Ilizarov骨搬移联合抗生素骨水泥促进胫骨大段骨缺损的对接点愈合

doi:10.12307/2025.268

中国组织工程研究 ›› 2025, Vol. 29 ›› Issue (10): 2038-2043.doi: 10.12307/2025.268

• 组织工程骨材料 tissue-engineered bone • 上一篇下一篇

Ilizarov骨搬移联合抗生素骨水泥促进胫骨大段骨缺损的对接点愈合

张治博，王兆林，王志刚，李朋，姜建浩，张锴，杨淑野，杜刚强

滨州医学院附属医院创伤骨科，山东省滨州市 256603

收稿日期:2023-12-16 接受日期:2024-02-26 出版日期:2025-04-08 发布日期:2024-08-21
通讯作者: 杜刚强，副主任医师，滨州医学院附属医院创伤骨科，山东省滨州市 256603 共同通讯作者：杨淑野，副主任医师，滨州医学院附属医院创伤骨科，山东省滨州市 256603
作者简介:张治博，男，2000年生，山东省德州市人，汉族，在读硕士，主要从事创伤骨科方面的研究。
基金资助:
山东省医药卫生科技发展计划项目(202004070551)，项目负责人：杜刚强

Ilizarov bone transport combined with antibiotic bone cement promotes junction healing of large tibial bone defect

Zhang Zhibo, Wang Zhaolin, Wang Zhigang, Li Peng, Jiang Jianhao, Zhang Kai, Yang Shuye, Du Gangqiang

Department of Orthopedic Trauma, Binzhou Medical University Hospital, Binzhou 256603, Shandong Province, China

Received:2023-12-16 Accepted:2024-02-26 Online:2025-04-08 Published:2024-08-21
Contact: Du Gangqiang, Associate chief physician, Department of Orthopedic Trauma, Binzhou Medical University Hospital, Binzhou 256603, Shandong Province, China Co-corresponding author: Yang Shuye, Associate chief physician, Department of Orthopedic Trauma, Binzhou Medical University Hospital, Binzhou 256603, Shandong Province, China
About author:Zhang Zhibo, Master candidate, Department of Orthopedic Trauma, Binzhou Medical University Hospital, Binzhou 256603, Shandong Province, China
Supported by:
Shandong Province Medical and Health Technology Development Plan Project, No. 202004070551 (to DGQ)

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：
Ilizarov骨搬移技术：是治疗由创伤、骨髓炎等原因引起的长骨大段骨缺损的有效方法。Ilizarov骨搬移技术根据张力-应力法则，结合环形外固定架缓慢牵拉促进新骨形成，其主要作用是重建微循环，缓解缺血症状，促进伤口愈合。
Masquelet膜成骨技术：将抗生素骨水泥填充于骨缺损区在抗感染同时诱导形成假膜，二期开放植骨诱导骨再生，在治疗骨缺损方面取得了良好的临床疗效。

背景：Ilizarov骨搬移治疗开放性胫骨大段骨缺损十分有效，但仍有并发症，其中对接点愈合困难是治疗难点之一。
目的：探讨Ilizarov骨搬移联合抗生素骨水泥对开放性胫骨大段骨缺损术后对接点愈合的影响。
方法：选择2010年8月至2022年1月滨州医学院附属医院收治的开放性胫骨大段(骨缺损 > 4 cm)骨缺损患者51例，其中28例接受单纯Ilizarov骨搬移治疗(对照组)，23例接受Ilizarov骨搬移联合抗生素骨水泥治疗(试验组)。统计比较两组患者外固定时间、骨愈合时间、骨愈合指数、骨搬移过程中的目测类比评分、末次随访时的骨缺损肢体功能、对接点愈合及并发症发生情况。
结果与结论：①51例患者均获得完整随访，平均随访(22.53±5.77)个月，试验组患者外固定时间、骨愈合时间、骨愈合指数、术后感染率及对接点未愈合率均少于对照组(P < 0.05)，两组二期手术后6个月的目测类比评分、末次随访时的骨缺损肢体功能优良率比较差异无显著性意义(P > 0.05)；②结果表明，相较于单纯的Ilizarov骨搬移治疗，Ilizarov骨搬移联合抗生素骨水泥治疗可促进开放性胫骨骨折对接点的愈合，提高骨愈合率。

https://orcid.org/0009-0003-9018-2847(张治博)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料；口腔生物材料；纳米材料；缓释材料；材料相容性；组织工程

关键词: 膜诱导成骨技术, 骨搬移, 对接点, 骨愈合, 胫骨开放性骨折, 大段骨缺损

Abstract: BACKGROUND: Ilizarov bone transport is very effective in the treatment of open large tibial bone defects, but there are still complications, among which the difficulty of junction healing is one of the difficult points in treatment.
Objective: To investigate the effect of Ilizarov bone transport combined with antibiotic bone cement on junction healing after operation of open large tibial bone defect.
Methods: Totally 51 patients with open large tibial bone defect (bone defect > 4 cm) admitted to Binzhou Medical University Hospital from August 2010 to January 2022 were selected, of which 28 received Ilizarov bone transport alone (control group) and 23 received Ilizarov bone transport combined with antibiotic bone cement treatment (trial group). External fixation time, bone healing time, bone healing index, visual analog scale score during bone removal, bone defect limb function, junction healing and complications at the final follow-up were statistically compared between the two groups.
Results and Conclusion: (1) All the 51 patients were followed up for a mean of (22.53±5.77) months. External fixation time, bone healing time, bone healing index, postoperative infection rate, and non-healing rate of junction were less in the trial group than those in the control group (P < 0.05). There was no significant difference between the two groups in visual analog scale scores at 6 months after the second surgery and in the functional excellence and good rate of limb with bone defect at the final follow-up (P > 0.05). (2) These findings indicate that compared with the Ilizarov bone transport alone, Ilizarov bone transport combined with antibiotic bone cement treatment can promote the healing of open tibial fracture junction and increase the rate of bone healing.

Key words: membrane induction osteogenesis technique, bone transport, docking site, bone healing, open tibial fracture, large-segment bone defect

中图分类号:

张治博, 王兆林, 王志刚, 李朋, 姜建浩, 张锴, 杨淑野, 杜刚强. Ilizarov骨搬移联合抗生素骨水泥促进胫骨大段骨缺损的对接点愈合[J]. 中国组织工程研究, 2025, 29(10): 2038-2043.

Zhang Zhibo, Wang Zhaolin, Wang Zhigang, Li Peng, Jiang Jianhao, Zhang Kai, Yang Shuye, Du Gangqiang. Ilizarov bone transport combined with antibiotic bone cement promotes junction healing of large tibial bone defect[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2025, 29(10): 2038-2043.

图/表（结果） 4

2.1 参与者数量分析 51例患者获得完整随访，平均随访(22.53±5.77)个月，全部进入结果分析。
2.2 试验分组流程见图1。

2.3 两组患者基线资料比较两组患者性别分布、年龄、骨缺损长度比较差异均无显著性意义(P > 0.05)，见表2，具有可比性。

2.4 两组患者骨缺损愈合情况试验组患者的骨愈合时间、骨愈合指数及拆除外固定时间均优于对照组(P < 0.05)，见表3。试验组23例患者中2例骨缺损对合端愈合欠佳[17]，采用“手风琴”技术达到临床愈合[18]。对照组28例患者中10例骨缺损对合端愈合欠佳，其中6例采用“手风琴”技术、4例采用对合端植骨等处理后均临床愈合[19]。

2.5 两组患者相关并发症发生情况
外固定相关并发症[20]：有5例患者在骨搬移过程中出现力线偏移，包括试验组1例、对照组4例，经外固定调整纠正力线，患者骨愈合后功能未明显受限。
术后开放创面感染：试验组为23例中3例患者出现感染，感染率为13%；对照组型28例中11例出现感染，感染率为39%。试验组患者感染率低于对照组(P < 0.05)，见表3。
2.6 两组患者目测类比评分比较两组患者二期术后6个月的目测类比评分比较差异无显著性意义(P > 0.05)，见表3。
2.7 两组患者肢体功能评价末次随访时，试验组23例患者中肢体功能优15例、良4例、可4例，优良率为83%(19/23)；对照组28例患者中肢体功能优18例、良4例、可4例、差2例，优良率为79%(22/28)。两组患者肢体功能优良率比较差异无显著性意义(P > 0.05)，见表3。
2.8 典型病例 54岁男型患者，因创伤致胫腓骨开放性骨折，一期行清创外固定支架固定，骨缺损处行抗生素骨水泥填充固定；待软组织条件改善后拆除原外固定，进行Ilizarov骨搬移+抗生素骨水泥植入治疗。该患者治疗过程中的资料图片，见图2。

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引言

材料方法

1.1 设计回顾性病例分析，计量资料比较采用t检验，计数资料比较采用卡方检验。
1.2 时间及地点试验于2010年8月至2022年1月在滨州医学院附属医院创伤骨科完成。
1.3 对象回顾性分析2010年8月至2022年1月滨州医学院附属医院收治的开放性胫骨大段骨缺损患者的病历资料，共纳入51例患者，男29例，女22例，骨缺损范围4.0-10.0 cm。其中28例接受单纯Ilizarov骨搬移治疗(对照组)，23例接受Ilizarov骨搬移联合抗生素骨水泥治疗(试验组)。所有患者对研究知情同意并签署了知情同意书。研究已通过滨州医学院附属医院伦理委员会批准，批准号：[2021]伦审字(KT-002)号。
纳入标准：①胫骨骨缺损> 4 cm；②Ilizarov骨搬移联合抗生素骨水泥治疗患者；③单纯骨搬移治疗患者；④随访资料完整者。

排除标准：①合并严重血管或神经损伤行截肢手术者；②周围神经、血管病变患者；③伴有严重内科基础疾病不能耐受手术者；④患有精神类疾病不能配合手术等；⑤未能完整随访患者。
1.4 材料研究中应用的抗生素骨水泥与Ilizarov环形固定器介绍，见表1。

1.5 方法
1.5.1 术前准备术前完善各项检查，排除手术禁忌。
1.5.2 手术方法
(1)对照组手术方法：
一期手术(断端清创及抗生素骨水泥填充)：开放性胫骨骨缺损患者行急诊手术治疗，术中彻底清创，彻底清除周围坏死软组织，清除游离碎骨块，合并血管神经损伤者行一期吻合修复，应用组合式外固定架固定。骨缺损处应用抗生素骨水泥(每40 g含硫酸庆大霉素骨水泥混合
3.5 g万古霉素)塑形填充并连接骨断端[12]，制成骨水泥片植于创面覆盖肌肉及胫骨部分外露骨质，然后行创伤负压封闭引流技术覆盖骨水泥创面，术后持续负压吸引[13]。
二期手术(安装Ilizarov环形固定器)：急诊清创术后，根据肢体血运创面及周围软组织情况，二期行Ilizarov骨搬移术。拆除原先外固定架，完整取出骨水泥并彻底清理死骨，使髓腔通道再通，截除断端至骨端出现“辣椒征”，安装Ilizarov环形固定器，透视下确定骨折对位对线可，外固定架固定确实。
创面处理：软组织条件较好患者一期闭合创面；软组织缺损较重患者行负压封闭引流技术覆盖，待软组织条件改善后，根据情况行闭合创面或转移皮瓣等闭合创口。
术后处理：术后应用抗生素预防感染48 h。Ilizarov骨搬移术1周后以1 mm/d 的速度进行骨搬移，4次/d。每2周复查胫骨X射线片，根据结果调整搬移的方向、频率和速度[14]。骨缺损区愈合后拆除外固定器并进行负重训练。在骨端接触后继续加压固定对接点。二期术后2周及1，2，3，6个月等门诊复查，行X射线片检查，必要时加做CT检查，根据复查结果指导患者功能锻炼。
(2)试验组手术方法：一期手术(断端清创及抗生素骨水泥置入)方法同对照组。二期手术(安装Ilizarov环形固定器)方法同对照组，另外在骨缺损部位填充抗生素骨水泥(每40 g含硫酸庆大霉素骨水泥混合3.5 g万古霉素)，即将骨水泥制成与胫骨周径相等的珠链填充骨缺损腔处，透视下确定骨折对位对线可，外固定架固定确实。
创面处理：开放性创面应用抗生素骨片覆盖，规律换药。创面可伴随搬移过程逐步减小，待完整骨搬移后观察创面情况，若软组织缺损同期减小，可直接闭合创面；若软组织缺损范围仍较重患者，处理方式同对照组。
术后处理：术后应用抗生素预防感染、骨搬移时间及频率、复查时间、外固定拆除、负重锻炼条件，均与对照组相同。术后随着骨搬移的进行，在靠近骨搬移骨段侧依次、循序取出抗生素骨水泥链珠，每取除一枚链珠后，继续骨搬移约链珠直径长度(透视确定)，依次取出所有链珠，直至对接点接触后加压固定。二期术后2周及1，2，3，6个月等门诊复查，行X射线片检查，必要时加做CT检查，根据复查结果指导患者功能锻炼。
1.6 主要观察指标骨延长开始至骨缺损处对合段临床愈合的时间判定为骨愈合[15]。
骨愈合指数指骨骼每延长1 cm至新骨完全矿化，骨的愈合强度达到去除外固定器所需的时间，根据患者骨搬移开始到骨矿化拆除外固定的时间和下肢节段性骨缺损的长度计算获得，骨愈合指数=骨搬移开始至拆除外固定架时间(d)/骨延长总长度(cm)。随着骨搬移进行，搬移骨段与对应骨的断端汇聚所形成的区域称为对接点。以影像学检查示对接点处对线对位良好，有连续性骨痂通过，说明对接点愈合良好。
二期术后6个月，评估患者骨搬移过程中的目测类比评分。使用一条长约10 cm的游动标尺，一面标有10个刻度，两端分别0分端和10分端，0分表示无痛，10分代表难以忍受的最剧烈的疼痛，使用时将有刻度的一面背向患者，让患者在直尺上标出能代表自己疼痛程度的相应位置。
将Ilizarov术后相关并发症分为主要并发症及次要并发症，主要并发症包括骨对合端不愈合、下肢力线不良等，次要并发症包括钉道感染、外固定架固定针松动或移位、软组织下陷等。
末次随访时，以术后骨折段对线对位情况及患者是否活动受限，划分功能优良率。按Ilizarov方法研究与应用协会(Associaion for the Study and Applicaion of the Method of Ilizarov，ASAMI)评分标准评价骨愈合和肢体功能[16]。
ASAMI骨愈合评价标准：①优：骨愈合，无感染，对位、对线良好，成角< 7°、下肢不等长< 2.5 cm；②良：骨愈合，其余3项指标有1项达不到标准；③中：骨愈合，其余3项指标有2项达不到标准；④差：骨不愈合或再骨折，其余3项指标均达不到标准。
ASAMI功能评价标准：①优：所有术前主动活动均恢复，无疼痛或轻度疼痛，无跛行，无局部软组织营养不良，膝、踝关节痉挛< 10°，膝、踝关节活动度较少< 15°；②良：大部分术前主动运动恢复，无疼痛或轻度疼痛，其余4项指标有1项达不到标准；③中：部分术前主动运动恢复，无疼痛或轻度疼痛，其余4项指标有2项达不到标准；④差：术前主动运动明显受限，严重疼痛需用麻醉药物，其余4项指标有3项达不到标准。
1.7 统计学分析采用SPSS 24.0统计软件(SPSS公司，美国)进行统计学分析。计量资料(年龄、外固定时间、骨愈合时间、骨愈合指数等)以x±s表示，组间比较采用t检验；计数资料(性别、功能优良率)采用例数(%)的形式表示，比较采用卡方检验。检验水准α值取双侧0.05。该文统计学方法已经滨州医学院附属医院生物统计学专家审核。

讨论

对于开放性胫骨骨缺损，应用Ilizarov骨搬移技术能有效恢复肢体长度，在治疗骨缺损的同时缓慢修复软组织缺损[22]。当搬移骨段与对应骨连接时所形成的区域称为对接点[23]，往往因各种原因(如软组织嵌入等)导致对接点骨愈合不良[24]。此次研究探讨Ilizarov骨搬移技术联合应用抗生素骨水泥促进开放性胫骨骨折术后对接点愈合的效果[25]。
Masquelet膜成骨技术可促进骨愈合、修复骨缺损[26-27]，治疗开放性长骨骨缺损的疗效确切[28-29]。骨缺损区清创后植入抗生素骨水泥，可为骨缺损修复创造良好的生物学和力学环境，同时还可为二期非血管化骨移植成功奠定基础，明显提高骨缺损区骨愈合率[30]。为研究膜成骨技术促进骨愈合机制，有学者进行了相关动物实验，证实骨水泥可为大鼠股骨骨缺损提供良好的力学稳定；骨水泥周围生成类似骨膜结构的生物膜[31]，其内含大量转化生长因子、血管内皮生长因子、骨形态发生蛋白等生长因子，可辅助诱导成骨，促进骨缺损区骨质愈合、血管再生、骨矿化[32-33]。
YIN等[34]通过研究认为骨搬移时间过长，骨折端的血肿逐步被软组织代替，可在对接点两端形成纤维软骨帽，影响对合端愈合。为此，此次研究先于骨缺损区植入骨水泥链珠，避免软组织长入骨缺损区，减少对合端纤维软骨帽形成；随着骨搬移进行，间断取出骨水泥链珠，将长时间骨搬移人为分为分段骨搬移，也能有效减少骨缺损区软组织长入，避免对接骨端局部纤维软骨帽形成。研究结果显示，试验组利用抗生素骨水泥填充(膜成骨技术)联合骨搬移治疗开放性胫骨骨缺损，与单纯骨搬移相比对接点骨愈合时间较短、相应外固定佩戴时间缩短。膜成骨技术联合骨搬移术可缩短治疗周期，减少外固定时间，缩短患者病程，减轻患者佩戴外固定痛苦，减轻经济负担[35]。
外固定架相关并发症如创面感染率、固定钉松动等，与外固定时间密切相关，外固定时间越长，并发症发生率越高[36]。此次研究结果显示，相较于对照组，试验组患者外固定佩戴时间明显减少，可相应减少创面感染率、固定钉松动等并发症。抗生素骨水泥能够紧紧贴附于创面软组织，减少无效腔的出现，使得腔内始终维持着较高的药物浓度，充分发挥其抗菌作用；同时，抗生素骨水泥还能加速诱导膜的形成，进而使得血管内皮生长因子、血管生成因子以及转化生长因子β等因子得到释放，对形成丰富血管、优化局部血供有积极意义，继而发挥更好的抗感染疗效。两组骨搬移术治疗骨缺损均存在不同程度外固定相关并发症，术后应加强外固定护理，密切随访，及时发现及时相应处理并指导功能锻炼，可减少并发症的发生[37]。
在处理开放性胫骨骨缺损过程中，应用Ilizarov骨搬移技术联合应用抗生素骨水泥可避免软组织长入，避免力线偏移[38]；同时利用抗生素骨水泥促进局部骨痂形成，促进对接点骨端愈合，相应缩短佩戴外固定时间，避免外固定延长佩戴等相关并发症的发生率。两组患者二期术后均获得了良好的肢体功能。
综上所述，Ilizarov骨搬移技术联合应用抗生素骨水泥对开放性胫骨骨折术后对接点愈合的疗效满意。但研究尚有不足之处：①研究对象构成以开放性胫骨骨缺损为主，其他部位骨缺损患者未纳入；②样本量小，尚需大样本、多中心前瞻性研究，探讨Ilizarov 外固定技术联合应用抗生素骨水泥促进对接点愈合的临床疗效。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料；口腔生物材料；纳米材料；缓释材料；材料相容性；组织工程

Ilizarov骨搬移联合抗生素骨水泥促进胫骨大段骨缺损的对接点愈合

Ilizarov bone transport combined with antibiotic bone cement promotes junction healing of large tibial bone defect

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