疗,植骨术是手术方案中最重要的一环,髂骨取骨松质骨充分植骨仍是当前临床应用最广泛和可信赖的植骨方式,其他多种植骨方式也需要在更深入的临床研究中进一步明确其临床应用指征。随着对舟骨的解剖,甚至于内部血管的走向都有着越来越深入的认识以及各种关节镜技术的推出和显微外科技术的进步,手术创伤及难度均较以往下降。在总体愈合率并无太大差异的情况下,关节镜微创手术因为其创伤小,诊断能力强,并发症少,术后功能恢复快的特点,有望为舟骨骨折提供更好的治疗选择。但是关于这方面的研究,还有待于进一步提高。

参考文献 略

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