Ilizarov微循環重建技術的臨床應用研究進展

袁 健，羅群強，韋積華

(1.右江民族醫學院臨床醫學院，廣西 百色 533000；2.右江民族醫學院附屬醫院創傷中心，廣西 百色 533000)

回顧了Ilizarov技術發展演變的歷程，簡述了Ilizarov技術作用的機制，指出了Ilizarov技術目前在臨床治療中的應用，如各種因素導致的骨缺損，下肢慢性缺血性疾病，各類疾病引起的神經性病變，還有charcot關節病和馬蹄內翻足等少見病。近年來，糖尿病足的臨床研究成為一大熱點，提出通過血糖控制聯合脛骨橫搬術，有可能作為保肢治療的唯一手段。目前在臨床實踐中尚未有統一標準，脛骨橫搬術存在釘道感染、牽拉區域骨折及治療周期長等不足，這是接下來亟需解決的一大難題。此外，隨著國內外學者們的深入研究，Ilizarov技術在臨床應用中的具體作用機制，將是接下來研究的重點方向。

Ilizarov微循環重建技術是由俄國人Ilizarov教授最先提出的，二戰期間大量的斷肢患者，尤其是下肢長骨缺損，Ilizarov教授通過牽拉成骨技術挽救了大部分的患者。先后經過學者們的研究推廣，Ilizarov技術發展演進成脛骨橫向骨搬移術，目前是Ilizarov微循環重建技術在臨床的主要應用，從最原始的環形外固定支架，到牽拉成骨技術，最后發展成脛骨橫向骨搬移術。愈多的成功病例證明了骨愈合的過程，穩定骨折端是前提，同方向牽拉力可促進骨生長，在血液供給營養的作用下，保留原位骨折塊可以加速促進骨的愈合[1]。近些年來，腓骨骨搬移的報道增多，通過建立腓骨窗后搬移治療脛骨長骨缺損[2-3]。這些研究表明，骨折愈合過程是一個廣義的過程，在滿足營養供給的條件下，只要有固定方向的規律牽拉力，不局限于骨的類別，骨缺損都可以快速愈合。當前脛骨橫向骨搬移的臨床研究是一大熱點，國內應用Ilizarov技術促進下肢局部微循環重建，改善遠端肢體神經功能，進而達到治療因血管神經病變導致下肢肢體缺血、壞死、壞疽及潰瘍的疾病，如糖尿病、血栓閉塞性脈管炎及動脈硬化閉塞癥等[4-6]。本文通過Ilizarov微循環重建技術在臨床應用進展綜述如下。

1 Ilizarov微循環重建技術

1.1Ilizarov技術的歷史演進:從1950年至今，Ilizarov技術的優化發展經過三個重要時期。20世紀50年代，俄國人Ilizarov發現從同一方向穩定持續地牽拉骨、血管、神經、肌肉等組織，這些組織能夠再生，故將其歸納為“張力-應力法則”。Ilizarov張力-應力法則是Wolf定律的延伸，兩者同為力學概念，Wolf定律是骨的適應性原理，即骨折愈合機制最基礎的理論之一[7]。在此基礎上，學者們在大量的動物實驗中發現持續機械應力的牽拉，會出現受牽拉區域微血管網再生活躍的現象，韋積華博士通過兔脛骨橫搬術對比發現，骨搬移組創面肉芽血管重構數量多于對照組[8]。臨床應用上早期主要用于因創傷、骨髓炎導致長骨畸形缺損，利用Ilizarov張力-應力法則牽張成骨促進骨再生，這個階段稱為“牽張成骨時代”。21世紀初，曲龍教授通過對一位患有75年血栓閉塞性脈管炎患者行脛骨橫搬術，發現經規律搬移后患者小腿冰冷感、足末端麻木、間歇跛行等癥狀明顯改善、消失，搬移區域形成了豐富的血管網絡，表明骨搬移術對治療血栓閉塞性脈管炎具有可觀的臨床療效[9]。脛骨橫搬術是曲龍教授在Ilizarov張力-應力法則牽張成骨技術的延伸，在脛骨結節下內側截骨骨窗，搬移骨窗促進局部牽拉區域血管網的再生，達到對缺血性疾病導致遠端肢體出現潰瘍的治療。后續秦泗河教授進一步完善脛骨橫搬術，在脛骨橫搬術刺激微循環血管再生的基礎上，實現骨搬移術促進神經、肌肉等組織的再生，此時，Ilizarov技術從“牽拉成骨時代”進入“牽拉組織再生重建”時代[10]。

1.2Ilizarov微循環重建技術的機制：目前大量研究顯示，脛骨橫搬術，Ilizarov微循環重建技術在臨床的主要應用，可刺激牽拉區域微循環再生，但具體作用機制還不明確。脛骨橫搬術分為平靜期、活躍期和穩定期三個時期。平靜期是指手術后至搬移前這段時間，此時的骨窗和骨折后內部表現是一致的，開始時也會有血腫炎性反應的形成，隨后成骨細胞因子的激進活躍到達下一個時期。活躍期，也稱骨搬期，是骨搬移技術的核心所在，主要分成四個時間點(一天中的8時、12時、16時和20時)，一天搬移1 mm，每個時間點0.25 mm，同方向搬移2周后，反方向2周，持續地刺激大量多類的成骨細胞因子活躍，促進骨質再生。穩定期，是在平靜期和活躍期兩者上進行加固演變的過程，活躍期時的新鮮骨質需轉化為成熟的礦化骨，此時前期成骨性因子和成骨性細胞的數量水平也在減少趨于正常。當前大多數學者認同的觀點是由于骨窗牽拉后體內產生某種物質或效應，從而促進了骨、血管及神經等組織的再生。有研究表明，受牽拉區域的成骨因子異常活躍，其中被研究最多的成骨因子是骨形態發生蛋白2(BMP2)[11]和轉化生長因子β1(TGFβ1)[12]，這些生物因子都具有促進骨再生作用。國外學者Rauch[13]等，研究兔脛骨橫搬術后發現，平靜期和活躍期時VEGF和血管生成素升高顯著，穩定期后逐漸降低至恢復正常，考慮促微循環重建生長因子升降受骨搬牽拉時效影響。并且韋積華博士[8]等，通過兔脛骨橫搬術分析發現，Ilizarov組相比較于對照組，血管再生效果明顯。筆者認為經骨窗搬移后，局部區域多種類生長因子在成骨、促微循環重建及組織再生中起著關鍵性的作用，為當前Ilizaorv微循環重建技術的基礎發展機制之一。

2 Ilizarov微循環重建技術的臨床應用

2.1骨缺損：骨缺損可由多種因素導致，如創傷、腫瘤、感染、骨不愈合及先天畸形等，繼而引起骨、關節及周圍軟組織病理變化，最終出現肢體功能障礙[14]。Ilizarov微循環重建技術，早期主要用于長骨骨缺損、骨不連治療，而不同部位骨缺損中，脛骨骨缺損占比大，由于脛骨肌肉組織保護少，暴露因素大的特殊解剖結構決定[15-16]。Ilizarov技術在治療脛骨骨缺損中具有明顯優勢，北印度Bhardwaj,R等，對比鋼板固定與Ilizarov環形外固定架治療創傷感染后骨缺損患者，分析認為環形外固定支架比鋼板固定療效更明顯[17-18]。近年來的研究表明，Ilizarov技術已成為長骨缺損或感染骨不愈合治療的首選。長期骨感染控制不當容易引起骨髓炎，臨床中骨髓炎的治療是一大難題，但Ilizarov技術可以解決，通過截骨骨窗搬移過程中釋放具有抗菌作用的物質或刺激某炎性反應系統應答，從而抵抗感染。此外，脛骨骨腫瘤術后骨缺損，經Ilizarov環形固定技術治療后療效可觀[19-20]。據有關文獻報道，腓骨搬移是治療創傷感染致脛骨缺損的可靠技術，且臨床效果良好，并發癥少[2]。目前利用腓骨橫搬移治療脛骨骨缺損、骨髓炎感染的成功案例越來越多，腓骨橫向骨搬移治療脛骨骨髓炎合并大段骨缺損有利于感染控制、骨折愈合和患肢功能的恢復[3]。對于股骨骨不連較大節段性骨缺損的患者，單側外固定可提供有效的穩定性，改善順應性并減少并發癥，效果優于另外一些手術方法，如血管化骨移植，Masquelet技術和Ilizarov牽引成骨術等[21]。有研究者指出，Ilizarov技術的臨床實踐當前尚未有統一標準，所以局限性也較多，如治療周期長，并發癥高、骨窗區易骨折等。賀國宇等，通過回顧近30年關于Ilizarov技術治療脛骨骨缺損的文獻報道，提出搬移方式、搬移架子及釘道預防感染等多方面改進策略，并聯合搬移周期中客觀指標(輔助檢查如彩色多普勒超聲、能譜CT)的指導，使操作過程中遇到的缺陷逐漸得到改善，這為骨搬移技術的進一步臨床推廣提供了極大的幫助[22]。

2.2下肢慢性缺血性疾病：下肢慢性缺血性疾病主要包括血栓閉塞性脈管炎(TAO)、動脈硬化閉塞癥(TSO)、糖尿病肢端動脈閉塞癥，多繼發于動脈狹窄或閉塞所引起的一系列疾病，具有高發病率、高致殘率、高致死率的臨床特點，給患者帶來了極大的經濟及心理負擔，嚴重影響患者的生活質量[23]。下肢慢性缺血性疾病的治療以藥物治療、手術及介入等綜合治療為主。21世紀初，曲龍[9]等，通過改良的Ilizarov技術裝置成功地治療了血栓閉塞性脈管炎病患，屆時研究脛骨橫搬術對下肢遠端微循環重建有了新的啟發。后續學者們的大量臨床病例療效證明，脛骨橫搬術有效地治愈下肢缺血性疾病，通過重建下肢微循環系統來改善肢端血供，避免患者截肢[24-25]。脛骨橫搬術促進受牽拉區域微循環重建，從而來改善肢體遠端營養血供，但對于大動脈重度狹窄或閉塞的患者，療效欠佳。近年來，多種方法聯合治療下肢慢性缺血性疾病，這是當前研究方向所在，介入聯合脛骨橫搬術被證明遠期臨床療效優于單純脛骨橫搬術[26]。脛骨橫搬術可有效治療下肢缺血性疾病，優勢在于改善肢端血運，刺激局部創面微循環系統重建，對于疾病終末期遠期療效更為顯著，但脛骨橫搬術治療周期長，需患者依從性較好，且目前手術操作方法尚未有統一標準等不足。

2.3糖尿病足潰瘍(diabetic foot,DF)：隨著生活水平的增高，糖尿病患者愈加增多，糖尿病足潰瘍的發病率也逐年增加，因其高致殘率、致死率，在臨床治療中一直是個疾癥。DF是糖尿病終末期的并發癥之一，對患者家庭及社會帶來了巨大的負擔，所以尋找一種經濟、有效的治療方案是十分必要的[27]。目前脛骨橫向骨搬移術,主要通過刺激下肢微循環再生,改善周圍神經功能,控制局部感染、促進潰瘍愈合并降低復發,尤其對于Wanger3-4期糖尿病足患者，效果顯著，是微血管領域的一項重大突破,為DF的治療帶來了新的希望[28]。連浩宇、韋積華等，通過對糖尿病足患者行脛骨橫向搬移術，發現患足肉芽生長活躍，紅潤程度和覆蓋創面的效果遠高于術前，而且患者術后創面邊緣組織中VEGF、bFGF反應陽性細胞增多明顯[29-30]。此系列研究，表明骨搬移術在刺激下肢微循環再生效果顯著，可有效治療下肢缺血性糖尿病足。在臨床研究中，花奇凱、冼呈等，回顧性分析了大量經脛骨橫向骨搬移術治療的DF病例，結果發現保肢效果顯著[31-32]。后續學者對糖尿病足患者治療隨機分為脛骨橫搬治療組、球囊介入治療組及常規治療組，通過對比發現脛骨橫搬組和球囊組對患側肢體遠端微循環重建有一定療效，但脛骨橫搬組在患肢術后皮溫及踝肱指數上優于球囊組[33]。目前大量研究表明，Ilizarov微循環重建技術對DF患者確實有顯著療效，但對于患有嚴重下肢主干動脈狹窄或閉塞的DF患者，應謹慎選擇并可考慮結合介入治療[34]。對于嚴重糖尿病足潰瘍(Wagner 3～5級)合并全身炎性反應綜合征(SIRS)的患者，Zhen,P等通過脛骨橫搬術治療后保肢率100%[35]。DF患者由于足底軟組織缺損壞疽感染，容易并發跟骨骨髓炎，Akkurt,MO等發現通過磁共振成像(MRI)引導的壞死組織清創術聯合Ilizarov微循環重建技術的應用，可以確定感染部位和評估骨髓炎的愈合情況，刺激潰瘍創面的微循環重建和改善神經功能，從而達到保肢[36]。DF患者同時患有charcot關節病，患肢潰瘍創面更難以愈合，而且極大可能會發生潰瘍創面擴大的風險，但多次清創聯合多種治療方法可以有十分可觀的治愈率[37]。Hegewald,KW，Wirth,SH等，研究發現患有糖尿病性charcot神經關節炎的患者，在經Ilizarov微循環重建技術的治療后，極大降低了截肢比率[38-39]。

2.4其他

2.4.1神經性關節病：charcot關節病，是一種繼發于神經感覺和神經營養障礙的破壞性關節疾病，可以發生于任何關節，Ilizarov技術聯合閉合性踝關節置換術(CAA)，提供踝關節穩定性愈合的空間，對于合適的患者，可以作為治療神經性踝關節的有效方法[40]。目前charcot關節病治療尚未有統一定論，但對于晚期患者，必須積極手術治療，在徹底關節清理和關節融合的基礎上，熟練利用Ilizarov技術促進血管、神經、肌肉等組織再生，保持踝關節的穩定和功能，避免截肢[41-42]。據相關文獻報道，因charcot踝關節病導致關節僵硬及活動障礙的患者，比較螺釘內固定和Ilizarov外固定在踝關節融合術患者的中期臨床療效結果并無明顯差別[43]。

2.4.2馬蹄內翻足：Ilizarov技術治療馬蹄內翻足患者有明顯的臨床療效。相比較于開放性治療馬蹄內翻足患兒，Ilizarov技術微創促進軟組織的再生，并保持了患足踝關節的穩定與功能結構，減少開放性術口感染[44]。同時對創傷后導致馬蹄內翻足的患兒同樣有效[45]。成人僵硬型馬蹄內翻足經Ilizarov技術治療后，術后隨訪療效確切。秦泗河等專家共同認為，傳統治療成人僵硬型馬蹄內翻足術后并發癥多，患者體驗差，然而Ilizarov技術通過牽拉組織再生減少并發癥，改善足踝功能降低復發率[46]。并且Ilizarov技術可以根據不同的足踝畸形類型和程度，在三維空間以不同角度速度牽拉移動，逐漸達到矯正畸形的效果[47]。

3 小結

Ilizarov技術的臨床應用經過幾代研究者發展推廣，現如今臨床適應證越來越廣。早期主要通過牽拉成骨治療不同類型和程度的骨缺損，之后發現微循環重建治療下肢慢性缺血性疾病，現如今對患有合并神經功能障礙疾病，如糖尿病性神經病，charcot關節病等，也具有顯著臨床療效[48]。但在Ilizarov技術臨床實踐中，仍會出現許多并發癥，如釘道感染、鋼釘松動、鋼釘斷裂、神經血管損傷、牽拉區域骨折等，此外持續鋼釘牽拉骨窗引起患者疼痛和搬移周期長也是接下來研究需要優化改進的地方[49- 50]。總之，Ilizarov微循環重建技術其操作簡單，可有效治療多種類疾病，值得推廣，但其治療機制尚未完全闡明，有很大的研究空間。