30 中华骨科杂志 209 年 月第 39 卷第 期 Chin J Orthop, January 209, Vol. 39, No. 手风琴技术治疗胫骨骨折延迟愈合或不愈合 外固定与肢体重建 卢炎君 张永红 王栋 石华南 杨奇 邢浩 李晓辉 山西医科大学第二医院骨科, 太原 03000; 2 国家康复辅具 研究中心附属医院骨科, 北京 0076 通信作者 : 张永红,Email:yhzhy@39.com 殷海阳 2 秦泗河 摘要 目的探讨应用手风琴技术治疗胫骨骨折延迟愈合 不愈合的临床疗效 方法回顾性分析 206 年 2 月至 207 年 2 月采用手风琴技术治疗 例胫骨骨折延迟愈合 不愈合患者资料, 男 0 例, 女 例 ; 年龄 2~63 岁, 平均 4.9 岁 其中 5 例因慢性骨髓炎行 Ilizarov 骨搬移治疗后出现对合端延迟愈合 ;3 例胫骨开放粉碎性骨折行环形外固定架治疗后出现骨折延迟愈合 ;2 例胫骨闭合性骨折行组合式外固定架治疗后发生骨不愈合 ; 例胫骨闭合性骨折保守治疗后发生骨不愈合 例患者均通过 Ilizarov 环形外固定架对骨折断端进行手风琴技术操作, 即先压缩断端至骨性接触, 然后以 0.85 mm/d 的速度对断端进行压缩 周, 之后再以 0.85 mm/d 的速度牵伸 2~3 周, 接着以相同速度压缩至原位, 压缩期与牵伸期之间有 周的间歇期 根据 X 线片所示断端成骨情况, 进行 ~2 次循环 结果 例患者术后均获随访, 随访时间 ~29 个月, 平均 5.2 个月 ; 所有患者均获得骨性愈合, 愈合时间 3~9 个月, 平均 5.4 个月 手风琴技术操作的时间为 35~ 67 d, 平均 50.2 d; 其中 8 例采用 次手风琴技术操作,3 例采用 2 次 ; 骨痂矿化时间 64~239 d, 平均 4.9 d 末次随访时, 根据 Paley 等骨搬移治疗骨缺损疗效评价系统评价治疗结果, 优 8 例, 良 3 例, 优良率为 00%(/) 根据 Paley 等骨搬移治疗骨缺损肢体功能评价系统对肢体功能进行评价, 优 7 例, 良 4 例, 优良率为 00%(/) 结论手风琴技术治疗胫骨骨折延迟愈合 不愈合疗效显著 关键词 胫骨骨折 ; 骨折, 不愈合 ; 外固定器 证据等级 治疗性研究 Ⅳ 级 DOI:0.3760/cma.j.issn.0253 2352.209.0.005 Accordion technique in the treatment of tibial delayed union or nonunion Lu Yanjun, Zhang Yonghong, Wang Dong, Shi Hua'nan, Yang Qi, Xing Hao, Li Xiaohui, Yin Haiyang, Qin Sihe 2 Department of Orthopaedics, the Second Hospital of Shanxi Medical University, Taiyuan 03000, China; 2 Department of Orthopae dics, Rehabilitation Hospital of the National Research Center for Rehabilitation Technical Aids, Beijing 0076, China Corresponding author: Zhang Yonghong, Email:yhzhy@39.com Abstract Objective To assess the clinical curative effect of accordion technique in the treatment of tibial delayed union or nonunion. Methods From February 206 to December 207, data of patients with tibial delayed union (n=8) or non union (n=3) who had been treated by accordion technique with an Ilizarov ring external fixator were retrospectively analyzed. 0 males and female were included in our study, with an average age of 4.9 years (range, 2-63 years). There were 5 cases of dock ing site delayed union after Ilizarov transport for chronic tibial osteomyelitis. There were 3 cases of fracture site delayed union af ter external fixation for open tibia comminuted fracture. There were 3 cases of nonunion after tibia closed fracture, including 2 cas es who had hybrid external fixation treatment, and case who had conservative treatment. All the cases received accordion tech nique using Ilizarov ring external fixators. First, gradual compression at the fracture site was conducted until the bony contact was seen on a radiograph. After bony contact, compression was continued at a rate of 0.85 mm/d for a week, followed by distraction of 0.85 mm/d for 2-3 weeks. Afterward, a second compression was conducted using same rate and time with the distraction proce dure. And there was a 7 day latent period between compression and distraction. One or two cycles of compression distraction were needed before union was present radiographically. Results Bony union was obtained in all patients after a mean time of 5.4 months (from 3 to 9 months). The mean follow up for the patients was 5.2 months (from to 29 months). The mean duration of the accordion technique treatment was 50.2 d (range, 35-67 d). The accordion technique was used time for 8 patients, and 2 times for 3 patients. The mean duration of bone consolidation was 4.9 d (range, 64-239 d). According to Paley evaluation crite ria, osseous results were excellent in 8 cases, good in 3 cases, with a good to excellent rate of 00%(/); functional results were excellent in 7 cases, and good in 4 cases, with a good to excellent rate of 00%(/). Conclusion The accordion technique is a minimal invasive, safe and reliable treatment program for tibial delayed union or nonunion. Key words Tibial fractures; Fractures, ununited; External fixators DOI:0.3760/cma.j.issn.0253 2352.209.0.005

中华骨科杂志 209 年 月第 39 卷第 期 Chin J Orthop, January 209, Vol. 39, No. 3 正常的骨折愈合一般经历血肿炎症机化 原始 骨痂形成 骨痂重塑三个阶段的相互交织演进, 多 种细胞 生长因子和细胞外基质相互作用, 共同参 与并调控骨折愈合过程 [] 骨的愈合能力很强, 但 仍有 5%~0% 的骨折会受到干扰, 最终导致延迟愈 合或不愈合 [2] 骨折的延迟愈合或不愈合的诊断主要依据临 床及影像学表现 对超过 3 个月仍无骨愈合征象, 局部仍有压痛, 断端有明显反常活动,X 线片示断端 边缘不整齐 模糊甚至呈囊性改变, 骨质吸收 疏 松, 无明显骨痂生长, 断端间隙增宽, 但无硬化及髓 腔闭塞征者, 诊断为骨折延迟愈合 ; 肢体活动时骨 折断端有异常活动, 疼痛不显著,X 线片示骨折断端 萎缩, 无骨痂形成, 髓腔封闭, 骨质硬化并可见明显 间隙者, 诊断为骨折不愈合 [3] 骨折延迟愈合若无 积极治疗可进一步发展成为骨折不愈合 目前, 临床上治疗骨折延迟愈合 不愈合最常 采用的方法为重新内固定 + 取自体骨植骨术, 但该 方法手术创伤较大, 可能产生骨折周围的副损伤, 影响骨愈合, 部分病例术后出现取骨区疼痛 感染 畸形等 [4] 近年来, 出现一种治疗骨折延迟愈合 不愈合 的新技术 手风琴技术 [5], 即通过外固定架对肢 体骨折断端进行压缩 - 牵伸 - 再压缩操作, 以期达到 骨折断端骨愈合的目的 该技术的优势是无需植 骨 手术时间短 创伤小 治疗过程可控 可同时矫 正伴发的短缩成角畸形等 [5] Giotakis 等采用手风琴技术治疗 5 例骨折不愈 [6] 合病例,2 例成功 Hatzokos 等应用手风琴技术治 疗 8 例骨折不愈合,6 例达到骨愈合 Madhusudhan [7] 等采用手风琴技术治疗 2 例骨折不愈合患者, 最 [8] 终 2 例均获得骨愈合 Zhang 等应用断端切新 + 皮 质剥脱 + 手风琴技术治疗 20 例骨折不愈合患者, 其 中 9 例获得骨愈合 综上, 手风琴技术治疗骨折不 愈合的成功率为 40%~00%; 差异这么大的原因考 与操作方案的选择和如何向骨折断端施加有效的 压缩或牵伸应力刺激尚无定论有关 鉴于此, 自 206 年 2 月起, 我们采用手风琴技 术治疗胫骨骨折延迟愈合及不愈合 本研究对这 组病例进行回顾性分析, 目的是 : 探讨手风琴技 术治疗骨折延迟愈合 不愈合操作方案的选择 ;2 总结手风琴技术治疗骨折延迟愈合 不愈合的技术 要点及注意事项 ;3 评估手风琴技术治疗骨折延迟 愈合 不愈合的临床疗效 资料与方法一 纳入及排除标准纳入标准 : 胫骨骨折延迟愈合或不愈合 ;2 采用手风琴技术进行治疗 ;3 主要观察指标为骨愈合情况及肢体功能 ;4 回顾性研究 排除标准 : 有精神疾患或不愿意配合治疗者 ;2 局部依然有感染存在的患者 ;3 并发严重的内科疾病或任何潜在的可能影响治疗效果或无法耐受治疗者 ;4 依从性差, 不能按照医生指示规律调整外固定架, 并正确康复锻炼者 ;5 随访资料不完整, 随访时间不足 个月 二 一般资料 206 年 2 月至 207 年 2 月, 治疗胫骨骨折延迟愈合或不愈合患者 9 例, 根据纳入及排除标准, 例患者纳入本研究, 男 0 例, 女 例, 年龄 2~63 岁, 平均 4.9 岁 ; 其中 8 例延迟愈合,3 例不愈合 本组 例患者中,5 例胫骨慢性骨髓炎患者行 Ilizarov 骨搬移治疗后出现对合端延迟愈合, 其中 例合并马蹄足畸形 ;3 例胫骨开放粉碎性骨折患者行环形外固定架治疗后出现骨折延迟愈合, 其中 例合并马蹄足畸形 ;2 例胫骨闭合骨折行组合式外固定架治疗后发生骨不愈合 ; 例胫骨闭合骨折保守治疗后发生骨不愈合 初次治疗至本次治疗的时间为 3~20 个月, 平均 0.7 个月 三 手术方法采用腰硬联合麻醉或椎管内麻醉, 患者取平卧位, 常规消毒患肢, 铺无菌单 患肢安置环形外固定架 ( 瑞朗医疗器械有限公司, 北京 ), 小腿外固定架为五环构型 ; 远 近端各 2 环, 中间 环, 以固定或加压牵伸骨段 ; 骨折断端远 近两端均置入螺纹针以增强外固定架刚度, 减少弹性形变 如果合并马蹄足畸形, 加用马蹄足矫形构型 对于原本就通过环形外固定架治疗的患者, 在原有外架的基础上进行构型改装, 以满足手风琴技术操作的需要 四 术后处理 ( 一 ) 一般处理术后预防性应用抗生素 ~2 d, 同时使用体积分数为 75% 的乙醇清洁针道,2~3 次 /d; 若针道处略红肿或有脓性液体渗出, 则视情况增加护理频次 ; 若针道处明显红肿或有大量液体渗出, 则采用双氧水 + 生理盐水清洗针道 4~6 次 /d 术后第 天鼓励患者床边站立, 而后逐渐增加负重 ; 同时行邻近关节

32 中华骨科杂志 209 年 月第 39 卷第 期 Chin J Orthop, January 209, Vol. 39, No. 的主 被动活动, 训练患肢肌肉力量 ( 二 ) 手风琴技术操作 手风琴技术的实际操作是通过旋转固定于螺 纹连接杆上的调节螺母来完成, 该调节螺母一圈有 6 个面, 每旋转一个面轴向移动距离约为 0.7 mm, 每旋转一圈可轴向移动 mm 距离 手风琴技术操作一般从术后第 2 天开始, 首先 通过调整外固定架使断端至骨性接触, 然后以 0.85 mm/d 的速度, 即 5 个面 /d, 对断端压缩, 持续 周, 而 后再维持固定 周, 之后再以 0.85 mm/d 的速度对断 端牵伸, 持续 2~3 周, 而后再维持固定 周, 随后再 以 0.85 mm/d 的速度压缩, 持续 2~3 周 操作结束 后, 行 X 线检查, 若断端出现明显的骨痂连续, 则维 持加压至骨折完全愈合 ; 若未观察到明显骨痂出 现, 则再进行一次循环 如患者不愈合的断端接触 面积较小, 可适当延长首次压缩时间 所有患者在行手风琴技术操作期间, 需每两周 复查一次 X 线, 监测断端愈合情况, 并根据患者主观 感受, 适时调整压缩或牵伸的速度与时间 当观察 到断端出现明显的骨痂连续后, 停止手风琴技术操 作, 固定外固定架等待骨痂矿化, 并逐渐简化外固 定架 ; 在达到骨折临床愈合标准后拆除外固定架, 而后佩戴行走支具 2 周, 以进行适应性的保护 五 疗效评价指标 根据 Paley 等骨搬移治疗骨缺损疗效评价系 统对骨搬移结果进行评价 该评价结果分为优 良 可 差 4 个等级 其中骨折一期愈合, 无感染及 残留畸形 <7 和肢体不等长少于 2.5 cm 为优 ; 骨折 愈合, 加上其他三项中的任意两项为良 ; 骨折愈合, 加上其他三项中的任意一项为可 ; 骨折不愈合或再 骨折或其他三项均异常为差 根据 Paley 等骨搬移治疗骨缺损肢体功能评 价系统对肢体功能进行评价 该评价标准从明显 的跛行 僵硬性踝关节马蹄畸形 软组织的营养障 碍 ( 皮肤过敏 足底部感觉减退 ) 肢体疼痛 肢体运 动功能障碍等 5 方面评价, 其中肢体活动良好, 无其 他 4 项并发症为优 ; 肢体活动良好, 存在其他 4 项并 发症中的任意 ~2 项为良 ; 肢体活动良好, 存在 3~4 项其他并发症或截肢为可 ; 无论有无其他 4 项并发 症, 只要有肢体的运动功能严重障碍即评价为差 一 一般结果 结 果 例患者术后均获随访, 随访时间 ~29 个月, 平均 5.2 个月 治疗及随访期间均未发生断端感 染 肢体不等长或残留畸形 所有患者骨折断端均 未进行其他手术, 包括植骨 断端清理等 二 骨折愈合情况 例患者在治疗后均获得骨性愈合 ( 图,2), 愈合时间 3~9 个月, 平均 5.4 个月 手风琴技术操作 的时间为 35~67 d, 平均 50.2 d; 其中 8 例采用 次手 风琴技术操作,3 例采用 2 次 ; 骨痂矿化时间 64~239 d, 平均 4.9 d Paley 等骨搬移治疗骨缺损疗效评价系统对 骨搬移结果进行评价, 本组 例患者, 优 8 例, 良 3 例, 优良率 00%(/) 所有患者在随访期间均 未发生再骨折 三 肢体功能评价 本组 2 例治疗前合并马蹄足畸形患者, 通过安装 足踝矫形支架, 马蹄足畸形得以同期矫正, 基本恢复 跖行足, 踝关节活动范围 : 背伸 5 ~5, 跖屈 25 ~35 本组 例患者中,2 例骨搬移术后对合端不愈 合者, 采用手风琴技术骨折获得愈合, 但末次随访 时仍遗留踝关节僵硬 ( 背伸 5 ~0, 跖屈 0 ~20 ); 其余 9 例患者肢体功能基本恢复正常 根据 Paley 等骨搬移治疗骨缺损肢体功能评 价系统对肢体功能进行评价, 本组 例患者, 优 7 例, 良 4 例, 优良率 00%(/) 四 并发症情况 ( 一 ) 治疗期间 在治疗过程中, 本组 例患者均出现轻微的针 道反应, 经过 ~2 周的针道护理后反应消失 ;7 例患 者出现不同程度的膝或踝关节僵硬, 通过康复训练 得以改善 ;3 例患者在压缩过程中出现明显疼痛, 通 过减慢调节速度或口服止痛药物得以缓解 ;2 例患 者出现断端成角畸形, 通过调整外固定架纠正 ( 二 ) 随访期间 本组 7 例患者在佩戴环形外固定架 3~5 个月后 出现不同程度的膝或踝关节功能障碍, 经过康复训 练后, 其中 5 例在拆除外架后恢复正常,2 例遗留踝 关节僵硬 ( 背伸 5 ~0, 跖屈 0 ~20 ) 讨 论 一 手风琴技术的作用机制 目前研究发现, 通过对骨折断端进行压缩, 可 以增加骨折断端的应力刺激, 导致断端瘢痕组织坏 死, 诱发局部无菌性炎症反应 [0] 利用骨折处的炎 症反应及其释放的各种炎性介质和骨生长因子募

33 中华骨科杂志 209 年 月第 39 卷第 期 Chin J Orthop, January 209, Vol. 39, No. A C B D E 图 男 63 岁 A 胫腓骨开放骨折外固定治疗术后 3 个月 皮肤广泛性坏死 胫腓骨正侧位 X 线片示骨折未愈合且无愈合迹象 B 采用手 风琴技术操作 个月后 胫腓骨正侧位 X 线片可见明显骨痂 C 手风琴技术操作 3 个月后 胫腓骨正侧位 X 线片示骨痂进一步增加 已达骨 性愈合标准 D 手风琴技术操作 6 个月后 胫腓骨正侧位 X 线片示骨痂生长良好 E 拆除外固定架后 胫腓骨正侧位 X 线片示骨折愈合 集骨祖细胞 从而使处于静止状态的成骨细胞和 来自髓腔及邻近软组织的原始成纤维细胞发生聚 集和增殖 激活骨愈合系统 因此 我们认为 手风 琴技术成功与否的关键在于压缩能否充分地激活 骨折愈合系统 相对于压缩 牵伸才是 Ilizarov 技术精髓所在 基于张力-应力法则衍生而来的牵拉组织再生技术 认为 缓慢持续地牵伸可激发细胞增殖和生物合成 潜能 发生类似于胚胎发育过程的细胞分裂和组织 生成 2-6 手风琴技术操作中 通过压缩重启断端 骨折愈合系统 通过牵伸 向骨折断端施加持续 缓 慢 稳定的张应力 诱导特定机械敏感基因的表达 并提供了骨 血管及神经组织生长所需的机械条 件 7 使原始骨痂不断扩增 类似于骨搬移中新骨 痂的扩增 同时诱导微循环和局部神经组织的再 生 8-9 牵拉组织再生技术 为断端骨愈合提供更 加有利的生物学环境 相较于内固定的静态加压 手风琴技术可提供 持续可调节的动态加压方式 反复激活骨折愈合系 统 使初级骨痂反应不断累积 加之组织牵拉的放 大作用 能更加有效地促进骨痂产生和矿化 二 手风琴技术的实施方案 手风琴技术实施过程中的调节速度 间歇期 循环周期等因素均会影响最终的愈合效果 应根据 骨折不愈合的发生原因 部位 类型等选择合适的 治疗方案 Inan 等 20 采用压缩-牵伸-再压缩方法 调节速度为.0 mm/d 每次压缩至断端骨性接触或 患者自觉疼痛为止 牵伸幅度等同于压缩幅度 每 次压缩与牵伸之间有 7 d 的间歇期 再压缩结束后 以 0.25 mm/7 d 的速度进行加压 直到骨折愈合 他 用该方法治疗 例股骨骨折不愈合获成功 Menon 等 2 采用的手风琴技术方案 压缩期 mm/d 7 d 牵 伸期 0.5 mm/d 7 d 反复 4 个周期 他用该方法治疗 9 例 髓 内 钉 术 后 骨 不 愈 合 均 获 成 功 Baruah 和

34 中华骨科杂志 209 年 月第 39 卷第 期 Chin J Orthop, January 209, Vol. 39, No. A B C D 图 2 男 45 岁 A 保守治疗 6 个月 踝关节正侧位 X 线片示骨折未愈合 断端骨吸收和硬化 B 外固定治疗 3 个月后 踝关节正侧位 X 线 片示骨折无愈合趋势 C 手风琴技术操作 2 个月后 踝关节正侧位 X 线片示骨折断端出现明显的新生骨痂 D 手风琴技术操作 6 个月 外 固定拆除后 踝关节正侧位 X 线片示骨折达到临床愈合 Haque 22 采用的方案为 压缩期 0.5 mm/d 7 d 牵伸 期 0.5 mm/d 7 d 休息 3~5 d 循环 3 个周期后 再以 0.25 mm/3 d 的速度压缩至骨折愈合 他用该方案治 愈 例因骨密质发育不全导致的顽固性骨不愈合患 者 沈洁和叶晓健 23 采用的方案 0.25 mm/d 牵伸至 肢体长度恢复 而后以相同的速度压缩 当压缩至 牵伸距离的一半时 再牵伸至肢体长度恢复 他用 该方法共治疗 3 例肥大型骨不愈合均获成功 滕 星等 24 采用的方案 先对不愈合端加压并维持 2 周 然后以 mm/d 的速度逐渐牵开 0~4 mm 维持 2 周 后再以 mm/d 的速度进行压缩 循环反复直至骨折 愈合 他用该方案治疗 5 例长管状骨非感染性不愈 合患者均获成功 我们采用的手风琴技术方案为压缩-牵伸-再 压缩 调节速度为 0.85 mm/d 首次压缩时间为 周 牵伸时间为 2~3 周 再压缩 2~3 周 Hu 等 25 研究表 明 压缩或牵伸操作 周后局部 血管内皮生长因 子 成纤维细胞生长因子等成骨活性因子的表达量 达到高峰 因此 我们选择每次压缩期和牵伸期之 间有 周的间歇期 以便 ①延长加压的作用时间 以利于断端组织发生充分的坏死 诱发足够的无菌 性炎症反应 最大程度地激发组织再生潜能 ②为 局部牵拉出的新生组织提供生长时间 ③等待局部 成骨活性因子的募集 三 手风琴技术的操作注意事项 手风琴技术是一个动态的治疗过程 需要实时 监督患者完成情况及观测断端骨痂生成情况 以便 及时调整治疗方案 我们的经验是 在手风琴技术 操作期间 患者每周复查一次 每 2 周行一次 X 线检 查 锁定外固定架等待矿化期间 患者每 2 周复查一 次 每 4 周行一次 X 线检查 拆除外固定架后 患者 在第 3 6 2 个月时门诊复查 另外 由于手风琴技术的实际操作是由患者及 家属在院外完成 所以患者及家属的配合程度也是

中华骨科杂志 209 年 月第 39 卷第 期 Chin J Orthop, January 209, Vol. 39, No. 35 影响治疗效果的重要因素 综上所述, 手风琴技术通过缓慢压缩 - 牵伸 - 再压缩的应力刺激方式作用于骨折断端, 激活断端已经停滞的骨愈合系统, 启动骨再生, 是治疗骨折延迟愈合 不愈合的有效手段 但由于本组病例数较少, 所以该技术的最佳治疗方案和其促进骨愈合的机制仍需进一步研究探讨 参考文献 []Schindeler A, McDonald MM, Bokko P, et al. Bone remodeling during fracture repair: The cellular picture[j]. Semin Cell Dev Bi ol, 2008, 9(5): 459 466. DOI: 0.06/j.semcdb.2008.07.004. [2]Mills LA, Simpson AH. The relative incidence of fracture non union in the Scottish population (5.7 million): a 5 year epidemio logical study[j]. BMJ Open, 203, 3(2). pii: e002276. DOI: 0.36/bmjopen 202 002276. [3] 刘璠, 祁俊. 骨折不愈合与延迟愈合的成因与治疗 [J]. 中华创伤骨科杂志, 2005, 7(5): 405 408. DOI: 0.3760/cma.j.issn. 67 7600.2005.05.002. Liu P, Qi J. Causes and treatments of non union and delayed union of fractures[j]. Chin J Orthop Trauma, 2005, 7(5): 405 408. DOI: 0.3760/cma.j.issn.67 7600.2005.05.002. [4] 吴文明, 唐佩福. 骨不连治疗方法的研究进展 [J]. 中国继续医学教育, 207, 9(5): 26 29. DOI: 0.3969/j.issn.674 9308.207.05.070. 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