新型再生醫療材料在犬骨不連治療中的應用

宋火松，戴斌，武文鈺，徐程晨，任恒飛

(1. 瑞派寵物醫院，江蘇 鎮江 212000；2. 楚橋生物技術(江蘇)有限公司，江蘇 鎮江 212000；3. 吾奇生物醫療科技(江蘇)有限公司，江蘇 鎮江 212000)

骨折是指在各種外力的作用下，骨的完整性或連續性遭到破壞，同時常伴有周圍軟組織不同程度的損傷。根據骨折發生的原因，可以分為外傷性骨折和骨代謝疾病引起骨折。根據骨折部位皮膚的完整性又可將骨折分為開放性骨折和閉合性骨折，或根據骨折的程度及形態分為不完全骨折和完全骨折等[1]。

骨折是犬的常見病，多發病。犬的骨折常發生于長骨、肋骨、髖骨、脊椎甚至頭顱等處。犬骨折的治療方法有多種，目前臨床上多采用常規的接骨板、髓內針、鋼絲等內固定方法，但如果方法選擇不當或治療失誤，極易引起手術失敗，造成骨不連[2]。骨不連又稱骨折不愈合，是臨床犬骨折手術治療后的一種常見手術失敗后遺癥，其發生率約5%～10%[3-6]。骨不連發生后，很容易引起寵物殘疾等嚴重并發癥。

造成骨不連的原因比較復雜，一般認為和以下幾個因素有關：是否有良好的血液運輸系統、骨折端是否壞死或者對位不良。一般情況下，骨折端即骨不連處有活性、沒有壞死、再加上穩定的力學環境，骨折可以自然愈合。但是沒有生物活性的骨，因無促進骨化的生物質，所以需要活性骨移植替代死骨或橋接缺損。現階段骨不連可采用自體骨移植的方法來進行治療，然而取骨不但會對寵物造成二次傷害，增加手術風險，延長手術時間，而且也會造成寵物取骨處疼痛、瘢痕形成、步態異常等并發癥[7]。

新型再生醫用材料包括寵橋?骨修復材料(塊狀)、寵橋?骨修復材料(顆粒)以及寵橋?骨修復引導補片，它們在促進骨愈合方面有很好的效果。寵橋?骨修復材料為骨折端的修復提供穩定的結構，創建良好的再生微環境。該材料添加的再生因子BMP-2作為骨折修復中骨生成的啟動因子，能增強骨細胞的分化，有效的促進骨折的愈合[8-9]。BMP-2是一種多功能生長因子，屬于 TGF-β 超家族，在刺激成骨分化的骨誘導過程中扮演著重要角色。研究表明，BMP-2 可用于各種治療性干預措施，例如骨缺損、不愈合骨折、脊柱融合、骨質疏松癥的治療及根管手術[10]。

2020年8月至11月期間鎮江瑞派寵物醫院接診3例陳舊性骨折犬，手術后均出現了明顯的骨不連。這3例犬骨不連的病例，若不重新手術，很容易造成骨頭壞死，肌肉萎縮，面臨癱瘓甚至截肢風險。本研究利用3種新型再生醫用材料進行治療，取得了良好的效果。

1 材料與方法

1.1 儀器設備與醫用材料

影諾威X射線機機(經典型)為美國SUMMIT工業有限公司產品；吸入麻醉機為澳洲精密麻醉設備公司(AAS)產品；骨科電動工具為安徽佰陸小動物骨科器械有限公司產品；骨科內固定器械為中新賀美天津動物骨科有限公司產品；接骨板為常州道格醫療科技有限公司產品。

新型再生醫用材料：寵橋?骨修復材料(塊狀)、寵橋?骨修復材料(顆粒)、寵橋?骨修復引導補片，均由楚橋生物技術(江蘇)有限公司提供，其中骨修復引導補片為吾奇生物醫療科技(江蘇)有限公司生產的膠原基質生物膜。

1.2 術前評估

1.2.1 常規檢查

3例病例來院就診時，首先進行了常規體格檢查，骨折基本信息見表1。

表1 病例基本信息

1.2.2 X光檢查

病例1：肱骨中斷陳舊性骨折，手術二次內固定后再次失敗，骨折處骨質丟失，骨密度下降，骨排列不齊，固定物松脫，遠端骨折端移位，診斷為骨不連，如圖1所示。

圖1 病例1 X片 (正面、側面)

病例2：左前肢肱骨中斷骨折，進行內固定結合改良型外固定支架，骨折斷端術后6 周未見明顯閉合，內側骨缺損，植入物松脫，無愈合跡象，診斷為骨不連，見圖2。

圖2 病例2 X光片(正面、側面)

病例3，左后肢脛骨中斷骨折，進行骨板及外固定支架固定，固定松脫，失敗。骨折斷端出現明顯骨缺損，肥厚性骨痂，骨軸線對位不齊，骨折內固定失敗，觀察骨折斷端4 周無骨痂橋接，診斷為骨不連，見圖3。

圖3 病例3 X光片(正面、側面)

1.3 手術方法

1.3.1 術前準備

患犬術前禁食禁水12 h，并進行術前基礎生理指標檢測評估[11]。麻醉前進行系統性檢查，制定專業麻醉方案術前鎮靜鎮痛，采用布托菲諾0.4 mg/kg、乙酰丙嗪0.02 mg/kg和丙泊酚3 mg/kg誘導麻醉，氣管插管，然后用呼吸麻醉機進行全身麻醉[12]；備毛，消毒，覆蓋創巾。

1.3.2 手術

病例1：于股骨前外側切開皮膚，分離肌肉，找到骨斷端，取出固定鋼板、螺釘，清理填塞在斷端的軟組織，貫通骨髓腔。應用兩塊ALPS鎖定鈦合金骨板，將骨折進行固定，然后將寵橋?骨修復材料(塊狀)填充到骨頭的斷端，再用寵橋?骨修復材料(顆粒)對骨干缺損進行填充，最后用寵橋?骨修復引導補片對斷端進行包裹，常規閉合切口，見圖4。

圖4 病例1手術

病例2：于肱骨前外側切開皮膚，分離肌肉，找到骨斷端，取出內側固定鋼板及鋼絲，清理斷端填充的軟組織，克氏針在骨折斷端進行鉆孔。在肱骨內側沖洗植入骨板，由于骨折間隙較小，所以只用寵橋?骨修復材料(顆粒)進行填充就可以，然后用寵橋?骨修復引導補片包裹骨材料及骨折斷端，常規閉合切口，見圖5。

病例3：于脛骨內側切開皮膚，分離肌肉，找到骨斷端，取出內側固定植入物，清理斷端填充的軟組織，克氏針在骨折斷端進行鉆孔。在脛骨內側植入骨板，骨折間隙內將寵橋?骨修復材料(塊狀)和寵橋?骨修復材料(塊狀)進行填充，然后用寵橋?骨修復引導補片包裹骨材料及骨折斷端，常規閉合切口，見圖6。

圖6 病例3手術

2 手術結果

2.1 術后X光片

病例1：手術后，患肢可以負重行走; 術后4周拍攝X光片可見骨斷端處有大量骨痂形成，骨折線處有連續骨痂生長并橋接，骨折線消失，見圖7。

圖7 病例1術后4周拍攝X光片(正面、側面)

術后12 周拆除骨板，X光片上顯示骨折線完全消失，骨折愈合完成，見圖8。

圖8 病例1術后12周拍攝X光片(正面、側面)

病例2：手術后，患肢恢復良好，術后6 周拍攝X光片可見寵橋?骨修復材料和受體骨完全融合，骨折線處有連續骨痂生長，骨折線模糊，骨斷端長成新骨，愈合良好，見圖9。

圖9 病例2術后6周拍攝X光片(正面、側面)

術后12 周，骨折斷端骨組織填充，骨折斷端骨痂橋接，骨密度增加，骨折愈合良好，見圖10。

圖10 病例2術后12周拍攝X光片(正面、側面)

病例3： 骨折修復后第3天可負重行走，術后0、4、6、12周分別進行X線放射學評估，4周骨缺損變小，骨間隙間骨組織連接，6 周骨折線模糊，12 周已骨折線完全消失，骨折已完成臨床愈合，見圖11。

圖11 病例3術后X光片

2.2 骨折線X光片上消失和臨床愈合時間

3個病例的X光片觀察可知，在使用了寵橋?骨修復材料進行治療后，骨折線基本都在7周前就開始模糊了，完全愈合的時間都在12周左右。

3 討論

骨折愈合是一個既緩慢又復雜的生理過程，受很多因素的影響。目前臨床沒有治療骨不連的特效藥物，現階段治療骨不連的方法有生物組織工程、骨移植、更換固定架等，其中骨移植是骨不連治療中比較常用的治療方法，雖然療效顯著但也存在一定的缺點，如供體部位存在病變、供應有限、取骨手術帶來的二次創傷與疼痛等問題，尤其是當骨折處缺損較大時，自體骨移植就不太適用。

骨折的愈合不但需要足夠的力學支撐，良好的復位和骨折端有效固定，而且在損傷微環境中需要提供良好的血液循環及成骨和誘導成骨的生物活性物質等。本文通過3例犬骨不連再修復病例可以發現，寵橋骨修復系列再生醫用材料在治療骨不愈合時有很明顯的治療效果，材料本身可以作為骨折缺損處的骨支架來維持骨骼的長度，引導骨斷端間的連接。其中添加的BMP-2成分能夠誘導產生大量的成骨細胞，成骨基質等形成骨痂的成分，從而在骨折端逐漸形成骨痂組織、包裹并且連接骨折端，增加骨折端的生物力學強度[13-15]。同時BMP-2也可以誘導成纖維細胞等向骨細胞分化，有促進由間質細胞分化而來的骨細胞增殖的作用，也可促進骨折愈合過程中良好血液運輸系統的建立。一般情況下由于骨折愈合中，肉芽軟組織生長速度超過骨組織，骨折斷端間的缺損很容易被肉芽軟組織填充，造成纖維軟骨的形成，從而阻礙骨性愈合，寵橋?骨修復引導補片有效避免這類情況的發生。通過將引導補片包裹骨折斷端，為骨折愈合提供良好的局部生物學環境，在堅強的內固定基礎上，結合再生醫學材料，能促進骨折端的愈合，極大縮短愈合時間。

骨痂體積可以作為判斷骨折愈合程度的輔助方法之一。骨痂生成的多證明骨折愈合速度較快，骨痂生成的少證明骨折愈合的速度較慢。寵橋?骨修復系列材料應用于骨折部位，包裹住骨折端的受傷組織有利于減小血腫擴大,材料中添加的BMP-2可以促進血管生成，細胞遷移及增殖，會加快纖維性骨痂中膠原纖維的生成，有利于骨愈合。治療結果顯示，這種新型再生醫用材料能夠促進骨痂增多。一般手術8周后，在 X 光片上看不到骨痂間隙，骨痂與骨皮質界限分不清楚時，骨折已達到骨性愈合。

綜上，本研究結果表明，寵橋?骨修復材料在整個骨折愈合的過程中，為骨折端構建了一個再生的微環境，促進了骨細胞的再生，促使骨折愈合過程中骨痂的形成，促使骨折愈合過程中骨礦物質的沉積和骨折愈合后生物力學強度的恢復，早期使用能大大縮短骨折愈合的時間，減少骨不連的發生率。