兒童顱骨缺損修復材料及修復時機研究進展*

劉 巖，苗 寧，張春陽，2

(1.內蒙古科技大學包頭醫學院第一附屬醫院神經外科，內蒙古 包頭 014040；2.內蒙古自治區骨組織再生與損傷修復工程技術中心)

近年來，骨損傷發生率呈逐年上升趨勢。骨損傷后，骨骼失去強度和剛度，從而喪失骨骼在機體機械支撐和運動過程中的杠桿作用[1]。在眾多骨骼損傷中，顱骨損傷占比較大，尤其在兒童群體中，是導致兒童殘疾和死亡的直接或間接原因[2]。隨著神經外科早期手術減壓和護理手段的進步，兒童顱骨損傷后生存率有較大提高，但常遺留顱骨缺損癥狀。顱骨缺損后，顱骨完整性遭到破壞，原有密封性和保護功能喪失。患兒小面積顱骨缺損，一般采取保守治療方式可達到自身愈合的效果，但較大面積顱骨缺損通常造成以下影響：(1)大面積缺損，骨窗無法支撐皮瓣，導致皮瓣凹陷綜合征，下沉皮瓣將壓力傳遞到腦組織，導致腦組織生長發育受限，致畸風險增加；(2)皮瓣壓迫、體位變換以及大氣壓力等因素易導致腦部血流動力學紊亂，造成腦組織與血管之間物質交換異常，影響相關細胞的新陳代謝；(3)兒童生長發育快，缺損區域易發生改變，后期修復手術難度、危險因素增加；(4)兒童年齡小，自我保護能力較差且好動，缺損區腦組織易遭受再次損傷，小兒自覺癥狀重者，會產生嚴重精神負擔，對顱骨缺損存在恐懼心理[3-5]。顱骨缺損在小兒各年齡段均有發生，多為意外跌落導致，可引起腦內血腫、腦挫裂傷和急性硬腦膜外血腫等問題，頭部外傷去骨瓣減壓后大面積顱骨缺損，廣泛暴露腦組織，不僅影響顱腦外觀和結構，還會影響神經系統恢復和腦細胞代謝。顱骨缺損修復后可以恢復顱骨幾何形狀和結構，避免顱骨缺損狀態下缺損區皮瓣下沉造成腦組織損傷和代謝紊亂。顱骨缺損修復可以提高患兒生活質量并緩解其心理壓力，促進腦脊液循環動力學和神經認知功能恢復[6-7]。

1 兒童顱骨缺損修復的材料選擇

成年顱骨缺損患者中，材料選擇和生物相容性與成功修復有關，但是兒童顱骨缺損與成年患者最大區別為嬰幼兒期是腦發育的關鍵時期，腦發育受到顱內壓、顱骨發育等因素影響。腦發育和顱骨發育同步，頭顱體積增大時腦的重量和體積也相應增加，因此許多應用于成年人的材料和方法無法應用于嬰幼兒[8]。當前常用的顱骨缺損修復生物材料包括自體骨、金屬(鈦)、陶瓷(磷酸鈣、羥基磷灰石)、聚合物(聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚醚酮)、生物活性纖維增強復合材料等，每一種材料都有其優缺點[9-14]。見表1。

表1 顱骨缺損修常用材料優缺點比較

2 影響患兒顱骨缺損修復時機的因素

2.1年齡和時機 顱骨缺損修復時機很大程度取決于開顱手術的適應證。顱骨缺損修復主要有兩種類型，即開顱骨后直接進行修復和延遲進行顱骨缺損修復手術。在延遲顱骨缺損修復術中，必須有足夠時間進行充分治療和清除顱內感染以及切口愈合良好，并且周圍組織必須充分血管化[15]。由于患兒生長發育的特殊性及大腦與顱骨的協同發展關系，關于小兒顱骨缺損是否需要手術及手術時機的選擇爭議較大。因此，需要了解不同年齡段兒童生長發育趨勢。兒童顱骨生長趨勢對監測顱骨正常生長和選擇顱骨缺損修復時機至關重要。依據本課題組前期對包頭地區0～6歲部分兒童顱長(CL)、顱寬(CW)、頭圍(HC)、雙耳過頂(EOTL)、眉心至枕骨粗隆(EPTL)5項數據的測量結果顯示[16]：0～1歲是兒童顱骨生長速度的最快時期，2～3歲、3～4歲時顱骨生長速度開始減緩，3歲后顱骨生長速度明顯減緩，3～4歲、4～5歲、5～6歲時5項數據表明顱骨生長增量均<0.5 cm/年。嬰幼兒時期是腦組織生長發育的關鍵時期，腦組織生長發育受到顱內壓、顱骨和大腦自身的影響，腦組織發育和顱骨生長密切相關，當顱骨體積增加時，大腦重量和體積也相應增加，3～6歲時兒童腦組織體積和重量接近成年人，兒童大腦發育和顱骨生長表現出一致性。鑒于嬰幼兒群體顱骨和腦組織生長發育快，多種因素制約兒童顱骨缺損修復手術的選擇[16-22]，見表2。通過對顱骨和腦組織生長發育以及其他相關因素的綜合分析，3歲可能是選擇是否進行手術的關鍵時間節點。

表2 0～6歲不同年齡段嬰幼兒顱骨缺損修復因素分析

2.2去骨瓣減壓手術與修復手術的時間間隔 兒童顱骨缺損修復手術另一個爭議的焦點是去骨瓣減壓后與顱骨缺損修復手術的時間間隔，部分研究者將3個月定義為早期手術和晚期手術的截止時間[23]。支持早期修復的研究者認為，患兒顱內壓恢復正常、腦水腫消退、突出的腦組織回縮顱內、身體狀況較好時可進行手術[24]。早期修復手術的優勢：(1)早期顱骨缺損修復手術可避免患兒顱骨缺損區硬腦膜與其他組織的粘連，降低術中操作的復雜性和失血量。(2)不需要長時間配戴安全頭盔來保護暴露的腦組織，減少住院時間，降低住院成本。(3)盡可能降低患兒顱骨缺損修復手術后骨瓣吸收、感染、硬膜下積液等并發癥發生率。(4)恢復患兒神經認知功能，早期修復手術有助于較早糾正腦內環境的異常狀態，包括顱內壓、腦脊液循環、葡萄糖代謝等[25-26]。兒童群體不同于成年人，較長時間的顱骨缺損若是長時間未修補，缺損區域可能會發生較大改變，增加骨瓣植入技術的難題[27]。

支持晚期行顱骨缺損修復手術的研究者們認為，去骨瓣減壓后3～6個月是患兒實施修復手術比較合理的時間[28]。兒童是一個特殊群體，腦組織較成年人脆弱，即使輕微腦組織損傷也會影響腦細胞代謝和導致腦部神經受損，兩次手術時間間隔應該適當延長，為受損組織和神經提供充足的恢復時間[29-30]。若縮短手術時間間隔，傷口恢復中斷會破壞傷口處高度血管化的組織而增加術中出血和術后滲出的風險，這可能是導致患兒并發癥發生率較高的原因[23]。越來越多研究者支持早期手術可較快恢復患兒神經認知功能，但是晚期手術腦脊液循環動力學恢復后神經認知和運動功能可同樣恢復，感染和腦積水的患兒在早期手術較為常見[24,28]。因此，神經外科醫生不應該縮短去骨瓣減壓手術和顱骨缺損修復手術的時間間隔，時間窗縮短無法對患兒病情進行系統性研究，甚至會掩蓋并發癥發生的可能性，對患兒造成一些未知影響[31]。

綜合文獻發現，許多研究者將顱骨缺損修復手術的時機作為影響患兒康復的變量，但是何時行顱骨缺損修復手術的爭議仍然較大。目前不同研究者對早期和晚期顱骨缺損修復手術時間窗的劃分并不一致，當前國內外相關文獻仍然較少，主要研究成人患者，而且文獻不同，觀點也不同[15,24,30,32-34]。主要觀點見表3。觀點的矛盾性可能歸因于幾個因素，研究人群的異質性；研究設計的特征；手術方法的選擇和操作因素。因此，只有考慮到顱骨缺損修復最終的成功結果，才是最佳的手術時機。

表3 兩種手術不同時間窗對顱骨缺損修復手術結果的影響(包括兒童及成人)

3 兒童顱骨缺損修復的總結和展望

醫學技術的進步和材料的發展，推動兒童顱骨缺損修復領域的進步，神經外科醫生不僅要詳細了解患兒顱骨缺損修復時間、材料選擇以及技術細微差異對手術結果的影響，還必須遵循個體化治療原則，處理好可能出現的變化。隨著生物醫學的發展，兒童自體骨瓣再植入可逐漸克服骨瓣溶解吸收的風險，對其他合成材料的選擇也會更加多樣化。去骨瓣減壓手術與顱骨缺損修復手術的時間間隔，也會有更具說服力的研究結果，為神經外科醫生更好治療顱骨缺損患兒和降低相關風險提供參考。