研究要点
1.临界骨缺损是指骨折不能自行愈合或仅能再生10%的骨缺损，一般为累及长骨直径的2-3倍。
2. 下肢创伤患者应首先进行高级生命支持，早期生命复苏措施，评估能否进行保肢治疗。
3. 骨折初期治疗主要为彻底冲洗、清创、有效外固定或内固定。
4. 骨缺损小于4cm可进行自体髂骨移植。缺损在3-7cm可实施短缩再延长手术。缺损在2-10cm可利用扩髓-灌洗-吸引技术进行自体骨移植或骨延长术。缺损大于10cm则应进行带血管自体腓骨移植。
5. 利用扩髓-灌洗-吸引技术可获得至少50cm³自体骨，且富含多种生长因子。
6. Masquelet术式尽管需要进行二次手术，但可在局部应用抗生素，维持断端稳定，利用生物膜防止自体骨吸收。
7. 骨形态蛋白可作为辅助治疗措施，其临床效果和安全性不亚于自体骨。但目前仍把无血供自体骨仍是植骨的金标准。
前言
高能量伤、感染、肿瘤切除、翻修手术及发育异常等均可导致骨缺损。致伤因素对局部软组织和骨折愈合均造成不良影响。骨折不愈合由多种影响因素导致，在长骨中的发生率为2.5%。但对于存在骨缺损的患者，如未能进行恰当治疗几乎均不可避免的发生骨折不愈合。基于多项动物实验研究，将临界骨缺损定义为骨折不能自行愈合或进行10%再生的最小骨缺损，一般为累及长骨直径的2-3倍。
治疗巨大骨缺损是临床难点。过去采用截肢治疗随可缩短恢复时间，但对患者身心造成巨大打击。目前，治疗重点转为保肢治疗，治疗方式包括:骨短缩、骨搬运、带或不带血运骨移植、骨替代材料。本文综述治疗下肢创伤性骨缺损的多种治疗措施。
早期治疗
对于伴有骨缺损的下肢外伤患者应首先采取生命支持措施，之后再对伤肢能否保肢进行评估。
确定保肢后，对局部伤口进行彻底清创冲洗，并进行骨折固定。清创后局部组织及骨缺损可能会进一步加重。治疗早期应请整形科医生会诊以确保局部足够软组织覆盖，否侧采取负压引流措施。清创后组织死腔可利用PMMA抗生素骨水泥填充。骨及软组织缺损严重时，多采用外支架固定临时固定。骨缺损较小且局部软组织条件好时，首选内固定。
图1.伤口负压引流治疗IIIB胫骨开放性骨折
骨短缩术
骨短缩/延长术可用于治疗伴有或不伴有软组织损伤的骨缺损。该方法不但可以治疗骨缺损，同样可以弥补组织缺损、降低组织张力。对于伴有皮瓣移植禁忌症，可优选该术式。另外该术式骨折固定稳定，患者术后可早期下地负重活动。通过早期积极主动功能锻炼可缩短治疗时间，及早恢复日常活动。可以耐受的短缩程度取决于多方面因素：受累骨结构、骨受累位置、是否为单骨结构（股骨及肱骨较胫腓骨或尺桡骨耐受程度大）。由于上肢短缩对功能影响较小，因此效果较下肢好。
胫骨及股骨骨缺损在3-4cm可使用该技术，而股骨骨缺损在5-7cm时亦可利用该技术。股骨缺损进行短缩术时可同时对侧进行短缩，对身材较高患者尤为适用。
对于不足3cm骨缺损可一次短缩术。骨缺损大于3cm进行一次短缩术时应对血管情况进行检查。但是大于4cm骨缺损进行短缩术时可能导致静脉栓塞、肿胀、组织坏死及感染。此类患者可选择渐进短缩术（5mm/天）。
图2.使用抗生素占位器治疗开放性骨折 A枪伤导致的胫骨粉碎性骨折 B软组织及骨缺损明显 C 抗生素占位器治疗骨缺损 D 外支架固定
骨搬运
Codivilla于1905年成功进行了首次骨延长术；Obredanne于1913首次利用外支架进行肢体延长。但直到上世纪五十年代，Ilizarov发明了现代骨搬运技术：通过骨凿分离产生带血运骨断段，然后进行缓慢牵引。基本步骤如下：
1. 外支架提供稳定性、牵引延长力、角度矫正并进行骨搬运。
2. 皮质截骨，llizarov认为应进行低能量皮质截骨，以保护骨膜及骨髓血运。
3. 后期牵引包括三个时段：潜伏期、牵引期、稳定期。潜伏期指皮质截骨至开始牵引这段时期，一般为3-10天。该期有利于促进骨生成能力。牵引期每天分四次调整外支架，共延长1mm（临床研究证实该方式可促进骨形成，但每天牵引次数及牵引距离应根据骨生成和软组织反应进行具体调整）。巩固期用时最长，牵引间隙形成的骨质在该期进行桥接和皮质化。外固定指数是指每延长1cm所需外固定的时间，一般为30天。骨愈合指数是指愈合总体时间比延长长度。
图3，Llizarov骨搬运治疗摩托车车祸后IIIB型胫腓骨开放性骨缺损
该技术对于治疗下肢骨缺损具有多种优势。可用于矫正下肢畸形和延长肢体，且避免自体骨移植导致的供区损伤，同时可以早期负重和主动活动肢体。对于2-10cm巨大骨缺损同样可使用该方法。
但是需要长期保留外支架，且可能导致并发症。术中可能导致神经血管损伤，但通过系统的解剖学习可以得到避免。支架相关并发症最为常见，包括针道感染、断针、关节挛缩。患者对支架的耐受同样需要考虑。利用llizarov技术每延长1cm需要大约2个月时间。由于治疗过程较长、较为痛苦，在术前应对患者及家属进行充分的术前教育。
延长端与对合端不愈合是另一个常见并发症。促进合端愈合措施包括自体骨移植、骨端塑形和压紧、利用髓内钉双焦骨搬运、低强度超声刺激等。
总的来说，利用llizarov支架临床效果较佳，报道称其成功率在75%-100%之间。但是llizarov系统铰链及延长机制较为复杂，需要进行不断调整。因此学习曲线较长。
Taylor Spatial Frame（TSF）为多平面外六足架，具有以下优势：可靠性高、能同时矫正旋转成角及横向畸形。多项研究证明TSF治疗外伤性骨缺损和畸形矫正效果较好。
无血供骨移植
无血供骨具有成骨作用、骨传导作用、骨诱导作用，是治疗骨缺损的金标准。供区包括：髂骨翼、股骨远端、胫骨近端、腓骨、桡骨远端。最常选用髂骨翼作为供区，取骨方便。该处骨质富含成骨细胞和生长因子。但仅限于0.5-3cm骨缺损，取骨量过大可能导致严重并发症。供区疼痛、皮神经损伤导致的神经性疼痛发生率较高。无血供骨移植治疗大段骨缺损的机理为爬行替代，即细胞游动至组织间隙。因此无血供骨移植所需治疗时间较长，可导致骨萎缩、移植骨骨折及不愈合等。
扩髓-灌洗-吸引（RIA）
该装置最初用于髓内钉固定手术，可减轻髓内钉固定髓腔压力、减少热量产生等。目前该技术开始用于治疗创伤性骨缺损。
利用该技术可较为方便的从股骨及胫骨髓腔内获得骨髓。研究证明该技术获得的移植物临床效果较自体髂骨移植效果佳，获得骨髓量可达50 cm3，甚至更多。通过比较RIA骨髓和自体髂骨骨髓，发现前者5-7种生长因子含量较后者更高。这些生长因子包括：成纤维细胞生长因子、血小板源性生长因子、胰岛素生长因子、BMP和转移生长因子。
McCall报道了使用RIA骨移植治疗了22例巨大骨缺损，平均缺损为6.6cm，85%患者在11个月获得骨质愈合。但是7/17愈合的患者需要再次手术治疗。Stafford利用RI移植物治疗25例骨缺损不愈合患者，平均缺损达5.8cm。在术后6个月、1年分别70%和90%取得了临床愈合。
尽管RIA移植物临床效果较佳，其导致的供区力学改变不容忽视。对于老年患者使用时需尤为谨慎，因为皮质厚度减少和术后骨折的风险。Lowe报道了一组因RIA移植导致术后骨折的病例，并对使用该技术时提出以下建议：1.术前评估供区骨皮质厚度 2.术中扩髓注意监测 3.对于骨质疏松及骨质减少患者应避免RIA骨移植。另有研究人员提出股骨近端或远端偏心性扩髓可导致灾难性后果。
图4 RIA骨移植治疗车撞伤后的IIIB型胫腓骨开放性骨缺损
MASQUELET技术
利用膜保护和维持局部微环境的概念在上世纪六十年代首先提出.最初使用不可吸收材料如聚四氟乙烯聚氨酯海绵。Masquelet最先利用膜辅助的自体骨移植治疗节段性骨缺损，成功治愈了缺损最大达25cm且伴有严重软组织损伤的患者。该技术包含两步。首先完全祛除失活骨及软组织，然后植入PMMA骨水泥占位器，使用内固定或外固定进行固定。在术后6-8周进行下一步手术治疗，小心移除水泥占位器，避免其外围新生膜受到损伤，然后置入自体松质骨。
该诱导膜具有避免移植骨吸收、维持移植骨位置及阻止软组织侵入等作用。该诱导膜为特殊组织成分，由I型胶原和成纤维细胞构成。其血供丰富，由骨水泥导致的微弱排异反应在两周后降低、6个月后消失。免疫生化证明诱导膜可分泌生长因子和骨诱导因子，如血管内皮因子、TGF-β1，BMP-2。BMP-2产生的高峰在初次手术后四周。因此，存在骨移植的最佳时机。
多项研究证明利用该技术取得满意的临床效果。在2000年，Masquelet报道称下肢及上肢骨缺损在4-25cm的一组患者，经上述技术治疗后所有患者均取得骨折愈合。McCall对20例上下肢骨折伴骨缺损患者使用上述技术进行治疗，使用钢板或髓内钉固定。在随访终末期约85%患者取得了骨折愈合。但是7例患者在二次手术后需要再次手术治疗。另有学者报道12例胫骨骨折伴骨缺损使用膜诱导技术和髓内钉固定，结果92%的患者取得骨折愈合。
图5 Masquelet技术治疗IIIB型胫腓骨开放性骨缺损
血运骨移植
Huntington于1905年首先使用带血管蒂腓骨移植治疗大段胫骨缺损。Fredrickson于1972年利用带血管狗肋骨治疗狗后腿骨缺损。另有多名学者进行了类似实验研究。
目前腓骨作为最常见的带血管骨移植的供区，腓动静脉作为血管蒂，可获得约25cm移植骨。由于远近段需重叠2cm，移植骨需比缺损长4cm。腓骨近端需保留7cm以避免损伤腓总神经、远端需保留5cm以免引发踝关节异常。从生物学角度分析，带血运骨移植具有多方面优势：1.移植骨的血运及活性得以保存 2.无需爬行替代，移植物较高的机械稳定性有利于早期融合和移植物生长。三方面因素促使带血供移植骨可在短期促进骨折愈合：1.平均愈合时间为3-6个月 2.与无血供移植骨相比，较少发生骨皮质吸收和发生应力性骨折 3.带血供腓骨移植可用于治疗大于10cm骨缺损、无血供骨治疗失败患者、骨感染不愈合。但是，该方法具有以下缺点：供区损伤、移植物受限、手术时间延长、长期不能负重、骨生长不良及应力性骨折。由此技术导致的应力性骨折发生率在7.7%至22.2%。另外，血管受到损伤，骨折愈合和血管活性监测较为困难。
其它可用于带血管骨移植的地方包括髂骨翼、肩胛骨外缘及肋骨等。这些部位均为带血管骨移植理想供区，但均会导致某些并发症。带血管髂骨翼可导致肠疝、股外侧皮神经损伤等。肩胛骨外侧缘与背阔肌同时移植可同时修复骨缺损和软组织损伤，但移植骨机械强度较差。此外肋骨机械强度也较差，在负重前需要长时间生长。
骨形态蛋白和局部基因疗法
Urist于1965年最先提出了骨诱导原则。其理论假设在于骨质中富含诱导骨生成因子，在置入非骨质区域同样可以促进骨质生成。研究人员认为这是一种蛋白质，并命名为骨形态蛋白。此后，研究人员对骨形态蛋白进行了深入研究，认为其在促进骨愈合中起重要作用。目前有将近20种骨形态蛋白被发现，均属于TGF-β超级家族成员。重组DNA技术使得BMP的工业化生产成为可能，目前市面上有rhBMP-2和rhBMP-7两种。
有多项研究证明这些蛋白可用于治疗人体临界骨缺损。Geesink首次证明重组BMPs可修复人类皮质骨缺损。重组BMP-7与胶原颗粒结合治愈了5/6患者腓骨缺损，而仅使用胶原时，只有3/6患者取得骨折愈合。Jones使用rhBMP-2/同种异体骨和自体骨治疗平均长约4cm的创伤性胫骨干骨缺损，发现两者临床效果相似。研究人员认为rhBMP-2/同种异体骨治疗大段创伤性胫骨骨折骨缺损的临床效果与自体骨相似。上述研究证明BMP治疗骨缺损临床效果较佳。但是，仍需进一步研究以明确其使用指征和治疗策略。当前研究证明大剂量BMPs可在人体内诱导骨生成，但其副作用不得而知。另外，单纯重组BMP可能不足以产生满意的临床疗效，特别是对于骨量减少和血管受损的患者。局部基因治疗是在局部使用骨形态蛋白的另外一种方法。
局部基因治疗可通过体内和体外两种途径。体内途径直接将载体注射到目标位置。体外途径是通过获得特定细胞后在体外注入特定基因载体，然后置入目标部位。基因疗法在临床应用面临周期长、费用高及操作复杂等问题，目前尚处于动物实验阶段。
结语
骨缺损的治疗是临床医生面临的难题。不同治疗方式有其自身的优劣势。没有哪一种方法适用于所有患者。因此医生应根据患者的独特情况选择合适的治疗方法。治疗方式的选择应基于以下几点：骨缺损的量、软组织损伤程度、患者总体健康程度、对长期治疗的依从性。术前应详细规划，并与患者及家属进行充分沟通。患者应理解治疗过程漫长，有并发症发生可能，而最终可能面临截肢风险。
