可吸收胸骨钉在冠状动脉旁路移植中的应用

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2013.47.023

摘要/Abstract

摘要：

背景：可吸收胸骨钉逐渐在临床应用，但在胸骨骨折和心脏术后胸骨固定应用可吸收胸骨钉的临床效果报道较少。
目的：总结冠状动脉旁路移植中应用可吸收胸骨钉关胸的效果。
方法：150例冠状动脉旁路移植患者手术结束后，其中95例采用常规钢丝固定胸骨，作为对照组；另55例在常规钢丝固定胸骨的同时放置可吸收胸骨钉，作为试验组。比较两组杜冷丁用量、肺部并发症发生率、切口感染率、术后住院天数及住院费用。
结果与结论：随访3-8年，两组均未见胸骨感染及胸骨不愈合现象。试验组杜冷丁用量、住院天数少于对照组(P < 0.05)；两组肺部并发症发生率、切口感染率及住院费用比较差异无显著性意义(P < 0.05)。表明在冠状动脉旁路移植中使用可吸收胸骨钉固定是可行的，并不会增加感染的发生。

关键词: 生物材料, 生物材料临床实践, 可吸收胸骨钉, 冠状动脉旁路移植, 钢丝, 肺部并发症, 切口感染

Abstract:

BACKGROUND: Poly-L-lactide sternal coaptation pins have been gradually used in clinic, but there are still few reports about the clinical effects of poly-L-lactide sternal coaptation pins in sternal fractures and sternal fixation after heart surgery.
OBJECTIVE: To summarize the clinical effects of poly-L-lactide sternal coaptation pins in coronary artery bypass grafting.
METHODS: Totally 150 patients who had received coronary artery bypass graft were enrolled. Ninety-five out of 150 patients received sternal fixation using steel wires as control group, and the other 55 patients underwent sternal fixation using steel wires and poly-L-lactide sternal coaptation pins as test group. Pethidine dosage, incidence rates of pulmonary complications and wound infection, postoperative hospitalization days and hospital costs were compared between the two groups.
RESULTS AND CONCLUSION: During the follow-up period (3-8 years), there was no sternal infection and nonunion in the two groups. In the test group, pethidine dosage and hospitalization days were fewer than those in the control group (P < 0.05). No significant differences were found in the incidence rates of complications and wound infection and hospital costs between the two groups (P > 0.05). These findings indicate that poly-L-lactide sternal coaptation pins are feasible in the coronary artery bypass grafting.

Key words: biocompatible materials, bone nails, bone wires, coronary artery bypass, off-pump

中图分类号:

R318

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图/表（结果） 3

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引言

自1984年Rokkanen等^[1-3]首先将聚乙醇酸用于骨科临床以来，生物降解可吸收内植物的实验及临床研究得到迅猛发展，并取得了可喜的成果。近年来，各种新式内外固定材料及固定方法的出现，使得骨折治疗有了新进展。聚乳酸系列可吸收骨折内固定材料和器械正渐为广大临床医生和患者所接受。目前聚乙醇酸、聚乳酸等制成的各种棒、针、螺钉已商业化，世界各国临床应用上万余例，收到良好的治疗效果。例如有研究用生物可吸收性聚乳酸/偏磷酸钙复合物棒对20只兔股骨髁上实验性骨折行髓内固定，术后2，4，8，12 周分别经X射线摄片、大体观察、光镜和电镜对骨折的愈合、材料的降解性能和力学性能进行观察。结果显示，骨折端无明显的炎性反应和异物反应，所有骨折均愈合，骨折最终愈合后固定材料逐渐重吸收；12周时生物可吸收性聚乳酸/偏磷酸钙复合材料弯曲强度的95%可信区间为78.88-92.32 MPa，弹性模量的95%可信区间为6.24-7.24 GPa，拉伸强度的95%可信区间为93.91-111.57 MPa，表明聚乳酸/偏磷酸钙复合材料生物相容性和机械性能良好，是一种有前途的骨外科内固定材料。另有研究DL-聚乳酸夹板在8只犬下颌骨、颧弓骨折内固定的疗效，实验采用大体观察、组织学、四环素荧光活体骨标记、X射线摄片观察骨折4，8，12，28周时的内固定效果；DL-聚乳酸板的组织相容性及其在体内的降解，并与微型钢折内固定比较。结果表明：超高分子DL-聚乳酸板具有良好的力学性能，在下颌体、颧弓骨折内固定中可获得良好固位，达到与微型钢板相同的内固定效果；DL-聚乳酸板具有良好的组织相容性，不引起周围组织的炎症和异物反应；DL-聚乳酸板植入后脆性逐渐增加，术后3个月仍呈原有外形，但质量下降，术后7个月已降解为碎片和小颗粒，质量丧失70%以上，但何时完全吸收有待更远期观察。由于传统的心脏开胸术后胸骨固定方法为不锈钢丝间断缝合胸骨，术后容易出现移位和切割胸骨，造成患者胸骨迟缓愈合与不愈合的发生，这正是由于骨折固定方法不当所造成^[4-5]。而在胸骨骨折和心脏术后胸骨固定应用可吸收胸骨钉术后的临床效果报道和文献较少。文章总结150例冠状动脉旁路移植患者的临床资料，其中55例关胸时放置可吸收胸骨钉，95例单纯钢丝固定胸骨，对两组临床效果进行对比分析。

材料方法

设计：回顾性病例分析。

时间及地点：于2002年4月到2009年8月在北京通州区潞河医院完成。

对象：纳入150例冠状动脉粥样硬化性心脏病需行冠状动脉旁路移植患者，常规纵劈胸骨进胸，其中男114例，女36例；应用胸骨钉患者55例为试验组，其中男38例，女17例；年龄(65.38±7.10)岁。未应用胸骨钉患者95例为对照组，其中男76例，女19例；年龄(64.73±8.74)岁。

冠状动脉粥样硬化性心脏病的诊断：①有典型的心绞痛发作或心肌梗死，而无重度主动脉瓣狭窄、关闭不全、心肌病等证据者。②休息时心电图有明显的心肌缺血表现或心电图运动试验阳性，而无其他原因(如各种心脏病、显著贫血、阻塞性肺气肿、自主神经功能紊乱，应用洋地黄药物及电解质紊乱等)可查。如患者仅有心电图的缺血表现，而无心绞痛者可诊断为无症状性心肌缺血。③40岁以上患者有心脏增大，心力衰竭及乳头肌功能失调，而不能用心肌疾病或其他原因解释，并有下列3项中的2项者：高血压病，高胆固醇血症，糖尿病。

纳入标准：冠状动脉粥样硬化性心脏病，冠状动脉左主干单支病变和或多支病变，行非体外循环手术患者。

排除标准：急诊冠状动脉旁路移植患者。

内固定材料：①胸骨钉名称为GRAND FLX，刚子(珠海港康达医疗器材有限公司)材料构成为聚左旋乳酸。特点：抗弯曲强度略高于人体皮质骨，有效支撑时间为8-10个月，不干扰放射线影像和放疗，经过测试，无细胞毒性，血液及组织相容性好，材料使用寿命为6年。3-5年后体内完全降解分解为二氧化碳和水。②外科不锈钢缝线：型号M649G厂家：强生，批号：国食药监械(进)字2007第2650717号，材料表面构成为不锈钢，带针缝合线，针与线的材料都是不锈钢。经过测试，无细胞毒性，血液及组织相容性好，材料使用寿命为10年。

方法：

麻醉和体外循环：采用芬太尼加咪唑安定(2.0-3.0 mg诱导)加1%异氟醚复合麻醉，间断给予阿端等肌松剂，气管内插管。麻醉后经颈内静脉留置Swan-Ganz导管，在围术期行血液动力学监测。采用正中切口进胸，低能电刀非接触法取左侧乳内动脉(LIMA)，如果发现动脉偏细、有损伤或有严重的动脉硬化流量偏低则弃用。为防止痉挛因素，取完后左侧乳内动脉用0.01%罂粟碱溶液浸润并用纱布包裹。在此同时非接触法取下肢大隐静脉或(和)取上肢桡动脉。冠状动脉远端吻合口采用7-0无创伤缝合线连续缝合，近端吻合口以6-0创伤缝合线线连续缝合。在斜窦内缝合1根心包牵引线，拉紧固定后抬高心脏，显露靶血管，充分显露所有靶血管，达到完全再血管化。用CTS或Octopus心脏稳定器局部固定吻合口，气雾喷射系统保持吻合术野无血并帮助显露吻合口，在心脏不停跳的情况下完成冠脉远端吻合口，于升主动脉夹侧壁钳，完成近端吻合口。大多先完成左侧乳内动脉到前降支吻合，再完成其他吻合。冠状动脉旁路移植手术结束关胸时，对照组仅采用6号钢丝间断缝合胸骨后固定胸骨；试验组采用6号钢丝间断缝合胸骨后，两侧胸骨骨髓处穿孔，深度为胸骨钉长度的一半，可吸收胸骨钉插入一侧(型号BA-2753)，收紧钢丝，胸骨钉植入两侧胸骨内，拧紧钢丝固定胸骨植入，每例患者植入两三枚。术后转入ICU行重症监护治疗，拔出气管插管后，给予杜冷丁注射液镇痛治疗。

主要观察指标：两组杜冷丁用量、肺部并发症发生率、切口感染率、术后住院天数及住院费用。

统计学分析：采用SPSS 17.0统计软件对数据进行处理，计量资料比较进行独立样本t 检验，计数资料比较应用卡方检验，P < 0.05为差异有显著性意义。

讨论

前生物降解聚合物在国外已被广泛用于临床，并逐渐得到发展和被人们所接受^[6-7]。聚乳酸也称为聚丙交酯，因无毒、无刺激性和良好的生物相容性等特点，近年来广泛应用于医用缝合线^[8]、药物释放系统和组织工程材料等生物医学领域^[9-12]，是美国食品药物管理局批准用于人体的聚酯类化合物^[13]。

例如有研究探讨可吸收螺钉内固定治疗第5跖骨基底部骨折的临床疗效，试验选择2005年8月至2011年9月采用左旋聚乳酸可吸收螺钉内固定治疗第5跖骨骨折患者28例，其中男19例，女9例；年龄18-61岁，平均29.8岁；左足11例，右足17例，均为闭合性损伤；受伤原因：跌倒时扭伤25例，重物砸伤3例；第5跖骨基底部Ⅰ区骨折16例，Ⅱ区骨折11例，Ⅲ区骨折1例。结果显示本组病例随访8-19个月，平均随访13个月，

全部病例获得骨性愈合，愈合时间8-12周，平均9.5周，骨折线消失时间为2-5个月，未发生骨折延迟愈合或不愈合、足部畸形、螺钉断裂或早期降解吸收等情况。按美国足踝矫形协会的中前足评分标准评分，28例评分为82-100分，平均为89.6分，总体疗效满意；说明可吸收螺钉内固定治疗第5跖骨基底部骨折，其内固定性能良好，无明显的应力遮挡作用，避免了二次手术，疗效满意，是一种较为理想的内固定方式。另有研究制备具有良好降解性及缓释效果的负载盐酸环丙沙星的聚乳酸-羟基乙酸共聚物微球(CIP-PLGA-MS)，观察其在Gustilo Ⅱ型开放性骨折一期内固定辅助治疗中的作用。实验采用乳化溶剂挥发法制备微球，检测微球表面形态、产率、载药量、包封率、体外释药曲线等，建立SD大鼠股骨金黄色葡萄球菌(ATCC25923)感染性Gustilo Ⅱ型开放性骨折动物模型，共36只并随机分成对照组A和实验组B，每组18只，感染2 h后行清创缝合克氏针髓内固定术，分别植入空白微球和载药微球于大鼠骨折断端，28 d后通过X射线、病原微生物学评估患肢是否感染。结果显示，成功制备具有良好缓释性能的CIP-PLGA-MS，微球粒径集中分布于30-100 μm范围，产率、载药量、包封率分别达71.37%，4.82%，13.75%；微球24 h内突释效应明显，28 d累积释放率达71.8%；实验组大鼠感染治愈率为94.44%，对照组为61.11%，差异有显著性意义(P < 0.05)，证实CIP-PLGA-MS能够有效辅助降低Gustilo Ⅱ型开放性骨折一期内固定治疗的感染率。可吸收胸骨钉为合成树脂材料，其成分为聚左旋乳酸，它的特点具有：良好的可降解性(最终生成二氧化碳和水)；良好机械性能及物理性能(加工方便，应用十分广泛)；良好的相容性，已经成为生物降解医用领域最受青睐的材料之一^[14]。初时抗弯曲强度略强于皮质骨，有效支撑时间8-10个月。作为内固定材料，在手术操作过程中不易割伤软组织，即使在加压情况下也不会损伤松质骨，在所固定的组织愈合之前能够保持足够的强度，可随着骨组织的愈合机械强度适当衰减，使骨折断端得到正常的应力刺激，没有金属材料存在的应力遮挡、腐蚀反应等缺点，可使患者避免清除植入物的再次手术，对CT和核磁共振等影像学检查也无影响，使用起来比金属制品要安全和方便。30多年的研究证明目前广泛使用的生物降解材料具有较好的相容性，在细胞相容性研究中细胞形态学实验^[15-17]、细胞毒性实验^[18-21]、细胞增殖实验^[22]，血液相容性研究中的溶血率实验^[23--24]和血小板黏附实验^[25]，组织相容性研究中的全身毒性实验^[26]、体内植入实验没有发现严重的急性组织反应和毒理反应和严重的溶血反应^[27-29]。一些轻微的异物反应随着植入物的降解和组织愈合逐渐消失或经简单的外科处置后痊愈。既往胸骨(胸骨骨折)的固定多采用钢丝捆扎或钢板绕钢丝捆扎固定；纵劈胸骨开胸患者，单纯的钢丝固定不能很好地控制胸骨的前后移位，术后胸痛时间长，并且因疼痛而咳痰排痰不利，肺部并发症多，镇痛药物使用量大且使用时间增长^[30]。采用可吸收胸骨钉加钢丝固定胸骨的患者，可有效预防胸骨的前后移位，减少术后胸痛，可避免钢丝的切割作用造成的胸骨裂开^[31]；对患者术后咳嗽、痰因局部胸痛轻微而影响较小，可减少肺水肿、肺部感染等并发症的发生，试验虽然胸骨钉组肺部并发症低于常规组，但无统计学意义，原因可能为样本量较小，或影响肺部并发症的因素较多所致。试验显示应用胸骨钉并未增加切口感染的发生，说明使用胸骨钉是安全的，不增加感染的机会。在两组住院时间的比较中应用胸骨钉可减少术后住院天数，住院费用无明显增加，同时随访结果满意，适用于临床推广应用。

文章快阅

延伸阅读

可吸收胸骨钉为合成树脂材料，其成分为聚左旋乳酸，它的特点具有:良好的可降解性(最终生成二氧化碳和水)；良好机械性能及物理性能(加工方便，应用十分广泛)；良好的相容性，已经成为生物降解医用领域最受青睐的材料之一。初时抗弯曲强度略强于皮质骨，有效支撑时间8-10个月。作为内固定材料，在手术操作过程中不易割伤软组织，即使在加压情况下也不会损伤松质骨，在所固定的组织愈合之前能够保持足够的强度，可随着骨组织的愈合机械强度适当衰减，使骨折断端得到正常的应力刺激，没有金属材料存在的应力遮挡、腐蚀反应等缺点，可使患者避免清除植入物的再次手术，对CT和核磁共振等影像学检查也无影响，使用起来比金属制品要安全和方便。30多年的研究证明目前广泛使用的生物降解材料具有较好的相容性，在细胞相容性研究中细胞形态学实验、细胞毒性实验、细胞增殖实验，血液相容性研究中的溶血率实验和血小板黏附实验，组织相容性研究中的全身毒性实验、体内植入实验没有发现严重的急性组织反应和毒理反应和严重的溶血反应。一些轻微的异物反应随着植入物的降解和组织愈合逐渐消失或经简单的外科处置后痊愈。既往胸骨(胸骨骨折)的固定多采用钢丝捆扎或钢板绕钢丝捆扎固定；纵劈胸骨开胸患者，单纯的钢丝固定不能很好地控制胸骨的前后移位，术后胸痛时间长，并且因疼痛而咳痰排痰不利，肺部并发症多，镇痛药物使用量大且使用时间增长。采用可吸收胸骨钉加钢丝固定胸骨的患者，可有效预防胸骨的前后移位，减少术后胸痛，可避免钢丝的切割作用造成的胸骨裂开；对患者术后咳嗽、痰因局部胸痛轻微而影响较小，可减少肺水肿、肺部感染等并发症的发生，试验虽然胸骨钉组肺部并发症低于常规组，但无统计学意义，原因可能为样本量较小，或影响肺部并发症的因素较多所致。试验显示应用胸骨钉并未增加切口感染的发生，说明使用胸骨钉是安全的，不增加感染的机会。在两组住院时间的比较中应用胸骨钉可减少术后住院天数，住院费用无明显增加，同时随访结果满意，适用于临床推广应用。