带血管腓骨复合灭活瘤骨修复节段性骨缺损

朱皓东 黄孟全 惠瑛 姬传磊 马许宁 鲁亚杰 陈国景 王臻 李靖

作者单位：710032 西安，第四军医大学西京骨科医院骨肿瘤科

原发性恶性骨肿瘤随着早期影像诊断、新辅助化疗以及肿瘤外科技术的进步 保肢手术对于 90% 以上的骨肿瘤患者成了可能[1]，因而对长骨肿瘤切除后造成的节段性骨缺损的修复逐渐成为骨肿瘤外科修复重建关注的热点。Ortiz-Cruz 等[2-5]报道用大段异体骨移植治疗，30% 出现骨吸收，再次骨折，骨不愈合等并发症，严重影响患者治疗效果、社会心理因素和生活质量[6]。据统计出现上述并发症再手术概率已达 70% 以上。后来有人用自体瘤灭活再回植原位内固定[7]，它存在和异体骨同样的并发症，而单纯带血管自体腓骨移植具有活化、断端愈合快等优点[8-9]，但是由于直径较细主要用于上肢肱骨、尺桡骨等的重建[10-11]，单独不适于股骨、胫骨等负重部位的重建，有远期应力骨折的风险[12-13]。

Capanna 等[14]最早提出将异体骨复合自体腓骨生物重建方法用于下肢长骨肿瘤切除后长段骨缺损的重建。笔者从 2008 年在 Capanna 技术上进行拓展思维，用带血管自体腓骨复合自体灭活瘤骨修复节段性骨缺损，目前除本研究选用该技术，尚未见到将带血管腓骨复合自体灭活瘤骨应用于肿瘤切除后重建的报道。本研究回顾分析我科近年来应用自体灭活瘤骨复合带血管的腓骨 ( 游离移植、带蒂转移 )用于四肢长骨 ( 股骨、肱骨、胫骨 ) 恶性肿瘤切除后节段性缺损的重建病例，临床随访肿瘤控制情况、骨愈合结果及相关并发症。

资料与方法

一、一般资料

对 2013～2018 年的 8 例长骨肿瘤节段性切除后大段骨缺损进行带血管腓骨复合自体灭活瘤骨生物重建的临床治疗结果进行随访分析。其中：男4 例，女 4 例。平均年龄 ( 10～21 ) ( 14±3.6 ) 岁。所有病例术前均有明确病理诊断：普通型骨肉瘤7 例、软骨母型肉瘤 1 例。Eneeking 外科分期均为IIB。病变部位为股骨远端 3 例、股骨中下端 1 例、胫骨近端 4 例；8 例均接受新辅助接受化疗，8 例均未接受放疗。

二、手术方法

( 一 ) 肿瘤切除

根据术前新辅助化疗后影像学 ( MRI、X 线片、骨扫描 ) 评估，肿瘤累及范围确定精确截骨平面，确保无瘤外科边界，如瘤骨量少骨，呈溶骨改变，不纳入该手术方案。本组病例所有累及干骺端的肿瘤在 CT-MRI 融合图像导航下精准截骨，按术前在 MRI显示在肿瘤干骺端反应带 5 mm 以外以确保安全的外科边界，其关节面均得以保留，另一端距肿瘤 2 cm以外截骨，肿瘤整块切除后取体内截骨远近端切缘组织送术中病理检查，结果证实截骨两端边界均得以病理证实无瘤。截下自体瘤骨 ( 图 1f )，在独立一个无菌区域行瘤段表面瘤组织和髓腔内组织处理，处理干净后用 3% 过氧化氢溶液、生理盐水反复冲洗 3 遍，更换手套，再用蒸馏水浸泡 10～15 min，设计瘤骨开槽 ( 容纳带血管腓骨 ) ( 图 1g、h )，然后将清理后瘤骨冷冻在 -181 ℃ 液氮中保持 20～30 min，在室温下解冻 15～20 min，在蒸馏水中解冻 10～15 min，浸入万古霉素溶液 10 min，瘤骨灭活后术中再次取灭活后瘤骨截骨两端和骨髓腔内外不同部位多点取组织送术中病理检查，结果病理检查证实未找到肿瘤证据，留该组织术后做免疫组化病理检查证实无瘤证据。笔者曾多次用同疾病患者行肿瘤关节置换术切除下的瘤骨，采用上述方法进行灭活，再行病理检查证实无肿瘤证据，也有文献报道自体瘤骨冷冻灭活后病理检查未找到肿瘤细胞[15-17]。

( 二 ) 外科重建 ( 带血管腓骨复合自体灭活瘤骨 )

1. 用 Capanna 技术 ( 股骨、胫骨 )：原位回植，切取同侧带血管蒂的游离腓骨，切取腓骨长度较灭活瘤骨长约 2～4 cm 以保证两端各有 1～2 cm 可以插入两侧宿主骨缺损区断端髓腔 ( 图 1i )，复合时将腓骨纵向插入灭活瘤骨髓腔，血管蒂未于开槽处，避免血管受压，用接骨板进行固定，重建体的固定只需用单皮质固定灭活瘤骨，勿将螺钉固定于腓骨以防止影响腓骨循环，游离腓骨分别采用肱深血管、旋股外侧血管，胫前血管作为腓骨瓣的供血血管。受区血管蒂和腓骨瓣血管蒂之间如长度不足采用大隐静脉做桥接移植。如用胫前动脉作供区血管，将其中间切除一段后分别将其远近端与腓动脉远近端做吻合恢复胫前动脉连续性以保持小腿主干血管的完整性。典型病例 ( 图 1 )。

2. 改良复合重建技术 ( 用于胫骨 )：对于胫骨缺损重建采用同侧带血管蒂扭转腓骨复合自体灭活瘤骨重建 ( 图 2f～g )。手术采用双切口完成：小腿内侧切口用于肿瘤切除，外侧切口用于腓骨的游离切取。肿瘤切除后处理、灭活，测量自体灭活瘤骨的长度，确定腓骨的切取长度，对于胫骨上端的骨缺损采用腓血管近端蒂腓骨瓣翻转转移移位，对于中段及远端则采用腓血管远端蒂转移移位。腓骨瓣切取完成后通过骨间膜将腓骨转移到胫骨侧后插入自体灭活瘤骨进行复合，复合后固定同 Capanna 技术。对切取后的腓骨缺损用大段异体腓骨行缺损重建 ( 图 2 )。

图1 患儿，男，11 岁，股骨骨肉瘤，同侧带血管腓骨复合自体瘤骨灭活重建 a～b：术前 X 线片显示股骨中下段密度增高，有骨膜反应；c～d：术前 MRI 显示病变范围累及到股骨中下段骨质，接近骺端，周围水肿明显；e：术中肿瘤切除；f：切除的瘤体；g：处理后的瘤骨；h：灭活后瘤骨并开槽；i：术中将带血管腓骨与自体灭活瘤骨复合；j：回植带血管腓骨与灭活瘤骨复合体并固定；k～l：术后8 个月 X 线片显示重建位置良好，灭活瘤骨和宿主骨完全愈合Fig.1 Male, 11 years old, osteosarcoma of the femur, ipsilateral vascularized fibula combined with autologous bone inactivation and reconstruction a - b: Preoperative X-ray showed increased density in the middle and lower segment of the femur with periosteal reaction; c - d: Preoperative MRI showed that the middle and lower femoral bone was involved, near the epiphysis, and surrounding edema was obvious; e: Tumors were resected intraoperatively; f: Tumors; g: Tuberculous bone; h: After inactivation, tuberculous bone groove was made; i: Pedicled vascularized fibula+inactivated tumor bone was used intraoperatively; j: Replantation of vascularized fibula and inactivated tumor-bone complexes were performed and fixed; k - l: X-ray images at 8 months after the operation showed good reconstruction position and complete healing of the inactivated tumor and host bone

三、术后处理

术后对于下肢需要用支具保护固定 8～10 周后开始保护性负重，负重随着时间而逐渐增加，当影像学上有自体灭活瘤骨和宿主骨初步愈合表现时候开始部分负重，但不能从事体育运动和重体力劳动。对于上肢术后支具固定 4～6 周后开始保护性功能锻炼，根据影像学上结合部愈合进展逐渐增加至完全负重。

四、术后随访及评估

术后 7～10 天进行骨扫描评估移植腓骨是否成活。X 线片用于评估自体灭活瘤骨-宿主骨以及腓骨-宿主骨之间的愈合情况，胸部 CT 用于肺转移的评估。术后第 1 年隔月进行随访，第 2 年每 3 个月随访一次，第 3 年以后半年随访一次。功能评估用 MSTS-93 进行评分[18]：对于上肢测定疼痛、功能、精细活动、手的位置、上举能力、情感接受；对于下肢需要测定疼痛、功能、情感接受、支撑、行走能力、步态。每个项目分值为 1～5 分、总分为30 分。评估所得分值的百分比为功能得分比例。

结 果

一、肿瘤学结果

平均随访时间 42 ( 15～51 ) 个月。2 例发生肺转移：其中 1 例术后 8 个月余出现局部软组织复发，行截肢术，行二线化疗，15 个月死于多发肺转移；1 例术后 36 个月发生多发肺转移，执行二线化疗44 个月死于多发肺转移。本组病例中 6 例达到 4 年以上的随访。其末次随访时肿瘤控制结果为 6 例无复发和转移，无病生存 ( CDF )，2 例均死于肺转移( DOD )。

图2 患儿，男，11 岁，胫骨近端骨肉瘤，同侧带血管蒂腓骨转移复合灭活瘤骨重建 a～b：术前 X 线片显示胫骨近端呈成骨性改变，局部可见 Codman 三角形成；c：术前 MRI 显示胫骨近端病变范围累及到骺板，骺板周围水肿明显；d～e：术后 9 个月余 X 线片显示重建位置良好，灭活瘤骨和宿主骨完全愈合。缺损腓骨用异体腓骨重建；f～g：同侧腓骨带蒂转移与灭活瘤骨复合示意图Fig.2 Male, 11 years old, proximal tibia osteosarcoma, ipsilateral vascularized fibula transplant combined with inactivated bone reconstruction a - b: Preoperative X-ray showed that the proximal tibia had osteogenic changes, and the formation of Codman triangle was locally visible; c:Preoperative MRI revealed the tumor, the epiphyseal plate was not invaded, edema around the epiphyseal plate; d - e: Bony union between the host bone and the inactivated tumor bone was observed on X-ray 9 months postoperatively. The fibula defect was reconstructed with allograft; f - g:Illustration of the pedicled vascularized fibula transplant combined with inactivated tumor bone

二、重建结果

肿瘤切除后骨缺损长度为：9～21 ( 16.25±4.1 ) cm，移植腓骨长度为：12～23.5 ( 18.8±3.8 ) cm，术后骨扫描证实所有的移植腓骨均成活。本组病例中未发现有骨不连发生。在股骨重建骨股骨愈合时间为：( 7.6±0.4 ) 个月，在胫骨重建骨胫骨愈合时间为：( 8.4±1.5 ) 个月。本次研究所有病例均接受化疗，未接受放疗。

三、临床功能结果

最后一次随访 MSTS 平均评分下肢为 95.5%。下肢平均无保护性负重时间为术后 7.9 个月。本组病例中所有累及干骺端的肿瘤 ( 胫骨远端 4 例，股骨远端 3 例，股骨中下段 1 例 ) 切除后自体关节面均得以保留且相邻关节活动范围与对侧相比差异无统计学意义。

供区并发症：一过性腓总神经瘫痪 1 例，爪形趾 1 例。本组研究病例未见感染以及骨不连发生。

讨 论

影像技术进步使得术前对于肿瘤预定切除范围更为精确，加上外科技术提高使得大部分长骨恶性肿瘤能够在安全精确的肿瘤外科切缘基础上得以实施保留自体关节面的肿瘤节段性切除术[19]。本研究中 8 例均施行保留关节的肿瘤切除术，本组病例肿瘤控制结果为 CDF 6 例，DOD 2 例，和其它报道相似。值得注意的是只有 1 例局部软组织复发，说明在有效化疗和精确术前设计下保留关节面手术是可靠的保肢外科治疗手段。

对于长骨肿瘤整块切除后造成节段性骨缺损的重建方法有大段异体骨重建、带血管腓骨移植、假体重建、Ilizarov 骨转移术，单纯自体灭活回植等。目前常用生物重建方法是传统大段异体骨复合带血管腓骨移植[20-22]。近年本研究用自体灭活瘤骨复合带血管腓骨移植技术用于节段性长骨缺损重建有诸多优点：简单易操作，不受骨库的限制，直接源于患者本人，它既是自体原位回植能解剖匹配，也能保留临近关节面，恢复骨量，加上自体活化腓骨的促进骨愈合，也不存在发生免疫反应和传播性疾病的潜在风险，也能减轻患者家庭经济负担，一旦自体灭活瘤骨和宿主骨愈合往往患肢可恢复较好功能，患者生存下来，不需要因生长发育带来的肢体的不等长等问题，同时肢体功能恢复结果与对侧相比无差异，然而，单纯自体灭活瘤骨和大段异体骨在临床使用中有诸多问题是相同的，有待解决如：感染、骨不愈合、活化不全、远期异体骨再骨折吸收等并发症高达 30% 左右[23]。所有这些并发症均与自体灭活瘤骨、异体骨无血运有关。再骨折、骨不连一旦形成处理比较困难，即使经过多次手术得以获得骨愈合，患者在治疗过程中常需漫长的肢体的制动和经济费用的增加，对患者生活质量、心理造成很大影响[6]。

带血管腓骨瓣移植是长段骨缺损重建常用方法[24]，自 20 世纪 70 年代开始使用以来已经逐渐广泛应用于肿瘤保肢手术的长骨缺损重建。其优点在于：活骨移植，无须爬行替代过程，断端愈合和直接骨折愈合过程一致[25]。在下肢负重长骨重建而言，腓骨管径强度均较胫骨和股骨弱，作为对强度的弥补曾行双腓骨移植重建[12]，术后需长期保护性负重。即便如此，在愈合重塑过程中发生的应力性骨折可高达 35%～50%[26]。

Capanna 首次将这两种不同生物重建方法复合在一起用于长骨肿瘤切除后节段性缺损重建。该方法复合了两者优点：Capanna 技术进行拓展思维，用自体灭活瘤骨提供骨量和早中期重建结构稳定性；保护腓骨在愈合过程中免受外力和重塑过程中应力骨折；为接骨板固定提供可靠固定点。带血管腓骨能提高重建生物学活性；有血运成骨组织在自体灭活瘤骨和宿主骨接触端促进了自体灭活瘤骨和宿主骨的内表面愈合；腓骨一旦和残端宿主骨质愈合后可和外面接骨板一起保护自体灭活瘤在活化过程中和远期可能发生的再骨折；腓骨可对自体灭活瘤骨的内表面产生活化作用，增加了灭活瘤骨的一个活化表面。两者组合的生物重建，保证了近期和远期重建的机械力学和生物学两方面的可靠性。

由于胫骨位于皮下、局部承受高应力及血运差的特点，胫骨节段性缺损后用单纯自体灭活瘤骨重建的并发症远较股骨高，尤其是骨不连发生率。尽管如此，本组研究病例带血管腓骨复合灭活瘤骨重建技术用于大段胫骨缺损的修复结果证实所有自体灭活瘤骨-宿主骨结合部均获得了骨性愈合。与Innocenti 等[27]报道的采用对侧游离腓骨移植有所不同，本研究中胫骨重建中全部患者采用同侧腓骨带蒂转移与自体灭活瘤骨复合重建，对切除后自体骨腓骨缺损用异体腓骨重建。笔者总结这种方法具有手术操作简单、手术时间短、无须血管吻合及术后无血管危象等可能发生的并发症。该方法优点还在于：一旦远期局部复发需行截肢治疗，无须多牺牲健侧腓骨。在重建过程中对同侧切取转移后的腓骨缺损用另外一段异体腓骨做一期重建，提供了小腿负重的稳定性，减少术后并发症。本研究所有病例获得良好的骨愈合，平均无保护完全负重时间为：7.9 个月，MSTS 评分下肢高达 95.5%。说明复合生物重建对于长骨肿瘤切除后的大段缺损修复是理想的方法。

本组研究病例所有患者均获得自体灭活瘤骨和宿主骨之间一期愈合。在本组复合重建病例中，自体灭活瘤骨与股骨为：( 7.6±0.4 ) 个月，胫骨愈合为：( 8.4±1.5 ) 个月。本组病例中无骨不连发生，所以提示髓腔内腓骨对自体灭活瘤骨和宿主骨之间骨愈合有促进作用。化疗在多个研究中证实是影响骨愈合的重要因素[28-29]。即便如此，本组研究病例中所有接受化疗的患者的自体灭活瘤骨与宿主骨结合部均获得了愈合，本研究中骨扫描结果证实所有移植腓骨的生物活性，提示了带血运的腓骨对灭活瘤骨骨愈合有促进作用，是复合生物重建获得良好功能结果的基础。

本组病例中腓骨切取的并发症和其它研究类似，1 例爪形趾，术后 8 个月至 1 年择期行趾屈肌腱延长术，恢复爪形趾畸形，1 例一过性腓总神经瘫，术后行主动、被动功能锻炼和理疗等治疗，术后 3 个月腓总神经症状完全恢复。其它 6 例无不良并发症。

本临床研究证实了带血管腓骨瓣复合自体灭活瘤骨用于长骨节段性缺损重建的力学和生物学的优点。在力学方面，早期自体灭活瘤骨载荷和中晚期带血管腓骨瓣愈合后载荷相为互补，为重建后功能康复过程中不同时间点力学支撑提供可靠保证。在生物学方面，自体灭活瘤骨提供了骨量和生物性支撑体；带血管腓骨作为活化骨其愈合过程无须爬行替代；带血管腓骨为自体灭活瘤骨提供了内活化表面同时促进灭活瘤骨和宿主骨断端间骨愈合。自体灭活瘤在利用减轻患者家庭经济负担，简单易操作，不受骨库的限制，直接源于患者本人，它既是原位回植能解剖匹配，也不存在发生免疫反应和传播性疾病的潜在风险，尽管本研究证实了该复合重建方法大大降低了单纯灭活瘤骨和大段异体骨重建的早期并发症，然而长期随访结果有待于进一步观察：如肢体的生长发育，远期迟发感染；灭活瘤骨活化及腓骨重塑结果及复合重建体远期重塑结果。