定制節段人工假體復合結構骨移植重建骨干腫瘤術后大段骨缺損的臨床研究

雷紫雄 李浩淼 陸明 候昌禾 杜少華 陳維

四肢長骨骨骺及干骺端是惡性骨腫瘤好發部 位，但依然有部分惡性腫瘤發生在骨干部分，破壞局部骨質，導致疼痛，發生病理性骨折，甚至可能危及生命，嚴重威脅病人的生命安全。在骨腫瘤的綜合治療方案中，手術依然是治療的主要方法，按照Enneking外科分期采用腫瘤廣泛切除，但是切除將導致大段骨質缺損。目前針對長骨骨干骨缺損，可以采用多種方法重建，大部分公司產品為包含關節在內的人工假體，也有采取大段異體骨移植等方法重建，但中遠期療效仍然不能令人滿意。

本組病例嘗試針對骨干腫瘤切除后的骨缺損設計定制型人工節段型假體，保留病人長骨關節，同時復合大段結構骨移植（自體骨移植、異體骨移植），探討其臨床療效。

資料與方法

一、一般資料

回顧性分析2014年1月至2019年3月在我科采用定制節段型人工假體復合大段結構骨移植重建骨干惡性腫瘤切除術后骨缺損的病人共6例，其中男3例，女3例，年齡為21～66歲，平均年齡為35.2歲；其中2例骨肉瘤（ⅡB期），1例軟骨肉瘤（ⅠB期），2例造釉細胞瘤（ⅡB期），1例乳腺癌骨轉移合并病理骨折（乳腺癌Ⅳ期）。病變部位包括3例股骨，2例脛骨，1例肱骨。所有病人術前均穿刺活檢，確定腫瘤性質，2例骨肉瘤病人術前接受新輔助化療，術前常規行X線、CT、MRI、骨掃描檢查，根據MRI確定腫瘤范圍及截骨長度（距離腫瘤水腫帶外3 cm截骨）［1］以及殘余骨干長度和髓腔直徑，用于設計個體化節段型假體。

二、人工節段型假體

所有人工假體均為定制型，由我科自行設計，北京力達康公司定制，主干由遠端假體和近端假體兩部分組成，兩端髓內針采用骨水泥固定型設計，兩部分假體之間由螺母固定（圖1）。其中1例肱骨骨肉瘤為非負重骨，在假體兩端設計鎖定鋼板，提供即刻穩定性和把持力（圖2）。

三、手術方法及圍手術期處理

圖1 人工節段型假體實物圖

6例病人均行骨干瘤段切除，定制節段型人工假體復合大段結構骨移植重建骨干腫瘤切除術后骨缺損。手術方式根據腫瘤的位置決定，遵循骨腫瘤手術原則進行，腫瘤切除要求達到Enneking廣泛切除的外科邊界。術前需反復測量設計假體，以股骨干腫瘤為例：通常采用大腿外側縱行切口，逐層切開，梭形切除穿刺活檢通道，根據廣泛切除要求，無瘤切除腫瘤瘤段。切除瘤段前標記切除后殘余骨干近端與遠端方向，避免旋轉。分別擴髓后，骨水泥固定近、遠端假體，注意確認方向一致無旋轉，匹配組合后螺釘固定。特殊設計的假體（3D打印的股骨干近側截骨模板、鎖定板以及肱骨假體）需術前反復設計確定鎖定板位置及鎖定螺釘位置、方向、長度符合術前設計。假體固定結束后，選用大段凍干異體骨（山西骨庫）或者按術前設計骨膜下取游離腓骨段，包繞假體周圍結構植骨，宿主骨段與植骨接觸面可鉆孔固定，促進骨愈合。術區留置負壓引流管后逐層縫合傷口，注意假體需完整軟組織覆蓋。術后常規使用抗生素，待24 h引流量＜50 ml后拔除引流管。

四、術后康復及隨訪

術后按計劃康復活動，需要進一步輔助治療的按照腫瘤治療原則繼續治療，術后1、3、6、12個月定期復查，1年后每6個月復查一次，不適隨診。術后定期復查X線片或必要時行CT/MRI檢查。采用美國骨腫瘤學會評分系統（Musculoskeletal Tumor Society 93,MSTS 93）評價術后功能。

結 果

一、臨床療效

所有病人術前充分評估，術中嚴格按照Enneking外科分期廣泛切除邊界，完整切除瘤段，按計劃植入假體并自體游離腓骨或大段凍干同種異體骨結構植骨，術后3 d拔除引流管后，影像學證實假體位置固定良好，即指導病人在助行器保護下部分負重活動患肢，術后2周左右病人基本在助行器保護下自如活動，圍手術期無明顯并發癥，傷口均Ⅰ/甲級愈合，術后2周拆除縫線。術后6～8周完全負重活動。

隨訪期內所有病人均未發現腫瘤局部復發，原發腫瘤未發現肺轉移。所有病人均獲得隨訪，1例乳腺癌股骨轉移并病理骨折病人未返院復查，電話隨訪功能滿意，其余5例病人均按照計劃定期返院隨訪復查，平均隨訪時間為23.8個月（表1）。其中5例病人截至2019年4月均無瘤生存，1例在隨訪至25個月時死于原發腫瘤（乳腺癌）肺轉移。隨訪期內所有病人未觀察到假體松動、感染及斷裂等現象。在術后9～12個月，假體周圍結構植骨出現不同程度骨愈合現象，自體腓骨供區可見到不同程度的“骨膜成骨”現象。所有病人對術后患肢功能均十分滿意，MSTS 93評分平均為27分（詳見表1）。

二、典型病例

病例1，男，16歲，術前穿刺活檢診斷為右肱骨骨肉瘤，術前行阿霉素-順鉑-大劑量MTX-異環磷酰胺（ADM+DDP+hdMTX+IFO）新輔助化療循環2個周期，復查X線片及MRI，腫瘤侵犯范圍明顯縮小，鈣化明顯，臨床疼痛癥狀明顯減輕甚至消失，評價化療有效，胸部CT復查未見明顯轉移跡象，擬行保肢手術，確定手術切除邊界，行“右肱骨中段瘤段切除+右肱骨骨干人工假體置換術+對側自體腓骨取骨移植術”（圖2）。術后隨訪7個月，腫瘤局部無復發，未發現肺轉移，無瘤生存。自體腓骨與宿主骨部分愈合，MSTS 93評分為28分。

病例2，女，21歲，右股骨中段骨肉瘤，新輔助化療（ADM-DDP-hdMTX-IFO方案），后行“右股骨中段瘤段切除+右股骨干人工假體置換術+大段同種異體骨移植術”（圖3）。術后行輔助化療。隨訪61個月，腫瘤局部無復發，未發現肺轉移，無瘤生存。大段同種異體骨與宿主骨愈合，MSTS 93評分為30分。

病例3，男，21歲，診斷為右脛骨造釉細胞瘤，行“右脛骨中段瘤段切除+右脛骨骨干人工假體置換術+對側自體腓骨取骨移植術”（圖4）。術后隨訪15個月，腫瘤局部無復發，未發現肺轉移，無瘤生存。自體腓骨與宿主骨愈合，對側取腓骨部位部分腓骨“再生”，MSTS 93評分為30分。

討 論

長骨惡性腫瘤好發于骨骼生長活躍的干骺端，但是依然有部分惡性腫瘤發生在四肢長骨的骨干部位。在四肢長骨骨干發病率中，從高到低依次為股骨干、脛骨干、肱骨干和尺橈骨骨干，骨干腫瘤總體發病率占所有骨骼腫瘤的2.8%［2］。近年來隨著惡性腫瘤治療手段多樣化和進步，療效明顯提高，惡性腫瘤病人生存時間顯著增加，但晚期發生骨轉移的概率也明顯增加［3，4］。統計研究顯示，骨骼系統成為僅次于肺部和肝部轉移的第三大遠處腫瘤轉移好發部位［5］。在長期帶瘤生存的惡性腫瘤病人晚期，約50%會向骨骼轉移［6］。骨干是骨轉移癌的高發靶部位，大約25%～70%發生在股骨干［7］，作為主要的負重骨，一旦骨干骨質破壞，極易發生病理骨折，給病人帶來嚴重的病痛，喪失運動和自理能力，嚴重影響病人生活質量，同時容易產生相關并發癥，甚至直接導致病人死亡。因此，如何盡快控制局部腫瘤并有效重建使病人恢復功能，對改善病人生活質量，提高腫瘤治療效果均具有積極作用。

隨著惡性腫瘤綜合治療的進步，以及生物醫學工程的進步，骨大段缺損重建技術在近10年取得飛速發展，保肢治療方法迅速發展。嚴格按照Enneking外科分期的指導下手術切除腫瘤，保肢治療的安全性已得到證實，與截肢治療的生存率和復發率幾乎相當［8］。對發生在四肢骨的惡性腫瘤，目前廣泛采用的是截肢、關節周圍瘤段切除及全骨切除等方式，常常切除關節，術后肢體功能較差。當惡性腫瘤發生于骨干時，按照Enneking外科分期設計切除“安全”邊界（目前公認的安全邊界在MRI腫瘤水腫帶以外2～3 cm［1］）有可能在關節外，如果按照通常采用的切除關節的瘤段切除，造成不必要的關節切除重建，必然帶來部分功能的喪失［9］。而大段異體骨復合內固定方法重建，存在骨不愈合、強度不夠、內固定支撐失效、術后長時間不能承重、容易發生病理骨折等并發癥［10］，中遠期療效不佳。針對發生在骨干部位的轉移瘤，既往常用植骨+內固定方法，屬于姑息性治療，存在病灶切除不徹底、骨折不愈合、內固定失敗率高等不利結果；而采用骨水泥填充配合內固定治療方法，由于未有效處理病灶，甚至增加再轉移的風險，危及病人生命安全，除非預期病人生存期不長或有其他多處轉移灶無法處理時采用，以上方法均屬于姑息性治療方案。因此，在骨干腫瘤（包括轉移瘤）外科治療中，如何在切除腫瘤早期重建骨干穩定性等方面始終存在爭議。

表1 病人基本資料及結果

圖2 男，16歲，右肱骨骨肉瘤 a：右肱骨骨肉瘤化療前X線片，可見右肱骨干中段溶骨性占位病變，骨質蟲噬樣破壞伴骨膜反應及軟組織腫塊影，穿刺活檢病理診斷為骨肉瘤；b、c：新輔助化療（ADM+DDP+hdMTX+IFO）2個周期后，復查X線片（b）和MRI（c），可見腫瘤侵犯范圍減小，邊界清晰，腫塊鈣化明顯，局部疼痛癥狀改善甚至消失，臨床評價化療有效，擬行保肢治療；d：定制型右肱骨節段型組配式人工假體，在假體干兩側，根據術前計劃測量數據，設計2塊鎖定鋼板，術中取出的游離自體腓骨骨段；e：術后常規復查X線片（未拆線）可見右肱骨骨干假體在位，無松動及斷裂，假體側可見大段自體移植骨段影；f：術后3個月復查X線片，假體及鋼板螺釘位置佳，未見松動及斷裂，大段自體腓骨植骨在位；g：病人術后3個月正位功能像，雙上肢對稱；h：病人術后3個月雙上肢前伸90°功能像，無受限及疼痛，但對比對側可見內收略受限；i、j：病人術后3個月雙上肢上舉正、側位功能像，可達180°，雙側基本對稱，功能滿意

圖4 男，21歲，右脛骨造釉細胞瘤 a、b：病人術前脛腓骨正側位X線片，可見脛骨干中段局部占位溶骨性病變，可見軟組織影，病理活檢為造釉細胞瘤；c～e：采用脛骨定制節段式組配假體，自體對側腓骨部分腓骨段取骨（術后3個月復查影像表現）；f：術后6個月復查，可見脛骨骨干假體在位，無斷裂松動表現，移植自體腓骨段部分愈合，對側取腓骨部位腓骨局部再生；g～i：病人術后6個月功能檢查，站立正位（g），站立側位（h），下蹲正位（i），功能滿意

國內外有報道采用骨干節段型假體重建的方法，術后短期療效較好［2］。相對于以往的重建方式，節段型假體固定具有手術相對簡單，短期重建可靠等優點。該術式最早在1989年由Chin報道［11］，隨后陸續有學者報道采用該術式重建骨干骨缺損，有研究報道術后局部疼痛緩解率可達到88%［12］，與本組病例臨床觀察類似。但是，既往的節段型骨干人工假體均為機械固定，在長期隨訪中，不可避免會出現松動等并發癥，嚴重影響病人功能，甚至需要翻修手術。有研究顯示節段假體2年生存率為83.3%～94%［13］，5年生存率為63%～66.7%［14］，10年松動率達到63%，高于其他類型的人工假體［15］。但節段假體也存在諸多不足：由于殘留骨較少導致髓內針過短，固定穩定性不足，以及假體兩端為螺釘固定，可能存在微動，導致假體擺動，增加松動風險；另外由于節段型假體保留了關節功能，相對普通關節置換，腫瘤人工假體置換病人活動度較大，也增加了關節疲勞應力，從而使松動率增高。本研究考慮到上述因素，力圖實現遠期的生物學固定，應用自體骨（異體骨）金屬假體復合假體（allo/auto graft prosthesis composite,APC）理念復合大段結構植骨，植骨愈合后可提供中遠期相對穩定的固定，從而降低翻修的風險。

本組病例設計定制型節段人工骨干假體，復合大段同種異體骨或自體游離腓骨結構植骨，力求實現遠期生物學固定的效果。骨移植治療一直是骨科手術治療的重要組成部分。有大量研究顯示，自體腓骨作為良好的結構植骨來源，可以促進骨的愈合。帶血管蒂和游離腓骨段均可以有效提高骨愈合率，廣泛應用于創傷骨科及骨腫瘤缺損重建［16］。同樣，大段同種異體骨移植在骨缺損重建中廣泛應用［17］。本組病例中，2例采用了大段同種異體骨結構植骨，術后骨愈合，實現了生物學固定，臨床療效顯著。采用自體游離腓骨移植的病人，減少了異體骨排斥反應的風險，實現生物學固定，病人功能滿意。2例末次隨訪尚未觀察到愈合的病人，分析其原因是術后時間尚短，但均表現出不同程度的部分愈合狀態，需繼續臨床隨訪觀察。

總之，針對發生在骨干的惡性骨腫瘤，包括轉移瘤，在條件允許的條件下，通過合理的設計定制假體，必要時輔助計算機及3D打印技術，采用節段人工骨干假體，復合大段同種異體骨或自體游離腓骨結構植骨，促進生物愈合，實現中遠期的假體穩定性，本研究雖然病例數較少，但全部6例病人隨訪均獲得良好的治療效果，病人滿意度高，MSTS 93評分平均達到27分，臨床療效滿意，為保留關節治療骨干惡性腫瘤提供一種新的治療選擇。