骨不连常见病因分析与治疗进展

【摘要】  骨不连是骨折愈合过程中常见的并发症，本文综述了引起骨不连的一些常见的病因分析，同时针对这些病因采用的一些有效的方法。

【关键词】  骨不连； 病因分析； 治疗

    Abstract：Nonunion fracture healing process is a common complication arising from this paper, nonunion some common causes of analysis, at the same time address some of these causes of the use of effective treatment.

    Key words：etiology;   nonunion;  treatment

    骨不连是指骨愈合过程的中断，如不进一步积极采取措施处理，决不会发生骨愈合。骨不连是骨折术后常见并发症之一，称为骨折不愈合，是骨折端在某些条件影响下愈合功能停止的表现。综述如下：

    1  常见病因

    1.1  患者自身的原因

    由于患者的健康状况不佳引起。许多老年人及常年患有其他疾病的人，X线片常提示均有严重的骨质疏松，骨折后骨痂的形成较青年人减少，骨折愈合的时间增长，如有的患者患有糖尿病及炎性肿瘤等，这些疾病都影响了机体的钙磷代谢，造成骨折不愈合或延迟愈合［1］。

    1.2  由于创伤本身而影响骨折愈合

    1.2.1  骨折部位的血液循环差，如胫骨中下1/3段骨折、胫骨3段骨折，其中间段和远段，因髓内血管损伤而血运差［2］；股骨颈骨折，特别是头下骨折。其头端血运差；腕舟骨骨折其近端血运差；易发生骨不连［3］。

    1.2.2  合并软组织损伤的范围广泛及程度严重的开放性骨折。如胫骨前面软组织撕脱损伤，由于骨折周围软组织严重损伤，破坏了骨端的血运，有的部分出现骨外露和骨缺损，虽然经过多次局部的清创，植皮和皮瓣移植手术，由于骨折部位的滋养动脉断裂、血运完全破坏，重新建立血供需要一段时间，这是骨不连发生的重要原因［4］。

    1.2.3  骨折处骨质缺损如火器伤骨折和严重粉碎性骨折。骨折处骨质丢失程度严重者，骨的连续性被破坏，修复困难，易导致骨不连［5］。

    1.3  由于处理不当而影响骨折愈合

    1.3.1  不恰当的闭合复位，使用粗暴手法复位与多次整复的骨折，损伤了骨膜下血管和周围软组织，有时损伤一些稍大的血管，造成新的创伤或加重骨折端血循环障碍，或者干扰骨折正常愈合的修复过程［6］。

    1.3.2  不恰当的外固定，如采用不合理的外固定器材和方法，外固定范围不够［7］，如小腿中段骨折，长腿石膏仅超过膝关节，外固定时间过短等，不能维持骨折端良好的接触，而且不能消除不利于骨折愈合的应力—肌肉收缩力、肢体重力，肢体活动时产生的剪力及旋转应力，使骨折端产生活动，影响骨折修复过程［8］而造成骨不连。

    1.3.3  不恰当的肢体牵引，造成骨折端过牵使骨折端分离，或者骨折端对位不好使骨折端间隙中嵌有软组织，而形成骨不连［9］。

    1.3.4  不恰当的手术切开复位，内固定或骨移植等手术方法［10］：手术内固定作为骨折治疗的重要手段，使许多复杂骨折在治疗上取得满意效果，但也决不能忽视内固定手术可能带来的严重并发症之一骨不连［11］。

    1.3.5  术前和术中对软组织保护不够，包括术前反复手法复位加重软组织的挫伤，在软组织条件较差的情况下进行内固定治疗，术中对骨折部位软组织的剥离过多或清创不当、造成或加重骨折端的血运的破坏，都有可能导致骨不连的发生［12］。

    1.3.6  没有达到解剖复位。在手术内固定时既要恢复骨折断端的解剖结构，也要保证其连续性和完整性，避免出现骨缺损和软组织的嵌入。较大的骨缺损将使成骨细胞难以越过骨折间隙，骨痂形成困难，也将极大的增加内固定材料的应力，造成骨折延迟愈合或骨不连。解剖复位是一个相对概念，过度的追求完美的解剖复位有可能使骨折部位的残存血运遭到完全破坏［13］。

    1.3.7  内固定材料的使用不当  选用内固定材料时不但要了解骨折的性质和骨折处的生物力学特点，还要熟悉内固定材料的使用原则和方法。不恰当的使用内固定器材是造成骨不连的主要因素［14］：（1）选用钢板的长度和强度不够；（2）螺钉太短没有穿透对侧的皮质骨2～3 mm或螺钉的方向和角度杂乱无章不符合生物力学原则；（3）使用简单的钢丝捆绑，由于骨折端断没有足够的静力加压，无法保持相对稳定；（4）使用原则不当，交锁髓内针是治疗骨折非常有效的方法，它可以不附带任何其他的固定器材，但是如果不了解它的使用原则也会造成骨不连；（5）尺桡骨骨折的病例均用克氏针内固定，由于无法控制骨折的旋转剪力和异常活动造成骨不连［15］。所以根据不同骨折部位选择合适的内固定器材而减少骨不连的发生有着重要的临床意义。

    1.3.8  缺乏正确的功能锻炼  术后功能锻炼应该遵守循序渐进的原则。早期功能锻炼的方法应结合临床实际、根据X线片提供骨折愈合情况及内固定器材稳定度来确定患肢功能活动的方式和程度，有效的功能锻炼可以减轻患肢局部肿胀，促进血液循环，防止血栓形成和关节僵硬，有利于骨折的恢复。一个稳定的骨折在不正确的康复训练方法中，可使骨折端发生严重的不稳定效应，可使内固定器材断裂［16］。

    1.4  感染

    感染将会恶化骨折愈合所需要的稳定内环境，减少滋养动脉对骨折端的血液供应，使骨痂的形成和转化过程受到影响。(1)一般感染表现：发热，局部红、肿、热、痛、窦道形成或伤口不愈合，实验室检查见：血白细胞计数和中性粒细胞增高［17］；(2)隐性感染：症状隐匿，容易误诊，造成治疗上的困难，根据X线表现帮助诊断，即骨折间隙增大，骨折端硬化或萎缩，骨皮质有筛孔样改变，骨膜反应不规则，内固定物钢板下方及针孔周围骨皮质多有吸收等，以上均都造成骨不连［18,19］。

    2  治  疗

    尽管目前骨折的治疗方法很多，且技术也比较成熟，但仍有5％～10％的骨折患者发生骨不连。骨不连的愈合，主要取决骨折断端固定的稳定性和生物活性这两个因素。Judet将骨不连分为：“象足型”骨不连，“马蹄型”骨不连，缺乏营养性骨不连。AO将骨不连分为：(1)非感染性的骨不连,a.增生反应性有血运的骨不连，b．萎缩性无反应及多数缺血性骨不连；(2)曾有感染的骨不连；（3)存在感染窦道的骨不连。骨不连的治疗方法包括内固定、外固定，骨及骨髓移植、物理疗法及生物疗法等。90％以上的骨不连可以通过手术治疗，且80％的病例预后良好［20］，即骨折愈合良好且无明显的肢体不等长功能受限。

    2.1  手术疗法

    目前手术仍是治疗骨不连最主要的有效的方法，包括病变切除，合理内固定，骨折端加压，加压外固定，骨移植以及各个方法的联合应用。手术的选择主要依据骨不连的类型以及患者的全身及局部状况。对“象足型”骨不连，因为其骨折端有大量骨痂形成，周围血供丰富，愈合能力强，仅需稳定的固定及骨折端的加压就可以达到愈合的目的；而对萎缩性骨不连，其骨折端几乎无骨痂形成，骨折端硬化，骨化，骨缺损形成，周围没有血供，愈合机率极小，必须改善骨折段的环境，联合植骨和合理内固定来处理。骨折端加压治疗骨不连，大多数骨不连的断端有良好血液供应，主要缺乏牢稳可靠的固定。

    2.1.1  内固定材料选择  在骨不连的治疗中，牢稳固定和压应力的生物学效应证实应选择符合生物力学及生物学原理，抗弯及抗扭能力强，固定坚强的内固定器材；术后早期坚强固定，清除骨端剪力，扭转及移动等有害应力使骨折端稳定、有利于骨端血运重建。中后期肢体负重后则成为弹性固定，以利于压应力作用于骨，促进骨的模造，使骨折端软骨及纤维组织迅速转化成骨，促使骨折愈合。各部位骨不连治疗内固定选择［22］：（1)股骨颈骨折不愈合，可选用带股方肌骨块移植，带旋髂深血管髂骨移植，带臀上血管髂骨移植及带缝匠肌骨块移植，然后采用空心螺丝钉固定。年龄>65岁或年轻合并头坏死，头塌陷不愈合者，可行全髋关节置换术；对股骨粗隆下骨折不愈合者，行股骨重建钉内固定。(2)股骨骨折不愈合者，如钢板梅花针失败者，可选用带锁髓内针内固定。(3)股骨髁部及胫骨髁部骨折不愈合，可选用角状髁钢板固定比较符合生物力学要求。(4)对小腿骨折不愈合，使用钢板失败者，可采用带锁髓内针内固定，对带锁髓内针内固定不愈合者，可以考虑植骨。

    2.1.2  加压外固定  外固定器由于几何形状不同而使其内在稳定性不同。在和骨髓连接形成外固定器——骨复合系统时应力分布和传递也是不同的；单平面单侧外固定如加压钢板内固定，骨折端应力分布不均、为偏心受力。多平面穿针外固定对骨断端均匀施力［23］。方法：（1)应选用能提供固定牢稳可靠和允许病人离床进行早期功能锻炼的外固定器；(2)穿针原则：要尽可能在病灶区外穿针，每组的2根钢针应在同一平面骨内交叉，成25°～45°夹角；(3)加压固定：组装外固定器后，向中心拧旋近心螺杆上的螺母使骨断面紧密接触；(4)萎缩性或缺血性骨不连，这类骨不连不需要植骨，单纯采用加压外固定也能使骨不连愈合；(5)感染性骨不连，宜同时行病灶清除，取出死骨及其他坏死组织，保持通畅引流，等感染控制后再行自体松质骨移植；(6)早期功能锻炼：可产生间断性应力刺激，在牢稳固定断端的条件下，利于驱动骨不连组织向成骨方向演变，固定4～5个月可达到骨愈合。在加压固定治疗期间注意保持针孔清洁干燥、定期更换敷料。

    2.1.3  植骨治疗骨不连  移植骨可起到诱导成骨支架、提供成骨细胞的作用。骨移植材料来源分为自体骨、同种异体骨、异种骨和人工骨。自体骨兼有诱导活性和支架作用，含有骨髓细胞，成骨效果最好，不会引起免疫反应及疾病传播，是最好骨移植材料；同种异体骨来源有限，有传播肝炎和艾滋病等传染病的危险，并牵涉伦理问题；异种骨移植近年受到重视，骨复活自体红骨髓移植取得满意效果，国内研制的重组合异种骨为异种骨自临床应用开辟了新的前景［24］，植骨方法如下：(1)皮质骨植骨术，经骨吸收及新骨沉积以恢复其支持作用，多用于结构缺损，使其塑性及哈弗系统的建立均缓慢，多用于胫骨骨不连行滑动嵌入植骨术。(2)松质骨植骨术：多用于骨不连的植骨，填充骨缺损，松质骨很快塑性，通过爬行替行与受区融合。对无骨折缺损且有内固定及骨的长轴线良好者，可将碎骨植于骨折线周围。（3)带血管的骨移植，常应用带血管肋骨、带血管腓骨、带血管髂骨移植［27］。Crow［25］、Sawaizumi［26］分别用血管骨化第二掌骨近端移植治疗舟骨及桡骨远端的顽固性骨不连成功。吻合血管的骨移植，可保存移植骨血供。骨细胞是成活的，使骨移植的愈合过程转化为一般的骨折愈合过程、不超过传统骨移植死而复生的爬行替代过程。血管化骨移植可用来治疗顽固性及严重感染的骨不连，它可以保证骨折端的局部血液供应，但需要显微外科技术支持。适应于骨缺损在5 cm以上者经过2次以上的常规植骨失败者、伴有皮肤缺损的骨缺损，植骨床为瘢痕组织者。（4)带肌蒂骨块植骨术：通过肌肉附着给骨块提供血运，临床多用于治疗股骨颈骨折不连，胫骨骨折骨缺损等。

    2.2  生物物理疗法

    2.2.1  电刺激  自从1950年开始研究骨压电现象至今，很多实验和临床研究表明电刺激对骨不连有治疗价值［28］。临床观察表明电刺激对肥大型骨不连作用明显，而对萎缩型骨不连及骨缺损效果较差［29］。日前用于临床治疗骨不连的电刺激方法有恒定直流电，脉冲电刺激，电磁场与电场以及驻极体等。Friedenberg等1971年报道用直流电刺激治愈1例胫骨髁部骨折不连接，1974年Bassctt报道脉冲电磁场治疗骨不连，成功率在85％左右。

    2.2.2  超声刺激  低强度的超声通过高频率的声波对组织产生低水平的压力而刺激骨的愈合。Necte PA通过实验发现低强度超声可以促进软骨化骨、骨痂的形成，从而加速骨折的愈合，其作用机制有多种解释，倾向于多种机制的共同参与，但具体机制仍需进一步研究［30,31］。

    2.2.3  体外高能量振动波

    体外高能量振动波骨不连已有10多年的，作用机制可能与刺激骨髓的成骨细胞有关。Wong等通过实验发现体外高能量振动波可以提高兔骨髓成骨细胞的生长和分化，这作用可能与TGF-β1相关。体外高能量振动波最大优点在于非侵入性。虽然很多表明体外高能量振动波对骨不连有治疗作用，但Biederman分析及文献发现并没有临床资料证明体外高能量振动波对骨不连有治疗作用［32,33］。

    2.2.4  高压氧治疗      1966年Coulson通过老鼠实验提出高压氧治疗可以改善骨折的预后。很多学者通过动物实验提出高压氧可以促进骨的再生［34］及去除病变骨和死骨。Kerwin［35］通过对兔模型研究提出高压氧可以促进骨的生成，但不能促进血管再生，也不能改善骨不连的X线和组织学表现。有人通过临床试验提出高压氧可以提高骨不连的疗效［36］，但至今还没有对照试验支持或反对高压氧的治疗作用。

    2.3  局部注射疗法

    2.3.1  经皮自体骨髓移植      早在1869年Conion已经观察到自体骨髓异位移植具有成骨作用。直到1976年Friedonstein等证实了骨髓中除了造血干细胞外，还含有棱形的成纤维集落形成单位，这些细胞长期处于休眠状态，在体外适当条件刺激下进入细胞周期，并形成类似于骨和软骨碎片的细胞集落。1986年Connolly首次报告利用自体骨髓经皮注射治愈1例31岁胫骨感染性骨不连患者，从髂后上嵴抽取85 ml骨髓经皮注射到胫骨骨折处外侧，6个月后影像学证实骨折愈合。以后该方法被学者广泛接受并用来治疗各种骨延迟愈合、骨不连、骨缺损。1993年Garg等利用该方法治疗20例长骨骨不连患者，向骨折端注射15～20 ml骨髓，3周后重复一次、患肢石膏固定，有17例患者在3～7个月后治愈。

    2.3.2  注射性骨生长因子      动物实验表明一些细胞因子注射到骨缺损或骨折部位时可以促进成骨。1965年Urist等发现骨基质中含有能够诱导异位成骨的骨形态发生蛋白，这些蛋白能够诱导间充质细胞逆分化为骨、软骨、韧带、肌腱和神经组织。Friedlaender［37］分组用自体骨移植和骨形成蛋白治疗124例胫骨骨不连，Johnson和Urist［38］联用植骨和骨形态发生蛋白注射治疗30例股骨骨不连，有24例治愈，这一结合不但可刺激骨的生长，还可促进骨的塑型。Pecina［39］治疗20例骨不连患者，结果令人满意。Chen等人［40］通过试验证明骨形成蛋白-1对感染的骨缺损，也有刺激骨形成作用。

    骨不连发生的原因很多，但总的看来，由于手术操作不规范，选用固定器材不当、术后功能锻炼不正确等医源性因素占大部分，因此，一个好的骨科医生要不断的加强内固定技术的理论学习，熟悉骨折的生物力学和内固定器械的使用原则，治疗骨折时要有整体观念，充分考虑骨折和周围血供的必然联系，以免顾此失彼。总之，骨不连治疗多种多样，应根据具体类型选择最佳治疗方案。手术仍是骨不连最主要的治疗方法，配合骨髓移植、骨移植往往能取得满意的效果。各种生物物理疗法、骨生长因子的应用为骨不连治疗开辟了新的途径，但是其作用机制，治疗效果还有待进一步研究和探讨。

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