网格状钛合金钢板及钢丝网修复胸壁缺损的安全性

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2016.12.018

摘要/Abstract

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文题释义：

网格状钛合金钢板：钛金属材料的机械强度与人体骨的机械强度不匹配，临床使用的材料大多是钛合金产品，如网格状钛合金钢板、钛合金螺钉等，网格状钛合金钢板无磁性，不会干扰医生对CT及MRI扫描结果的判断，用于重建胸壁有以下优势：①组织兼容性好，组织反应轻，无排异反应。②硬度适中，强度大，支撑力强，能维持骨性胸廓的完整性和稳定性，避免胸壁塌陷及发生反常呼吸。③质地坚韧，塑形好，可随胸壁的形状塑成相应的弧度，避免使用软性材料修补造成胸腔容积的减少。④网格状钛合金钢板为网状结构，结缔组织可通过网眼相互融合，有利于胸廓结构的塑性及稳定性。⑤操作方便，钛合金网经塑形后以数根不锈钢丝或钛丝固定于周边正常肋骨处即可。⑥价格合适。

钢丝网：不锈钢丝也是修补胸壁大块缺损的一种很好的材料，用不锈钢金属丝编成金属网重建胸壁硬性结构是一种安全、手术操作简单的方法之一，尤其在战时及条件简陋的基层单位遇到因外伤引起的胸壁大块缺损时，用不锈钢丝修复胸壁大块缺损不失为一种很好的方法。

背景：研究表明，钛金属材料具有机械强度高、物理性能稳定、生物相容性好、耐腐蚀性好等优点，可安全应用于人体。

目的：对比网格状钛合金钢板及钢丝网修复胸壁缺损的安全性。

方法：纳入18例胸壁缺损患者，其中男11例，女7例，年龄19-65岁，其中9例采用网格状钛合金钢板进行修补，另9例采用钢丝网进行修补。修补后1周，采用目测类比评分评估疼痛情况；随访调查胸廓外形满意率及并发症发生情况。

结果与结论：两组患者随访1-7年，随访期间复查X射线片显示胸廓稳定性好，未出现网格状钛合金钢板、钢丝断裂及胸壁软化，呼吸功能恢复好，胸壁凹陷畸形不明显，胸廓外形满意率较高，网格状钛合金钢板组胸廓外形满意率显著高于钢丝网组(P < 0.05)，并发症发生率显著低于钢丝网组(P < 0.05)，两组胸壁缺损修复后1周的目测类比评分比较差异无显著性意义(P > 0.05)。结果表明，网格状钛合金钢板修复腹壁缺损具有良好的生物相容性及安全性，并可有效保持胸壁的稳定性。

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

ORCID: 0000-0002-6932-5394(刘涛)

关键词: 生物材料, 材料相容性, 网格状钛合金钢板, 钢丝网, 胸壁缺损, 并发症, 安全性

Abstract:

BACKGROUND: Titanium materials have high mechanical strength, stable physical properties, good biocompatibility, and excellent corrosion resistance, which can be safely used in humans.
OBJECTIVE: To compare the safety of mesh-like titanium alloy steel plate versus wire mesh in the repair of chest wall defects.
METHODS: Eighteen patients with chest wall defects, 11 males and 7 females, with an age range of 19-65 years, were enrolled. The 9 of 18 patients were subjected to repair with mesh-like titanium alloy steel plate, and the other 9 patients underwent wire mesh repair. At 1 week after repair, visual analog scale scores were measured in the two groups, and patient’s satisfaction on the thoracic appearance and incidence of complications were surveyed during the follow-up.
RESULTS AND CONCLUSION: All patients were followed up for 1-7 years. During the follow-up, X-ray review displayed good thoracic stability and no fracture of titanium plate and wire mesh. Patients recovered well from respiratory dysfunction, with unapparent chest wall deformity and high satisfaction rate of the thoracic appearance. Moreover, compared with the wire mesh group, the satisfaction rate of the thoracic appearance was significantly higher (P < 0.05), but the incidence of complications was significantly lower in the titanium plate group (P < 0.05). At 1 week after repair, the visual analog scale scores had no difference between the two groups (P > 0.05). These findings indicate that the mesh-like titanium plate has good biocompatibility and safety to effectively maintain the stability of the chest wall.

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图/表（结果） 1

2.1 参与者数量分析按意向性分析处理，18例患者均进入结果分析。 2.2 基线资料比较网格状钛合金钢板组9例患者中，男5例，女4例，年龄（42.3±4.6）岁；良性肿瘤3例，恶性肿瘤4例，外伤2例。钢丝网组9例患者中，男6例，女3例，年龄（43.8±3.9）岁；良性肿瘤3例，恶性肿瘤5例，外伤1例。两组间性别分布、年龄、病因分布比较差异无显著性意义，具有可比性。

2.3 围手术期与病理检验结果所有患者胸壁重建手术均顺利完成，胸壁肿瘤均完全切除，围手术期未出现死亡病例，无围手术期相关并发症发生。

术后病理诊断，恶性肿瘤9例，其中2例为乳腺癌复发胸壁转移、1例为肺癌胸壁转移、1例为肋骨分化型软骨肉瘤、1例为肋骨分化型骨肉瘤、1例肋骨骨旁骨肉瘤、3例为胸壁软骨肉瘤；良性肿瘤6例，其中2例为胸壁结核，4例为骨纤维瘤。

2.4 随访结果修复后两组患者随访1-7年，9例恶性肿瘤患者辅助放疗和(或)化疗后生存1-6.5年，6例良性肿瘤患者均全部存活。

随访期间复查X射线片，显示胸廓稳定性好，未出现钛丝及钢丝断裂及胸壁软化，呼吸功能恢复好，胸壁凹陷畸形不明显，胸廓外形的满意率较高，其中良性肿瘤、创伤性胸壁缺损患者修复重建后生活质量良好，无复发及其他远期并发症。

网格状钛合金钢板组胸廓外形满意率显著高于钢丝网组(P < 0.05)，并发症发生率显著低于钢丝网组(P < 0.05)，两组缺损修复后1周的目测类比评分比较差异无显著性意义(P > 0.05)，见表1，图2。

2.5 不良反应钢丝组术后2例患者出现胸腔积液，经胸穿后好转，其余患者肺复张良好，无反常呼吸，无切口感染，无胸壁塌陷，无皮下积液，创口均I期愈合。末次随访时，网格状钛合金钢板组钛合金片固定良好，无移位及脱落，未见排斥反应发生。

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引言

临床上胸壁缺损常见的原因包括恶性肿瘤切除、胸壁严重放射伤及严重外伤等。大面积胸壁缺损是不可忽视的一个重要问题，过大的胸壁缺损可导致患者气胸、胸壁软化、反常呼吸及纵膈摆动等，影响患者呼吸循环功能，需要进行相应修复重建^[1-3]。胸壁缺损大多需采用手术方法切除病变及所累及的部分肋骨、胸骨。目前有共识，全层大面积胸壁缺损范围超过6 cm×6 cm且相邻3根以上肋骨受损时，或者胸骨大部分切除患者，应考虑行胸壁骨性重建，当缺损在前壁或者侧壁时尤其重要，由于切除面积大，无法采用直接缝合的方法修复，需要胸壁全层修复，重建骨性胸壁，以期维持胸壁的稳定性，保护脏器，避免发生反常呼吸^[4-8]。

胸壁全层缺损的重建不只是创面覆盖，同时还要保持胸廓的稳定，保护心肺等脏器功能。目前关于胸壁缺损的修复与重建技术已发展得较为成熟，对于重建效果的影响因素主要包括不同胸壁缺损区域的修复方案选择及修补材料的性质，而胸壁缺损重建材料的选择一直是心胸外科不断探索的问题^[9-12]。骨性胸壁缺损修补重建材料多种多样，生物材料的缺点是不易获取，手术时间长及抗感染能力差；硬性材料虽然可有效避免胸壁的反常呼吸，但具有不稳定性且生物相容性较差，易造成脏器损伤，不能随意修剪形状，难以符合缺损的要求。

目前有不少临床研究表明，钛金属材料可安全应用于人体，其具有机械强度高、物理性能稳定、生物相容性好、耐腐蚀性好等优点^[13-14]，但其机械强度与人体骨的机械强度不匹配，临床使用的材料大多是钛合金产品，如钛网、钛板、钛钉等，钛网无磁性，不会干扰医生对CT及MRI扫描结果的判断。

自2004年6月至2013年6月潍坊市第二人民医院共收治18例胸壁病变切除、重建胸廓的患者，分别采用网格状钛合金钢板及钢丝网进行胸壁缺损修补重建，效果满意。

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材料方法

1.1 设计对比试验。

1.2 时间及地点于2004年6月至2013年6月在潍坊市第二人民医院完成。

1.3 对象纳入胸壁缺损患者18例，其中男11例，女7例，年龄19-65岁；良性肿瘤6例，恶性肿瘤9例，外伤3例，均行胸部CT检查，发现不同程度的溶骨性及胸骨膨胀性骨质破坏，伴或不伴周围异常软组织影。18例患者中肿瘤切除后缺损位于前胸壁8例，侧胸壁7例，后胸壁3例；缺损面积最小7 cm×8 cm，最大12 cm×16 cm。根据使用的修复材料分为两组，网格状钛合金钢板组及钢丝网组，每组9例。

纳入标准：符合胸壁缺损的诊断标准，具有胸壁缺损修补重建手术适应证，对治疗知情同意。

排除标准：合并有其他严重骨折及严重慢性疾病者。

1.4 材料钛合金钢板、钢丝网均购自天津市太钢不锈钢销售有限公司。钛具有形状记忆功能及与骨组织相匹配的硬度，网格状钛合金钢板易塑形，可根据缺损面积进行选择和裁取，强度高，具有良好的生物相容性，对胸廓具有坚强的支撑作用。虽然钛合金钢板不能透过X射线，但并不妨碍患者胸部CT的检查^[15]。

网格状钛合金钢板与钢丝网的材料学特性比较：
材料	优点	缺点
网格状钛合金钢板	价格适中，易塑形，强度高，组织相容性好，可避免发生反常呼吸及胸廓凹陷，利于重建胸廓结构	易松动
钢丝网	价格低廉，韧度高，获取方便，可随意裁剪	塑形效果差、强度差

1.5 方法患者在气管插管全麻下进行胸壁重建手术，根据肿瘤位置采用相应的体位及手术切口。对于良性肿瘤，手术切缘距肿瘤≥ 2.5 cm。对于恶性肿瘤切除范围距正常组织≥ 5 cm，切除范围包括肿瘤所在部分胸骨、邻近肋软骨及软组织。

切除病变组织后需进入两侧胸腔探查肿瘤是否累及两肺与纵隔结构，注意保护未受累的胸大肌。先进行骨重建，根据骨缺损的面积和形状切割钛合金钢板和钢丝网，之后再用钢丝固定于缺损周围的骨性结构，前胸壁尤其是胸骨肿瘤切除后的缺损，采用自体胸大肌游离肌瓣进行修补(图1)；后胸壁及侧胸壁的缺损则采用自体背阔肌游离肌瓣修补。

钢丝网组患者术后需常规放置引流管，防止胸腔或胸壁积液。胸壁结核患者手术前后使用抗结核药。术后所有患者应用抗生素预防感染。

1.6 主要观察指标随访观察并对比两组患者生存情况、修复后1周目测类比评分、胸廓外形满意率及并发症发生情况。

胸廓外形满意度评估标准：胸部影像显示肋骨复位良好，大体观胸廓塌陷畸形纠正，外观饱满，两侧对称，即为满意。

目测类比评分评估标准：将一直线平分为10份，

用0-10分表示疼痛程度，0分为无痛，10分为剧痛。

1.7 统计学分析采用SPSS 18.0软件进行t检验和卡方检验，P < 0.05为差异有显著性意义。

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讨论

大面积全层胸壁缺损重建一直是整形外科、心胸外科目前尚未完全解决的难题，胸壁重建的效果直接影响患者的生存率与生活状态。胸壁修复包括骨性胸壁重建(恢复胸壁稳定性)和胸壁软组织重建，有时软组织重建即可恢复胸壁稳定性，并保证正常呼吸^[16-17]；而必要时则需要使用一些重建材料进行修复，应根据患者的具体情况灵活处理。

3.1 胸壁缺损的修复及重建原则广泛切除胸壁肿瘤后会造成胸壁深层甚至整层的大面积缺损，破坏胸壁的稳定性，引起胸壁缺损，影响患者呼吸循环功能，同时因大面积皮肤缺损暴露，也会造成严重感染导致并发症甚至死亡。目前有共识，当前外侧胸壁缺损< 6 cm× 6 cm，后胸壁上部缺损< 10 cm×10 cm(有肩胛骨覆盖)时，一般无需行胸廓骨性重建，单用软组织覆盖即可消除术后胸壁的反常呼吸运动；较大的缺损需重建胸廓的坚固与稳定，以维持患者的呼吸循环功能，获得较为满意的胸廓外观^[18-22]。胸壁修补与重建必须达到以下几个要素：保持胸廓的稳定性、封闭性及胸腔负压，保护胸内器官并维持胸廓的正常形态，以防止呼吸异常，同时不影响术后检查和治疗。

3.2 胸壁缺损重建的材料选择胸壁缺损重建效果的影响因素很多，主要与修复材料、缺损面积、缺损部位、局部组织状况、有无肿瘤残留和瘢痕等，以及患者自身状况、医生操作技巧等因素有关。

理想的修复材料应具备以下条件：具有良好的硬度，可维持骨性胸廓的稳定性；生物相容性良好，无排斥反应；可塑性及固定性好；不妨碍胸壁修复后的放射学检查。

目前用于重建及修复胸壁的材料主要包括：①自体组织材料，如阔筋膜、肌皮瓣、肋骨及髂骨等。②人工重建材料，包括金属(网、丝、板等)、有机玻璃、硅橡胶、Marlex网及Coretex片等。自体组织只能修补某些特定部位或面积较小的缺损，但额外增加的瘢痕可能影响患者身体的美观，给患者造成心理负担。近年来的肋骨或髂骨移植已逐渐被临床淘汰，因为会造成两个部位的伤害及不稳定；阔筋膜组织较软，达不到重建要求的坚固性及稳定性，仅适合于小面积缺损的修复，且远期效果堪忧，常发生组织松弛而影响呼吸循环。所以重建骨性胸壁常选用人工生物材料，其中Marlex网和Coretex片作为较为理想的修复材料，抗感染能力强，生物相容性好，能透过X射线，强度高，优势显著，但属进口材料，价格昂贵，尚不能在国内广泛开展^[^23-25]。本试验分别采用网格状钛合金钢板及钢丝网进行骨性重建，综合两者的生物学特性，网格状钛合金钢板优于钢丝网。

3.3 与其他文献不同材料比较修复胸壁缺损情况

应用钛网材料修复胸壁情况：对5篇应用钛网材料修复胸壁缺损患者的临床资料进行分析，见表2^[26-30]。5篇文献均采用网格状钛合金钢板进行胸壁重建，术后观察结果显示胸壁重建后稳定性好，未出现钛网断裂，呼吸功能恢复好，术后并发症包括纵隔血肿、呼吸衰竭乃至围术期死亡等。本组患者无围术期死亡，无其他远期并发症，说明用钛网重建材料较为安全可靠。

应用钢丝网材料修复胸壁情况：对4篇应用钢丝网材料修复胸壁缺损患者的临床资料进行分析，见表3^[31-34]。4篇文献报道的胸壁缺损范围较大，需要分别进行骨性重建和软组织重建，其中软组织重建目的是保持胸腔的密闭性，骨性重建是重建硬性胸壁，保持胸部结构的稳定性，主要使用材料有钢丝网、钢板等，其中钢丝网的缺点是塑形效果较差，固定强度不高，有时需要与其他材料联合应用方能取得较好效果，且大多数作者认为对于侧胸壁和后胸壁的缺损可以采用编织钢丝网或Dacron补片。另外本组患者术后2例患者出现胸积液，经治疗后好转，高于其他文献。

3.4 网格状钛合金钢板的优势与不足作者发现，网格状钛合金钢板作为一种合金产品，用于重建胸壁有以下优势^[35-39]：①组织兼容性好，组织反应轻，无排异反应。②硬度适中，强度大，支撑力强，能维持骨性胸廓的完整性和稳定性，避免胸壁塌陷及发生反常呼吸。美容效果较好，并能够对抗外力损害，保护胸腔内脏器。③质地坚韧，塑形好，可随胸壁的形状塑成相应的弧度，避免使用软性材料修补造成胸腔容积的减少。④网格状钛合金钢板为网状结构，结缔组织可通过网眼相互融合，有利于胸廓结构的塑性及稳定性。⑤操作方便，钛合金网经塑形后以数根不锈钢丝或钛丝固定于周边正常肋骨处即可。⑥价格合适，值得推广使用。

网格状钛合金钢板作为胸壁缺损的重建材料尚有一定的不足之处^[40-41]：①X射线透光性差较(但优于其他合金补片)，对胸片检查有一定影响，但并不妨碍患者胸部CT的检查。②当外力较强时，易发生形变。③影响胸壁肿瘤术后的放疗效果。④随呼吸运动有产生钛合金网局部疲劳断裂的风险。

试验用网格状钛合金钢板进行了胸壁大块缺损修补，重建效果良好。无切口感染，无胸壁塌陷，无皮下积液，创口均I期愈合。作者认为对于前胸壁尤其是胸骨切除后的胸壁缺损，可以采用网格状钛合金钢板联合两侧胸大肌游离肌瓣进行胸壁修复；对于侧胸壁和后胸壁的缺损可以采用编织钢丝网，在骨性重建的基础上游离背阔肌肌瓣修补胸壁软组织。术后注意引流，加压包扎，应用适当抗生素预防感染。

综上所述，大面积胸壁缺损的修复和重建需在保证足够的胸壁切除范围基础上，重建稳定及坚固的胸壁组织结构，以及选择合适的修补材料。应用网格状钛合金钢板修复大面积胸壁缺损，可有效恢复胸壁的稳定性及密闭性，取材方便，生物相容性良好，无排斥反应，价格合适，操作简便，并发症少，对胸壁的重建效果优于钢丝网。本组研究的样本量较小，尚需要大样本量的随机对照试验研究来证实结论。

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