断肢再生与残缺修复是数千年来人类追求的梦想,随着Ilizarov技术在世界的传播、发展,催生出“肢体延长与重建”这门新的外科技术。
其治疗方法以模仿自然为基础,遵循牛顿力学定律,应用杠杆原理,通过对机械应力刺激的掌控与转换,将Wolff定律的人为作用放大”结合有限的矫形手术能治愈各类肢体畸形与残障,挽救许多濒临截肢的残缺肢。使人类追求的断肢再生与残缺修复的梦想在一定程度上得以实现。笔者主要阐述对下肢延长与重建需要加深认知的几个问题。
一、肢体延长概念与技术的突破
自1904年Codivilla首次报告股骨延长以来,肢体延长技术虽然有很大进步,但基本上遵循着组织弹性延展的生物学理念,即肢体延长受神经、血管等软组织弹性延展幅度限制,延长幅度不能超过该肢体的20%。
20世纪80年代,随着Ilizarov环式外固定器、张应力成骨机理创造性的应用和神奇的临床效果,Ilizarov技术成为现代“外固定”的代名词,也被誉为骨科发展史的第4个里程碑。
应特别注意的是,Ilizarov创新的内容不仅基于他发明的环形外固定器械及其独创的系列手术方法(如骨搬运),还在于他发现了张力一应力法则,揭开了活体组织应对适量的牵拉刺激会表现出再生和重建的性质——即“Ilizarov效应”。
现代肢体延长技术也正是基于这个生物学原理,通过使用任意构型的外固定器械或内固定牵拉装置(髓内钉)实践和证实着这个理论。从此,肢体延长与重建进入应力控制下的Ilizarov时代。
二、肢体延长与重建的术前检查特点
由于下肢的短缩、残障、畸形的复杂程度远多于上肢,人体站立、行走、跑跳时,下肢是一个整体的运动单位,肢体延长与重建研究的问题、医疗范畴主要是下肢,促使形成与之配套的工作条件与流程。
术前常规摄双下肢站立位全长x线正位片和患侧肢体的全长x线侧位片,测定下肢机械轴、解剖轴与畸形、短缩之间的关系,遵照Dror Paley创立的成角畸形术前分析法,对整个下肢畸形进行分析、理解与量化表达,做出合理的截骨延长与矫形重建计划,这是应用好肢体延长与重建技术的基础。
上肢与手的畸形矫正、骨延长参考下肢的原则。但上肢短缩<5cm对功能与外观无明显影响,一般不需要延长。
三、肢体延长的方法与器械选择
术中一次性即刻植骨与内固定延长,仅限于少数的骨延长,尤其是扁状骨,如本期胡牧等报告的“足外侧柱延长术治疗平足症的研究进展”一文。若要实现牵拉成骨,就必须安装能满足重建需求的外固定支架,术后经过1周左右间歇期,以<1 mm/d的速度(成人)缓慢延长。
外固定支架构型有单边、双边、环形、复合型(组合式)型等。数字调控型外固定支架主要有2种:一是美国研制的Taylor三维空间外固定支架,二是俄罗斯研制的Ortho-SUV计算机引导空间外固定支架。
以上两种外固定器代表了智能外固定支架的发展方向,但目前仍然存在价格贵、固定刚度不易调整的缺点。在此需要说明的是,骨外固定支架是实现肢体延长与重建的工具,不能等同于Ilizarov技术或牵拉成骨技术,预期疗效取决于使用器械的医生。
选择何种外固定构型应满足个体化医疗要求,遵循使用简便、可调、预期疗效可靠的原则。小腿延长与矫形应安装跨踝关节固定的Ilizarov环形外固定支架,能避免发生足下垂畸形,还能治疗马蹄足畸形,如本期郑学建等所报告的“Ilizarov技术同期治疗胫骨缺损合并马蹄足畸形”一文。
骨延长的截骨方法有横断截骨、斜形截骨等,日本学者安井夏生(Natsuo Yasui)、中国学者夏和桃几乎在同一个时间发明了双排套管电钻打孔、邮票式截骨器,实现了仅用1 cm皮肤切口就可完成截骨且符合美学要求的微创截骨法。
Ilizarov外固定支架之所以在矫正肢体复杂畸形、体外优化调控方面显示出超凡能力,有赖于Ilizarov关节铰链的发明(铰链分单向、多向)。铰链等于在外固定支架上安装了方向盘,它能够根据矫形重建的需要,在体外进行进退、旋转,以及改变方向的牵拉成骨。
初学者应理解“铰链”概念,术前根据个体化的肢体重建目标反复模拟外固定器械的科学优化组配,确定安全的肢体穿针固定部位与术后调控程序。长期配戴外固定支架最大的弊端是给患者的生活带来不便,为减少不同类别的问题与并发症发生,主管医生需要付出较多精力和时间。
用结合髓内钉的下肢延长术可以减少一半配戴外固定支架的时间。结合的方法主要有2种:一是安装外固定延长支架的同时置入髓内钉,延长结束形成一定骨痂,远端加锁钉后拆除外固定支架;二是骨延长结束后二期手术安装髓内钉同时拆除外固定支架。
目前临床应用的全置入可控髓内钉肢体延长系统有3种,其中德国生产的是利用一套封闭、电脑控制及自动整体化的髓内钉系统,牵伸力通过体外的控制系统向皮下的接收器发射信号来加以控制,完成下肢延长与骨重建。
未来发展可在髓内钉上加上逐渐释放的抗生素、促进成骨的生长因子。全内置物肢体延长术无需穿针配戴外固定延长装置,具有良好的发展前景。
四、骨重建与肢体重建的关系
重建(recontruction)原是建筑学上的常用名词。当肢体出现畸形、残障时,用人工假体、异体骨替代等重建肢体形态与功能,属于内植物替代重建;用工程技术安装体外辅助器(如假肢、矫形器等)改善肢体的形态与功能,称体外辅具重建。现代肢体延长与重建外科的理论基础、方法、手术适应证与临床应用遵循骨科重建理念。
单纯骨的畸形矫正或用骨搬运技术修复骨不连、骨缺损,称为“骨重建”,是国际公认的治疗骨不连、骨缺损和慢性骨髓炎的首选方法。
“肢体重建”包括骨、关节及其软组织的重建,如重度屈膝挛缩矫正、足下垂畸形牵伸矫正、复杂骨骼畸形矫正以及肢体大幅度延长,包含骨与软组织的同期牵拉、延展、再生、塑造,从理论指导、临床规范应用到预期疗效,临床上远没有骨重建那样成熟,一些名词、术语、概念乃新近出现,需要研究、探索和解决的问题仍很多。
五、肢体延长与重建的系统控制
严重、复杂下肢畸形的牵伸矫正和超过肢体自身长度20%的延长,通过缓慢而规则的牵伸能刺激骨和软组织增生和再生,已被动物实验所证实。
人的肢体是由成胚细胞期3个胚层中的外胚层和中胚层发育形成,属于复合组织与器官,临床观察证实对缓慢牵拉有组织再生反应的先后顺序为:血管、骨骼、神经纤维、皮肤、肌肉、肌腱。但长肌肉由于跨越2个关节,难以形成稳定、持久的牵伸组织,是影响再生的因素之一。
动物实验证明,肢体延长控制系统包括生物学和应力两大因素。从临床实践层面看,个体化器械安装、规范手术操作、固定刚度评价与调整、力学作用方式的判断、并发症规避等系统控制是临床最薄弱的环节。
对重度复杂肢体畸形矫正和短缩>6 cm的下肢延长,其预期疗效的实现主要取决于医生对这项技术的理论认知、操作经验和系统的驾驭能力,从而影响着该技术的推广与普及。所以未来的发展,应逐步形成专家库控制系统和智能化的控制系统。
总之,应力再生与控制下的肢体延长与重建,在临床实践中显示出独特而无可替代的优势。在大幅度提高疗效的同时,将并发症发生率降到最低限度,取得满意的效果,为临床医生提供了一把解决骨科棘手问题的“金钥匙”。
2012年9月,在南美洲巴西召开了“国际外固定与骨重建大会”,期间有32个国家的代表参加了主席团会议,商定成立“国际肢体延长与重建学会”,制定了学会章程。ILLRS是一个年轻、有活力、研讨内容涉及多个学科与技术的世界性学术组织,许多问题还处于起步、探索阶段。
中国成为ILLRS正式会员国,笔者被推选为国际执行委员会执委,将会推动这个新兴学科在中国的推广与发展。我国严重的肢体短缩、残缺畸形、慢性骨髓炎、复杂足踝畸形主要发生在农村和经济不发达地区。
肢体延长与功能重建技术体系的优点是在临床实施过程中较少依赖高新设备,术前检查与术后诊疗过程中x线检测多能满足临床需求,县级医院的条件足以较好地开展此项技术。中国骨科专家应肩负使命和责任,将这项医疗费用低、治疗过程简单、疗效好的技术在地、县级医院推广,为更多肢体残障患者造福。
来源:中华创伤骨科杂