多孔钛合金支撑棒置入治疗早期距骨骨坏死

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2015.30.027

摘要/Abstract

摘要：

背景：国外最新的研究成果显示，与传统髓芯减压治疗比较，多孔钛合金支撑棒置入治疗距骨骨折的疗效有明显提升，同时降低了手术难度。
目的：对比多孔钛合金支撑棒与髓芯减压治疗早期距骨骨坏死的临床效果。
方法：纳入早期距骨骨坏死患者60例，其中男33例，女27例，年龄18-73岁，采取随机数表法均分为试验组与对照组，试验组进行多孔钛合金支撑棒置入治疗，对照组进行传统的髓芯减压治疗。对比两组治疗后12个月的坏死范围进展情况，治疗后24周内的感染率及踝关节肿胀情况，以及治疗12个月内的跛行发生率。
结果与结论：治疗后12个月，试验组骨坏死进展情况明显低于对照组(P < 0.05)。试验组治疗后即刻、治疗后2周、治疗后4周、治疗后12周、治疗后24周的感染率及踝关节肿胀率均低于对照组(P < 0.05)，治疗后1，3，6，12个月的跛行发生率明显低于对照组(P < 0.05)。试验组未发生与植入材料相关的不良反应。表明以多孔钛合金支撑棒置入治疗早期距骨骨坏死有利于骨组织的再生，促进踝关节功能恢复。

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: 生物材料, 骨生物材料, 多孔钛合金支撑棒, 早期距骨坏死, 髓芯减压, 临床效果, 预后

Abstract:

BACKGROUND: Latest researches outside China have shown that compared with conventional core decompression therapy, porous titanium alloy rod implantation for the treatment of talus fracture has better therapeutic effects and more greatly reduces the difficulties of operation.
OBJECTIVE: To compare the clinical effects of porous titanium alloy rod implantation and core decompression therapy for the treatment of early-stage osteonecrosis of the talus.
METHODS: Sixty patients with early-stage osteonecrosis of the talus, 33 males and 27 females, aged from 18 to 73 years, were included in the experiment. The patients were randomly and evenly divided into experimental group and control group. The patients in the experimental group received porous titanium alloy rod implantation, while the patients in the control group were subjected to conventional core decompression therapy. The progression of necrotic area after 12 months of treatment, infection rate and ankle swelling within 24 weeks after treatment and lameness incidence within 12 months of treatment were compared between the experimental and control groups.
RESULTS AND CONCLUSION: At 12 months after treatment, the progression of osteonecrosis of the talus in the experimental group was significantly slower than that in the control group (P < 0.05). The infection rate and ankle swelling rate immediately and 2, 4, 12 and 24 weeks after treatment in the experimental group were significantly lower than those in the control group (P < 0.05). At 1, 3, 6 and 12 months after treatment, the lameness incidence of patients in the experimental group was significantly lower than that in the control group (P < 0.05). There were no adverse reactions associated with the implant materials in the experimental group. These results demonstrate that porous titanium alloy rod implantation contributes to bone tissue regeneration and promotes ankle function restoration in patients with early-stage osteonecrosis of the talus.

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

Key words: Decompression, Surgical, Talus, Ankle Joint

中图分类号:

R318

刁小明. 多孔钛合金支撑棒置入治疗早期距骨骨坏死[J]. 中国组织工程研究, 2015, 19(30): 4898-4902.

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引言

距骨骨坏死病因多样，机制复杂，可导致脚踝关节疼痛严重，运动功能受到限制，对患者的健康及日常生活带来了极大困扰。距骨的血液供应有限，而髓腔相对极其封闭且骨小梁致密，一般认为骨内的血流阻断或者血循环障碍是导致距骨骨坏死的关键因素，而人体直立位时，体质量对距骨顶的压力促使骨内压上升，进而加剧水肿，加剧距骨血液循环障碍。目前在距骨坏死的病因中，创伤占主要地位，激素、饮酒、风湿性疾病所致者较为少见^[1]。创伤所致的距骨骨坏死多可查明明确的外伤史，距骨骨折及脱位等情况很容易通过影像学方法确诊，辅助治疗较为方便，疗效较好。而对于非外伤所致的距骨骨坏死，因其发病呈渐进性，发病较为隐匿，治疗上尚比较困难^[2]目前临床上的治疗尚无公认的推荐治疗方法，对于距骨坏死治疗的研究比较匮乏，目前临床上的治疗方法以髓芯减压治疗为主，近年来也出现了以多孔钛合金支撑棒治疗的新兴治疗方法^[3]。多孔钛合金支撑棒是使用Ti6A14V钛粉末，通过CAD棒体三维立体模型设计，将数据输入Acram AM系统内，然后将Ti6A14V钛粉末在机器内依照CAD建模熔融，制成直径4 mm、长度15 mm的多孔钛棒状体，其抗压缩强度明显高于松质骨，类似皮质骨强度。早期研究人员建立从早期到晚期的距骨骨坏死动物模型，通过在动物模型内植入多孔钛合金支撑棒来检测其治疗效果，通过大体观察、影像学观察、Micro-CT和组织学等方法检测材料及骨小梁重建情况，通过在人尸体骨距骨内置入多孔钛合金支撑棒来探索手术入路和具体方法，通过生物力学测试来评价植入材料后局部骨与材料整合后的抗压强度，从而为多孔钛合金支撑棒的临床应用打下了坚实的理论基础。近期学术界的研究成果显示，多孔钛合金支撑棒置入治疗距骨骨折的疗效较传统髓芯减压有明显提升，同时降低了手术难度。目前针对应用多孔钛合金支撑棒置入治疗距骨骨折的效果仍在进一步研究中，掌握多孔钛合金支撑棒在距骨骨折治疗上的特点，对于提高距骨骨折治疗疗效具有重要价值。针对以往距骨骨坏死的临床治疗经验，可以发现早期诊断、早期治疗是最为行之有效的，而采用髓芯减压的方法不失为治疗距骨骨坏死的最经典方法，因此，在探索距骨骨坏死的治疗方法时，与髓芯减压做对比研究不可或缺。本研究对临沂罗庄中心医院骨外科2013年1月至2014年10月收治的60例早期距骨骨坏死患者分别实施多孔钛合金支撑棒置入治疗和传统髓芯减压治疗，取得了较好的试验成效。

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

材料方法

讨论

距骨骨坏死是临床上骨外科常见的骨折类型，在战争和和平时期均十分常见，主要见于外伤所致，亦可见于非外伤病因，如全身系统系统性疾病、酗酒、糖皮质激素过量长期使用等情况^[7]。非外伤所致的距骨骨坏死机制复杂，因其发病呈渐进性，发病较为隐匿，治疗上较外伤所致距骨骨坏死难度更大^[8]。距骨骨坏死可导致脚踝关节疼痛严重，运动功能受到限制，对患者的健康及日常生活带来了极大困扰^[9]。创伤所致的距骨骨坏死多可查明明确的外伤史，距骨骨折及脱位等情况很容易通过影像学方法确诊，辅助治疗较为方便，疗效较好^[10-11]。相较人体其他骨骼的骨折，距骨骨折具有其特殊性，距骨较小，同时又是人体承重的重要部分，这对距骨骨折的治疗提出了相当苛刻的要求^[12-13]。因距骨骨折的特殊性，在人体其他骨骼骨折的治疗中常用的治疗方法如髓芯减压等，在距骨骨折的治疗上效果就差的多^[14-15]。目前临床上对于距骨骨坏死的治疗主要包括两大类，即保守治疗和手术治疗^[9]。保守治疗的方法有理疗、药疗等，保守治疗主要是指休息、理疗、高压氧和药疗等，主要是针对早期距骨骨坏死，通过该这些方法可以改善距骨内血液循环、降低髓内压，从而使坏死骨细胞被吸收、骨小梁重建至正常状态。高压氧治疗方法主要是在高压氧舱内，让患者通过相关设备吸入高于1个标准大气压的纯氧，在高气压状态下可以增加氧气在血液中的弥散程度，可以更好地补充血红蛋白浓度，以及促进病理状态下血红蛋白生理功能的恢复。但鉴于目前还未有文献明确支持高压氧用于治疗中期及以后的骨坏死，说明当骨内坏死达到一定程度后，单纯的高压氧疗效果并不理想。手术治疗的主要方法有髓芯减压、血管植入和带血管蒂的骨瓣移植等。然而通过回顾文献作者发现，这些处理方法综合运用后仍有不少失败的案例，最终还是未能阻止距骨骨坏死的进展而导致需行踝关节融合。总结其失败原因可以归结为3个方面：一是综合治疗后距骨的血供仍未恢复到理想状态，或是距骨血液循环重建失败；二是手术减压后短期即负重，虽有利于局部血液循环的恢复，但距骨内缺损部位缺乏有效的支撑反而易导致骨内骨小梁断裂及软骨下塌陷；三是手术后长期制动，由于局部缺乏适当的力学刺激，而致骨小梁重建极度脆弱或完全失败。针对骨坏死引发的难题临床和科研工作者们提出了很多方案，将生物材料纳入手术方案是其中的一种，而当前应用最多的是用于治疗股骨头坏死的骨小梁金属。髓芯减压是以骨折后骨髓腔内压力常常升高，对患者运动功能造成影响为理论基础设计的手术方式，主要目的即是减轻骨折骨内髓腔压力，改善血液循环，为骨再生创造良好的条件，是目前临床上常用的骨折治疗基础方法^[16-18]。但在距骨骨坏死的治疗中，髓芯减压治疗对患者的创伤较大，预后运动功能恢复较差^[19-20]。总结以上距骨骨坏死的临床治疗经验，早期发现、早期治疗是最为行之有效的，而采用髓芯减压的手术方法不失为治疗距骨骨坏死的经典治疗方法，手术入路简单易行，对早期骨坏死的治疗效果尚可，因而医疗工作者认为目前距骨骨坏死的治疗方法较少，积极探索新兴治疗方法就成了当务之急^[21-22]。国外最新的研究成果显示，多孔钛合金支撑棒对于距骨骨折的治疗疗效较传统髓芯减压有明显提升，同时降低了手术难度，利于在临床的推广应用^[23-24]。目前针对应用多孔钛合金支撑棒对距骨骨折的治疗仍在进一步研究中，掌握多孔钛合金支撑棒在距骨骨折的治疗上的特点，对于提高距骨骨折的治疗疗效具有重要价值^[25]。多孔钛合金支撑棒是使用钛粉末，通过特殊软件建立棒体三维立体模型设计，将数据输入钛金属制造机器系统内，然后将钛粉末在机器内依照所建模型熔融，制成的多孔钛棒状体^[26]。经过上述措施制造的钛金属支撑棒抗压缩强度明显高于松质骨，类似皮质骨强度^[27]。国内外以往针对对于距骨骨折的研究主要集中于传统髓芯减压治疗，疗效较差，而对于多孔钛合金支撑棒置入治疗距骨骨折研究较少，且得出的结论不一，故本次研究以多孔钛合金支撑棒治疗和传统髓芯减压手术治疗做对比研究，分析了两种手术方法对患者踝关节功能恢复的影响，对临床上指导新兴治疗方法-多孔钛合金支撑棒置入治疗早期距骨骨坏死具有重要意义^[28-29]。本次研究得出，试验组骨坏死进展率较对照组降低非常明显，提示多孔钛合金支撑棒置入治疗在防止病情进展方面较髓芯减压提高明显。试验组踝关节肿胀较对照组明显减少，提示多孔钛合金支撑棒置入治疗对于患者运动功能的恢复有促进作用^[30]。本研究借鉴股骨头坏死骨小梁金属支撑棒的成功经验，采用先进的多空钛合金制备技术，根据动物和人的距骨解剖特征和力学要求，制备出多孔钛合金距骨支撑棒，从实验研究方面做了大量个工作，通过临床对比研究，采用影像学、组织学等评价多孔钛合金支撑棒用于治疗距骨骨坏死的可行性和优缺点。综上所述，采用多孔钛合金支撑棒置入治疗早期距骨骨坏死的临床疗效突出，预后情况也相当理想，相比于以传统髓芯减压治疗具有诸多优势，可作为一种理想方法应用于临床工作中。

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