一、概 述
20世纪70年代以前,肢体原发性恶性骨与软组织肿瘤的手术治疗以截肢为主。虽然早在1940年前就有肿瘤切除后保肢手术的尝试(Austin Moore和Harold Bohlman曾在1940年首次报道了采用股骨近端置换治疗股骨肿瘤的治疗方法),但复发率高,5年生存率低,因此在20世纪70年代后半期以前一直没得到推广。从20世纪60年代开始,肿瘤化疗有了很大进展,到20世纪80年代,新辅助化疗在原发恶性骨肿瘤治疗中取得了不可动摇的地位,加上放疗等其他辅助治疗,为保肢治疗创造了条件;同时,现代医学影像学的发展可为病灶的切除提供更精确的界面,外科新技术的开展和人工关节假体设计的进步为保肢术功能重建提供了更多和更好的选择。所有这些因素使肢体恶性骨肿瘤保肢手术得到了极大推广并取代截肢手术成为目前主要的手术治疗方式。
与骨肿瘤治疗目的一致,保留肢体手术的首要目的也是治愈疾病,在此前提下第二目标方为保留肢体。对病灶累及的局部肢体而言,保肢手术必须达到两大目标:首先是保肢手术必须达到满意的肿瘤广泛切除,其次是重建的肢体功能至少不能劣于截肢后假肢的功能。因此,保肢手术施行的前提是要能保证局部病灶的有效切除,避免局部复发,因为局部复发会增加死亡率,并导致保肢失败。切除手术的关键是采用合理外科边界切除肿瘤,应以正确的外科分期确定合适的手术边界,广泛切除的范围包括瘤体、包膜、反应区及周围的部分正常组织,即在正常组织中完整地切除肿瘤。随着新辅助化疗的推广和疗效的提高,敏感有效的术前化疗可使肿瘤主体的生长基本停止,其假包膜内的卫星灶甚至跳跃转移灶被杀灭,假包膜可转化为分化良好的成熟骨或纤维组织,这样就使得一些原来只能截肢的病人获得保肢手术的机会。近30余年来的临床实践和研究显示保肢治疗与截肢治疗的生存率和复发率相似,局部复发率为5%~10%,局部复发与否的主要预测因子是外科手术切除边界和化疗敏感性。保肢手术的第二个目的是尽可能多地保留肢体功能。骨、关节、软组织都需要进行重建,其中软组织重建也十分重要,一方面它提供软组织覆盖,另一方面它对肢体功能的恢复也有重要作用。通常在完成病灶切除手术后一期进行缺损骨与关节的重建手术,这就要求手术准备很充分,并且主刀医师必须具有施行这类手术的丰富经验,除了需要拥有熟练的手术技能外,还要能够很好地应对手术过程中可能出现的各类意想不到的情况。
虽然保肢治疗与截肢术相比有着众多优点,如功能好、外形和心理接受程度好等,但是保肢手术如果选择不当,将引起更高的复发率和并发症发生率,损害肢体功能,甚至是保肢手术失败,危及患者生命,因此对于保肢手术必须严格掌握其适应证,才能取得良好的效果。
1.股骨骨肉瘤保肢手术的适应证 ①肿瘤无远处转移或转移灶可根治;②骨原发恶性肿瘤中Enneking分期ⅠA、ⅠB、ⅡA期肿瘤或对化疗敏感的ⅡB期肿瘤(对于恶性骨肿瘤,以骨肉瘤为例,敏感有效的术前化疗可使肿瘤主体的生长基本停止,其假包膜内的卫星灶甚至跳跃转移灶得以被杀灭,假包膜可转化为分化良好的成熟骨或纤维组织,这样就使得部分原来只能截肢的病人获得保肢手术的机会);③血管神经束未受累,肿瘤能够被完整切除;④预期术后局部复发率和转移率不高于截肢手术;⑤术后肢体功能优于义肢;⑥患者有保肢愿望且能承担保肢手术的高额费用;⑦肿瘤局部软组织条件良好,病灶切除术后有足够血供良好的皮肤软组织覆盖;⑧患者全身状况良好,能耐受手术。
2.股骨骨肉瘤保肢手术禁忌证 ①肿瘤周围主要神经、血管受侵犯;②在根治手术前或在术前化疗期间发生病理性骨折,瘤组织和细胞破出屏障,随血肿广泛污染周围正常组织;③肿瘤周围软组织条件不好,如主要的肌肉随肿瘤被切除,或因放疗、反复手术而瘢痕化,或局部有感染;④不正确的切开活检,污染周围正常组织或使切口周围皮肤瘢痕化,弹性差,血供不好;⑤肿瘤有多发转移或转移灶不能治愈;⑥患者一般情况差,不能耐受手术。
二、骨肿瘤的手术切除
对于大多数原发性骨肿瘤而言,手术是主要治疗手段。首先,手术通常是必需的,因为单纯放疗、化疗或生物学治疗对大多数原发病灶不能予以根除,而原发病灶是否有残留或复发往往是决定预后的关键因素。其次,手术通常是可行的,对某一具体的肿瘤,根据其外科分期,通常可以选择一种适合、有效的手术方式。
(一)骨肿瘤切除手术的类型
根据手术范围即手术切除的界面与肿瘤边缘的关系可把切除手术分成四级。①病灶内手术:或称为囊内手术,为手术时进入肿瘤内,如病灶刮除术。为了减少局部复发,现代采取的刮除术可被称为扩大刮除术,使用高速磨钻处理肿瘤的硬化带,直到正常骨组织显露,即使硬化带不明显的病灶也用磨钻去除肿瘤周围适当厚度的骨组织,使肿瘤清除界面达到广泛切除的界面。同时,在扩大刮除的基础上,进一步采取局部辅助治疗,通常采用的方法为苯酚(石炭酸)加无水乙醇及无菌水依次处理刮除后的骨界面,液氮冷冻疗法也是常采用的方法。②边缘切除手术:沿着肿瘤的包膜或假包膜完整切除肿瘤,如为恶性肿瘤,假包膜内可能存在的卫星灶或局部跳跃性转移灶会有残留。③广泛切除手术:手术在肿瘤所在解剖间室内进行,切除界面为肿瘤外“正常组织”,将包括反应带的肿瘤连同周边外观为健康的组织做整块切除,但是局部跳跃性转移灶可能残留。④根治性切除:手术在肿瘤受累解剖间室外正常组织内进行,把受累间室整块切除。在纵向上,手术解剖应经过或超过受累骨骼的远、近端关节及受累肌肉离断远侧和近侧附着处;在横向上,如果肿瘤未超出骨外,要在骨膜外解剖,软组织间室者要在该间室的筋膜层外解剖,这样就可连同肿瘤主体、卫星灶、区域跳跃转移灶完全切除,局部不再有任何残留,理论上局部不应再有复发。相应的,保肢手术的肿瘤切除也分为病灶刮除或成块切除、边缘切除、广泛切除和根治性切除。对于具体的肿瘤,应根据其外科分期(常用的为Enneking分期)和化疗等辅助治疗的效果,拟定具体的手术切除方案、切除界面和随后的重建方案。
(二)骨肿瘤切除后骨缺损分类和重建手段的选择
病灶切除后的骨缺损可分为包容性缺损、半柱状缺损和节段性缺损三大类,而节段性缺损又可分为未累及关节和累及关节两类(图23-1)。
图23-1 骨肿瘤切除后骨缺损的类型
A.包容性缺损;B.半柱状缺损;C.未累及关节的节段缺损;D.累及关节的节段缺损
1.包容性缺损 包容性缺损多为良性病变刮除术后所致,可采用骨水泥填塞,也可用自体骨、异体骨或两者混合植骨重建,硫酸钙或磷酸钙等人工骨也可用于包容性骨缺损的重建。如果负重关节病灶刮除术后残留的关节下骨很薄(<2mm),应注意避免关节面塌陷。此时如果用骨水泥填塞,应在软骨下先植入厚层自体骨,再填骨水泥。单纯异体骨松质粒植骨因存在吸收问题,并不适合,还可采用关节面下植入自体髂骨块,髂骨块外再用异体腓骨等骨皮质作支撑植骨以防止塌陷。
2.半柱状缺损 半柱状缺损多因良性或低度恶性病变(如骨旁骨肉瘤等)做骨的部分环形切除后所致。可采用外形相似的同种异体骨移植,也可采用自体腓骨(包括带血管腓骨)或髂骨块作支撑植骨重建缺损骨。因为植骨床接触面积大且血供丰富,通常不会出现感染、骨不连和骨折等为同种异体骨移植中常出现的并发症。
3.节段性缺损 节段性缺损是因全柱状骨节段切除后所致的一种骨缺损,又可分为未累及关节的、未累及关节的节段性缺损和累及关节的节段性缺损。
(1)夹在关节之间的节段性缺损:根据缺损累及干骺端和骨骺范围分成单纯骨干部位、干骺端-骨干部位和骨骺-骨干部位缺损3种。可采用同种异体骨移植、带或不带血管游离腓骨移植、瘤段骨灭活后再植进行重建。也可采用灭活瘤段骨或异体骨结合带血管游离腓骨移植以促进骨愈合,这种复合移植方法尤其适用于累及骨骺部位的缺损,只要能保留近关节面1cm以上厚度就能获得较好疗效。近期也有尝试采用人工假体重建治疗累及骨骺的骨干缺损者。
(2)累及关节的节段缺损:是恶性骨肿瘤切除后最常见的缺损类型,对这种缺损最常用的保留肢体的重建方法包括肿瘤型人工关节置换重建、同种异体骨关节移植和关节融合术。如何选择取决于患者年龄、生活方式、医师的倾向,在发展中国家尤其要考虑到社会-经济状况。肿瘤型人工关节主要为定制型和模块组装型,另外还有可延长假体可供选择。术后具有很好的外形、即刻稳定并允许立即活动、不存在骨延迟愈合和骨不连的问题以及不易骨折等优点,但是价格昂贵并且存在磨损和松动等远期问题。
三、保肢手术骨缺损重建方法
理论上理想的骨与关节重建应该是与需要重建部位在生物学上和外形上相似,能抵抗感染并同时够坚强和持久,既要具有近期稳定性,又要具有远期耐久性。目前临床上使用的任何重建手段都不能满足上述要求。人工关节(假体)的优势在于可提供初期稳定、早期活动和负重、患者在情感上易于接受并且迅速恢复良好功能。其不利的方面包括感染、机械故障、磨损和无菌性松动等致使假体远期保留受限,尤其在骨骼未成熟的患者;随着术后时间延长,翻修率增加;骨骼未成熟患者用可延长假体有利于维持下肢长度对称,但是需要再次或多次手术,而且手术并发症限制了该假体的应用;无创可延长假体虽然不需再次手术,且并发症低,但骨骼发育成熟后必须翻修为常规假体,需要进一步评价其优势。
大块同种异体骨移植可作为骨关节(半关节)移植、在两个关节之间嵌入式移植或与假体组合移植,但其缺点是与宿主骨愈合时间长,有时需要长达24个月;骨不连发生率高,可达20%;感染率可能高达20%,15%~45%发生骨折;对于骨关节移植还有移植关节面退变的问题。因为高并发症和翻修手术,同种异体骨移植有时被当作一种临时性治疗手段。
目前,常用的骨、关节重建手段可分为生物型重建和人工假体(主要为肿瘤型人工关节)重建两大类。常见的重建方法,见图23-2。
(一)生物型重建
对于骨与关节的缺损,如果用于重建的材料能最终转归为有活力组织的重建方法可以定义为生物型重建。包括包容性骨缺损的非结构性骨移植、瘤段骨(关节)灭活再植、节段性同种异体骨移植(可带关节)、大块自体骨移植(包括吻合血管的骨移植)以及自体-异体骨复合移植。
1.非结构性异体骨移植 肿瘤刮除后的包容性骨缺损多用骨水泥填塞,但是植骨可维持骨和相邻关节的结构完整性和功能稳定性。通常可采用异体骨、自体骨、人工骨或自体-异体骨混合植骨,异体骨通常以骨条、骨粒或骨粉的形式植骨。
2.瘤段骨(关节)灭活再植 利用截除的肿瘤骨灭活后进行重建,是一种常用的重建方法。适用于骨破坏不严重、骨强度损害不明显的四肢、骨盆或肩部恶性肿瘤患者。
图23-2 常见重建方法
A.肿瘤;B.肿瘤型人工关节置换;C.同种异体骨关节移植;D.肿瘤型人工关节复合同种异体骨移植;E.可延长人工关节置换;F.同种异体骨移植关节融合;G.骨干肿瘤;H.同种异体骨嵌入式移植
灭活重建的办法主要如下。
(1)体内原位灭活:把瘤段骨连同骨外肿瘤与周围正常组织进行分离,切除骨外软组织肿瘤后,在原位肿瘤骨内插入数根微波天线,并有效控制肿瘤骨内微波加热的温度为50℃,持续时间为30分钟。体内原位灭活后,在有骨缺损的部位刮除后植骨或充填骨水泥。
(2)体外灭活再植:按照安全的手术切除界面切除肿瘤段骨(关节)连同骨外肿瘤,在体外清除肉眼所见的肿瘤组织,保留有一定坚固性的残留骨壳,用大量灭菌生理盐水冲洗后灭活处理。灭活方法可采用95%乙醇浸泡30分钟、经高压(68kg/cm2)高温(135℃)处理7~10分钟、煮沸、巴斯德杀菌法(60℃水浴30分钟)灭活、体外射线照射灭活或液氮冷冻(15分钟)灭活。目前一般不主张采用高温、高压处理和煮沸灭活,因为高温破坏胶原结构,降低骨强度,而且高温也破坏骨形态蛋白,使再植骨失去骨诱导作用。将灭活后的骨段再植回原位,骨壳内充填骨水泥,再用髓内针或加压钢板恢复骨骼的连续性。
灭活重建的优点是手术简便,费用低廉,再植的骨段与受区匹配性好,降低了骨连接部的不愈合率和局部感染率。微波原位灭活能保持骨干的连续性及原来的形状,减少对骨组织活性和生物力学性能的影响,有利于骨的重建。灭活的瘤细胞可作抗原,刺激免疫系统,增强免疫功能。缺点是肿瘤细胞污染伤口的风险大,复发率较高,有发生骨折、钢板螺钉折断、骨不愈合等并发症的风险,关节活动差。
3.同种异体骨(关节)移植 随着骨库的建立和异体骨保存方法的日臻完善,用大段同种异体骨(关节)移植重建恶性肿瘤截除后的肢体骨、关节缺损,已经是一种行之有效的方法,其最终效果与移植骨的制备、手术内固定方法、肿瘤性质、范围、化疗与综合治疗等密切相关。优点是来源广泛,使用便利;能恢复骨的连续性和体积,重建关节结构,并能提供软组织的附着部位。缺点则是可能出现排异反应,要长时间避免负重,功能恢复迟,并存在传播疾病(HIV、肝炎等)的风险。主要并发症为深部感染、骨吸收、骨不愈合、关节面塌陷、内固定松动断裂、晚期关节退变塌陷、关节不稳等。
(1)同种异体骨(关节)移植:单纯异体骨移植主要有下列几种。
①同种异体骨、关节移植:当切除的肿瘤骨段包括关节时,可用包含关节的异体骨关节移植重建,异体骨端与宿主骨固定,关节处韧带需缝合重建。异体骨与关节移植包括全髁和半髁移植,可恢复宿主骨储备并保留软组织附着。虽然并发症比较高,但同种异体总体成活好(60%~80%),并长期稳定。获得好的疗效的关键是解剖上的匹配和良好的软组织修复。有报道股骨远端异体骨关节移植10年成功率78%,71%不需人工关节置换。通过CT测量获得与宿主骨的匹配和移植物-宿主结合处良好的软组织修复是提高疗效的关键。也有报道称胫骨近端同种异体移植效果优于大段人工假体置换者;胫骨远端可选择的重建方法有限,骨关节移植可用于保留关节并提供好的功能。
②关节间嵌入式异体骨段移植:当恶性肿瘤累及长骨中段而未累及两端关节时,该段骨骼可用自体骨(如腓骨)或异体骨移植替代,尤其对于骨缺损长度长者,异体骨移植更适合。多用于半柱状骨缺损(骨干或累及骨骺、干骺端的半柱状缺损)的支撑植骨重建和骨干部位节段性缺损的重建,累及干骺端的骨干缺损也可用此方法,而累及骨骺者如果残留骨骺与移植骨之间能获得足够稳定的固定,同样可以采用本法重建。
③异体骨移植关节融合术:长骨端肿瘤广泛性截除后,根据骨缺损的距离和尺寸,采用深低温冷冻或冻干无菌与缺损段相应的异体骨段移植来填补骨缺损,切除对应的关节面,两骨对合,用内固定器材加压内固定,或用外固定器固定,使关节骨性融合。单纯采用同种异体骨移植结合内固定手术因感染、骨折和骨不连发生率高,通常采用异体骨复合自体带血管腓骨移植以降低并发症。优点是稳定性好,花费少,能持久性保留肢体。缺点是关节功能欠佳,严重影响生活质量。可用于刚成年的年轻病人,对有强大生长潜力的儿童不太适合。胫骨远端缺损多可采用此法作关节融合术,而膝周缺损的异体骨移植作膝关节融合因为牺牲关节活动功能,效果通常较差。
(2)常见并发症:同种异体骨移植手术后早期并发症如出血和神经麻痹等与其他肢体重建手术类似。术后比较突出和特殊的并发症有骨不连、移植骨骨折和感染,三者占总的骨移植失败的85%。感染风险在术后第一年高,发生率可达10%;术后3年内骨折风险高,发生率可达19%;3年后,相对稳定。局部复发率与其他保肢手术相似。
①骨不连:宿主-移植骨骨不连指术后1年时两者结合部仍未愈合,发生率在11%~30%。导致骨不连的因素包括:病人高龄,骨移植用作关节融合者相比其他用途骨不连发生率最高,移植部位为骨干部者不愈合发生率高,肿瘤临床分期为Ⅱ期和Ⅲ期者高,接受辅助治疗(化疗和放疗)者高,感染、骨折、固定方法以及翻修手术次数越多效果越差。骨不连者感染和骨折发生率也高。免疫反应也与骨不连有关。骨不连的处理方法有自体骨植骨、双钢板固定加强断端稳定和带血管腓骨移植。骨替代品的应用、生长因子和骨形态蛋白等用于人类尚无确切资料,未来可能可行。即使积极治疗,仍有30%骨不连不可挽救。对难治性骨不连,可取出异体骨,再次异体骨移植或换其他治疗方法,如人工假体。
②骨折:移植的异体骨骨折发生率为12%~54%,多在术后6个月以后发生,75%发生在3年内。影响骨折发生的因素有:化疗,放疗,穿过骨皮质的内固定,移植骨-宿主骨结合处骨不连,感染,移植类型为关节融合者,宿主骨-移植骨界面有超过2mm间隙者,移植骨段过长超过14.5cm者。骨折可分成3类:第一类为移植物-宿主免疫反应所致,无感染和局部复发的情况下出现迅速、严重的移植骨吸收,需要切除移植骨并采用其他方法重建,如肿瘤假体置换;第二类为骨折发生在骨干部,需切开复位内固定并自体骨植骨;第三类为关节面塌陷或骨折,需要复合人工假体置换。
为减少骨折的发生,内固定物应该跨过移植骨全长以避免无支持区域高应力,在嵌入式移植时应避免在两个界面分别用钢板固定,用髓内钉固定可降低骨折发生率;移植骨上尽量少拧螺丝钉,如果需要用螺丝钉,尽可能用单皮质锁定螺钉固定;骨关节移植者避免在软骨下用骨水泥,以免发生难以挽救的关节面骨塌陷。其他预防骨折的手段还包括:宿主-移植骨大小匹配,用可靠的内固定使两者界面紧密连接及辅以带血管腓骨移植。
③感染:文献报道发生率在9%~30%,75%发生在术后4个月内,也有资料显示70%发生在1个月内。50%的感染为多种细菌感染,最常见病原菌为表皮葡萄球菌。与感染有关的因素:肿瘤分期,骨切除范围大,软组织或皮肤损失,手术时间久,术后血肿或引流,辅助治疗,病人免疫功能状态和多次手术。即使在感染的早期阶段就积极处理,也只有极少发病人能通过冲洗、扩创和抗生素而保住移植骨。治疗很困难,1/3需截肢。多数需要切除移植骨,用含有抗生素的骨水泥spacer或外固定装置维持骨长度,等感染完全控制后再次重建,可再用异体骨、带血管腓骨或人工假体置换。
感染有效的预防方法有:充分的软组织覆盖、特别是采用带血管的局部或游离组织瓣覆盖,可有效降低伤口愈合并发症的风险和感染率;避免经皮固定;使用含抗生素骨水泥或植骨替代物;采用放射线照射异体骨;围术期使用抗生素。
④其他:至于移植物传播疾病,如HIV、乙型肝炎和丙型肝炎等问题不严重,只有很少的个例报道,通过严格的供体筛选、取材时无菌操作或附加γ射线照射等灭菌处理可使其发生率很低。
4.大块自体骨移植 应用最广的结构性自体骨移植有腓骨移植(带或不带吻合血管)和髂骨块移植(包括带旋髂深血管的吻合血管髂骨移植)。自体髂骨块移植多用于半柱状缺损或大的良性病灶刮除后大范围包容性骨缺损的支撑植骨。腓骨除了可用于支撑植骨外,还可以用来重建骨与关节的功能,适用于股骨下段、胫骨上段、肱骨近端和桡骨远端的恶性肿瘤,肿瘤广泛切除后宜做膝关节融合及肩、腕关节成形者。不带血管的腓骨移植手术简单,治疗费用低,有报道在术后平均24周时89%获得骨愈合,疲劳骨折发生率也仅15%,而且术后与带血管腓骨一样,移植的腓骨会增粗。尽管如此,目前普遍认为吻合血管的游离腓骨移植由于血循环立即建立,使一些成骨细胞得以存活,保存其成骨能力,早期形成骨组织,骨性愈合快,成功率高。
吻合血管的游离腓骨移植在20世纪70年代中期首次报道被用于创伤后骨缺损重建,随着显微外科技术在骨科临床的广泛运用,该方法越来越多的用于肿瘤切除后骨缺损的重建。优点是有血供的自体骨,愈合能力强,可以重塑,应力刺激下增粗,具有抗感染能力,并且放疗和化疗对其无影响。但是,当用于下肢负重骨,尤其是膝关节周围骨的重建时腓骨强度远远不够,易发生疲劳骨折,而且如果要用于近关节骨段切除后嵌入式重建时与残存骨骺很难获得足够坚强的固定。在这种情况下采用异体骨-吻合血管的游离腓骨复合移植可以克服各自不利的方面。
吻合血管的游离腓骨移植还可用作同种异体骨移植后骨不连的挽救手段,方法是腓骨固定在宿主-异体骨结合处的表面以促进骨愈合(图23-3)。也有报道用骨皮质、支撑植骨或骨松质植骨处理异体骨骨不连者,但对于需要接受抗肿瘤治疗者其骨折愈合的生物学机制不同,效果多不理想。也有一期就采用自体腓骨结合异体骨作为移植手段者,可插进异体骨髓腔或固定在异体骨-宿主骨界面的表面。游离腓骨移植也可用于移植的异体骨骨折的病例,跨过骨折区镶嵌在异体骨外以促进骨折愈合。
5.异体骨-自体腓骨复合移植 由于单纯吻合血管的腓骨移植用于下肢负重骨尤其是膝关节周围骨缺损的重建时强度不够,易发生疲劳骨折;作为嵌入式重建时如残存骨骺少,很难获得足够坚强的固定。为克服这些不足,Capanna等介绍了一种把吻合血管的游离腓骨插在异体骨髓腔中间的异体-自体骨复合移植术(图23-4)。异体骨外壳可以和残留的近关节面薄层骨骺组织用螺丝钉固定以提供较好的初始稳定性,异体骨外壳还可保护带血管腓骨免遭过度应力。适用于近关节5cm内但至少有1cm厚的关节面骨骺得以保留的病例,尤其是膝关节周围肿瘤切除后嵌入式骨移植。
随着医学影像技术的进步,对病灶范围的定位更加精准,使得一些原来需要做半关节切除的病例得以保存骨骺和关节,无论是胫骨近端还是股骨远端。可采用单纯大块异体骨移植或结合带血管游离腓骨移植,也可使用Ilizarov技术通过骨转运来完成重建。长期随访结果显示带血管游离腓骨结合同种异体骨外壳移植是用于膝关节周围保留骨骺肿瘤切除后可靠的嵌入式的重建方法,即使保留了部分骨骺,局部复发率也无升高。与单纯异体骨移植相比,术后功能好,骨愈合时间缩短,感染和骨折发生率低。如果移植的带血管腓骨能重建血供,则即使异体骨发生了骨折,治疗后愈合率也较高。移植的带血管腓骨明显增粗,提示带血管腓骨除了提供异体骨愈合血供的生物学效应外,在异体骨获得坚强愈合前还参与负重。自从1993年首次报道以来,同种异体骨结合自体带血管腓骨移植获得了推广,并可扩大应用指征用于治疗异体骨移植后骨不连。
图23-3 带血管腓骨移植用于骨不连的治疗
图23-4 同种异体骨复合带血管腓骨移植术
(二)人工假体(关节)置换重建
1.肿瘤型人工关节的优势和发展 对于骨肿瘤切除后节段性骨与关节缺损使用生物型重建还是人工假体(关节)重建始终存在争议,这从侧面显示目前没有一种重建方法具有绝对的优势。肿瘤型人工关节优势在于提供可靠且可预见的近期和中期疗效,术后即刻稳定、迅速完全负重下活动(尤其对那些预期存活不超过2年的病人意义更大)、康复迅速、初期可靠性、适用广以及人工关节易于获取,尤其是模块组装式假体为手术提供很大的机动性。人工关节假体置换还可用于异体骨移植失败的病例。其存在的问题在于远期效果、深部感染、假体松动和置入物机械故障,这些在年轻病人中尤为受到关注,即使假体设计进步了,远期失败率仍高。另外,保肢手术花费较大。
现代肿瘤型人工(关节)假体置换重建从20世纪70年代开始得到了很大发展,早期为定制型假体,随后20世纪80年代出现模块组合型假体,并成为大多数肿瘤型假体设计的规范,其很大的优势在于允许只翻修出现故障的假体部分,并可调整肢体长度。目前假体与宿主骨的固定多采用骨水泥技术,但是其实从20世纪80年代就出现了非骨水泥固定。固定是用骨水泥还是非骨水泥仍存在争议,没有确切的证据提示何者为优,但是有报道指出领部带有HA涂层的骨水泥型假体松动率最低。
肿瘤型人工关节置换临床应用30余年来,在假体设计和手术技术上都得到了很大的发展和进步,表现在下列方面:模块组合型假体代替定制型假体成为主流(图23-5),其优势已如上述;肿瘤型膝关节由固定铰链型发展到旋转铰链型,并进一步可采用旋转半月板以减小应力;骨-假体界面的假体领部采用表面多空并带羟基磷灰石涂层,允许骨或纤维组织长入,可以通过皮质外骨桥有效传递应力,防止应力遮挡和骨吸收,同时也能封闭髓腔,防止关节磨屑进入假体柄-宿主骨界面导致松动;这些改进大大提高了置入物远期在位率。在胫骨部分常规使用腓肠肌肌瓣并采用整形外科技术也使感染率大大下降,使假体存活率提高。在针对感染的处理方面,早期一旦发生深部感染,常常第一时间就采用截肢手术,但目前首选分期(二期)翻修手术,使大多数感染取得很好疗效,避免了截肢的后果。但是,需要注意的是,虽然假体设计的进步和手术技术的提高使假体存活率提高了,但是感染和无菌性松动仍然是肿瘤型人工假体置换手术所要面临的主要问题。
图23-5 下肢模块组配式肿瘤型人工关节假体
2.常用肿瘤型人工假体置换的类型 肿瘤型人工关节种类繁多,按照关节假体的活动限制程度可分成限制型(如单纯铰链式膝关节)、半限制型(如旋转铰链式膝、肩关节)和解剖型(如解剖型人工髋关节);按照假体结构可分成模块组合型和非组合型;按照假体能否延长可分成可延长假体(主要用于儿童)和固定式假体(主要用于成年人),其中可延长假体又可以分成有创(包括微创)调节式、无创调节式和自身调节式;按照人工假体的固定方式可分成机械固定型、生物固定型和复合固定型。机械固定型假体依靠骨水泥等使假体和宿主骨结合。生物固定型假体在假体与宿主骨接触界面进行多空处理或喷涂羟基磷灰石等生物材料,使假体-骨界面获得永久性生物性结合。复合固定型假体是结合机械固定和生物固定,如领部带羟基磷灰石涂层、柄部用骨水泥固定的假体。另外,还可按照假体置换的部位分类。综合各种情况简单分成下列几类。
(1)肿瘤型人工关节置换术:适用于肿瘤累及骨端、切除时需连同全关节或半关节一并切除的骨与关节重建方法。常用的有全髋关节带股骨上段、全膝关节带股骨下段或胫骨上段、全肩关节带肩胛骨或肱骨上段、全肘关节带肱骨下段或尺骨上段、肱骨头带肱骨上段以及股骨头带股骨上段的肿瘤型关节。
(2)骨端间嵌入式人工假体置换术:大段的骨干骨皮质缺损多采用同种异体骨、自体腓骨或两者复合重建,人工假体多用于预计预后不良的情况,如转移性病例。优点是可早期活动和负重,没有延迟愈合和骨不连的问题。缺点是早期松动和置入物失败。近期技术和设计的改进使人们尝试扩大这种方法的适应证。如采用无柄非骨水泥型节段置入物可以通过短的带有HA涂层的钢板和螺丝钉固定在很靠近关节的骨残端上,可保留自体关节(图23-6)。目前只有少量短期报道,疗效还需进一步观察。
(3)人工关节假体复合同种异体骨移植重建术:临床实践发现,异体骨移植以大段骨干移植的效果最好,而异体半关节移植发生排异反应的概率较大,并发症较前者多,骨吸收或晚期退变可致关节面塌陷,移植关节软骨退变也影响关节功能。为了避免异体半关节移植的缺点,保留大段骨干移植的优点,可采用人工关节和异体骨联合移植术。此种方法比较适用于股骨上下端恶性肿瘤广泛性瘤段截除后,做髋、膝关节功能的重建。与单纯肿瘤型关节置换相比,复合重建的异体骨能提供更好的韧带和肌腱附着重建。研究显示,股骨近端复合重建因为外展机制重建好,表现出更好的功能评分、髋关节外展功能和步态。
图23-6 嵌入式人工骨干假体置换
(4)可延长肿瘤型人工关节置换术:可延长肿瘤型人工关节置换术最大的适用人群是儿童,通常适用于不满13岁的男性和不满11岁的女性、估计下肢会有超过3cm长缩短畸形的病例。早期的延长操作需做大切口切开,有时需要多次手术,并发感染成了很突出的问题。近年来随着假体设计的进步,可通过微创或无创延长。微创延长技术使感染率从27%降至8%。无创可延长假体价格昂贵,需要切除更多骨质,最大可延长长度较短,在成年后需要全部翻修。可延长假体也可用于非肿瘤疾病或肿瘤切除后重建手术失败的成年病人(包括慢性感染,软组织条件差,有肢体缩短者),可用于纠正肢体不等长。
3.肿瘤型人工假体存在的问题和并发症 与现代常规髋关节或膝关节人工关节置换(首次置换)术后10年在位率高达95%相比,肿瘤型人工关节10年在位率较低,原因如下。①肿瘤假体置换有高达10%的感染率;②病人接受手术时年轻,年轻病人活动量大也是导致假体存活率低下的原因;③手术时为达肿瘤根治性切除或广泛切除需切除大量包括肌组织在内的软组织,从而影响肌肉功能,导致关节生物力学上的改变,使假体上及假体-宿主骨界面应力同时增加;④对膝关节来讲,关节周围肿瘤切除时需同时切除交叉韧带和侧副韧带,不得不使用限制型或旋转铰链型膝关节假体,加上伸膝装置薄弱,使松动率和植入物失败率升高;⑤一定比例的局部复发率对假体存活率也有很大影响。文献报道10年存活率在65%~75%。虽然假体设计的进步和手术技术的提高使存活率得以提高,但是感染和无菌性松动仍然是保肢手术所要面临的主要问题。
(1)并发症
①无菌性松动:无菌性松动对人工关节假体的长期存活是主要威胁,是导致人工关节手术失败的首位原因。松动发生率与部位有关,通常胫骨近端假体存活率最低,肱骨近端最好,膝关节周围假体松动率高于股骨近端假体。假体设计的进步和手术技术的发展使松动率明显下降。在设计上的主要革新:膝关节假体以旋转铰链型代替固定铰链型;在与宿主骨断端接触的假体领部带羟基磷灰石涂层,加上旋转半月板的使用,使无菌性松动发生率明显下降。假体柄的固定方法对松动的影响,文献报道各自的发生率有很大差别。
②感染:目前对感染的预防和处理仍较困难。大多数报道感染是导致失败的第二位原因(也有报道是首位原因),也是排在局部复发后的第二位导致截肢的原因。发生率在2.6%~13.4%,近年来感染发生率无明显下降。有报道胫骨近端和股骨近端感染风险最高;肱骨近端风险最低。任何暴露假体的后续手术,包括儿童可延长假体的切开延长操作都使感染风险增加。辅助化疗是否增加感染风险存在争议,多认为化疗对感染无影响,但是有报道局部放疗是导致感染的重要危险因子。深部感染一旦发生,抗生素和局部扩创、冲洗、使用载抗生素的骨水泥串珠等方法并不能有效根除感染。对大多数感染病例,分二期进行翻修则是根除感染的有效方法,手术成功率约在70%。如果需要化疗,则人工关节翻修手术必须在化疗疗程结束后进行。对于胫骨近端肿瘤,常规使用腓肠肌内侧头肌瓣可使感染率大大下降,有报道感染率从45%降至3%。
③人工关节假体的机械问题:肿瘤型人工关节假体的机械失败(故障)包括无菌性松动、假体磨损、假体折断、不稳定和假体周围骨折。如果以机械故障导致翻修作为观察终点的话,假体10年在位率为75%,20年在位率为52%。导致翻修手术的第一位原因是机械故障,占51%(42%~89%)。初次手术后因机械故障所致翻修的时间间隔为8.6年。无菌性松动为最常见的机械故障,初次手术后平均9.4年有75%病人发生松动。对铰链膝轴衬翻修有时不可避免,平均11年后需更换。有些需要多次更换。轴衬应及时更换,否则增加无菌性松动的风险。与旋转铰链膝相比,固定铰链膝显示轴衬磨损更为常见。聚乙烯的磨损不仅本身是导致远期翻修的主要问题,磨损碎屑还是引起无菌性松动的主要原因,首次手术后10年和15年因聚乙烯磨损而需要翻修者可分别高达45%和83%。
④复发:局部复发等情况与其他重建手术相似,文献报道为5%~6.8%,是导致翻修手术的第三位原因。对有的复发可采用远端肢体旋转重建以避免截肢手术。
(2)影响人工关节存活率的因素:除了上面提到的假体的设计(旋转铰链膝的应用、领部HA涂层)、手术技术的改进(如胫骨近端腓肠肌肌瓣的应用)等明显影响假体存活的因素外,其他可观察到的影响如下。①人工关节部位的影响,上肢人工关节术后存活率明显高于下肢和骨盆,10年存活率分别为85%、53.3%和59.9%,下肢以胫骨病变假体存活率低。②年龄和性别的影响,如果以任何原因所致的翻修作为观察的终点,假体的10年存活率,20岁以下60.6%,20-50岁62.1%,50岁以上79%,年轻病人多因机械故障致翻修。③男性病人的假体存活率低于女性。④放疗和化疗等辅助治疗也有影响,术后10年存活率,单纯手术治疗者为82%,手术+化疗者60%,手术+放疗者78%,手术+放、化疗者51%。⑤与疾病的Enneking分期的关系,10年存活率Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期分别为86%、48%和74%。主要原因是与Ⅰ期肿瘤相比,Ⅱ期肿瘤多需化疗等辅助治疗,从而影响存活率,而Ⅲ期肿瘤预后差,生存时间短,只有很少病人能长期存活。
(3)肿瘤型人工关节置换术后再截肢问题:有文献报道肿瘤型人工关节初次手术后截肢率总体约为10%,其中局部复发所致者占50%,感染所致接近占了另外50%,极少是因为假体折断所致。初次置换后,没有病人因无菌性松动而截肢,截肢与否与疾病性质是良性还是恶性无关,也与年龄无关。20世纪90年代后,初次肿瘤型人工关节置换术后截肢率已大大下降。截肢率与部位有关,胫骨18.4%,肱骨5.8%。术后截肢的时间间隔平均为3.9年,75%发生在5.5年以内。
(三)瘤段截除远侧肢体再植术或旋转成形术
这类手术一般被看作截肢,因为它截除了肿瘤段骨骼和周围的软组织而不做缺损段的骨重建,因其特殊性,在这里略作描述。
1.远侧肢体再植术 此术式是指根据肿瘤恶性程度、受累范围、全身情况等,将肿瘤所在的一段肢体,包括皮肤、肌肉、血管和骨骼整段截除,即广泛整体切除或根治性局部切除肿瘤,再将肢体远侧段移植到近侧段上,骨短缩,对合内固定,吻合血管,神经盘曲在软组织内,缝接软组织。
2.旋转成形术 也是一种再植术,比较适用于下肢,肿瘤切除后,保留血管神经束和小腿远端及足,然后把小腿和足翻转180°,与大腿残端连接,使踝关节位于对侧膝关节同样水平,最后在骨骼发育成熟后,踝关节水平与对侧膝关节水平一致(图23-7)。该手术具有很多优点,包括获得了一个有功能的“膝关节”,重建稳定,力量损失较少,较少需要再手术。主要不利的方面是手术操作复杂,在外形上难以被接受,尤其对青少年和女性病人而言。该手术的选择需要和病人及家属很好沟通。
图23-7 肿瘤节段切除,远侧肢体旋转成形术
据文献报道,这种再植手术与人工关节置换术相比术后功能更好、无痛且病人更乐于参加体育活动,病人生活质量更高;而且这种手术费用少,手术操作直接易行,即使在基层医院也可开展;在儿童中更有优势,可根据生长情况调整残端长度,避免了可延长假体有关延长的所有问题,如降低感染风险、无机械故障、无磨损和松动等,还能节省费用。另一很大的优势在于即使局部软组织特别是肌组织侵犯严重,也易于处理,肿瘤段软组织可全部切除。该方法还适用于保肢手术失败的成年人,可避免截肢。但是肢体外形上的畸形可产生心理上的障碍,影响到普遍接受性。
(四)儿童保肢
病人骨骼发育未成熟曾作为保肢手术的禁忌证之一,因为成年人保肢手术的所有问题都可出现在儿童身上。同时,与截肢相比,对于儿童还要考虑到以下特殊问题:与接受人工关节成形术的成年人相比,儿童活动量更大,而且预期存活时间更久,预示着将来需要再次或多次接受手术;儿童活动量大,如果用人工假体置换重建,假体磨损、松动和折断等机械问题更为突出;骨骼未发育成熟的儿童(以男性12岁、女性10岁为例)膝周骨骺每处至少有4~5cm的生长潜力,如假体长度不可调节将出现严重下肢不等长。因此,对于儿童四肢骨肿瘤,以往多采用截肢或远端肢体旋转重建术。但是,即使截肢也可能出现很多问题:对于生长潜力很大的儿童,经股骨截肢术后近期内截肢残端通常是有功能的,但是随着股骨生长,残肢可变得过短而失去功能,往往需要再次手术;另一问题是远端残端骨骼过度生长,可能也需再次手术。远端肢体旋转成形术又存在外形和心理上的问题,在儿童中也很突出,这也促使临床医师更加积极探求儿童保肢手术方法。
模块组合型和可延长型肿瘤型人工关节为儿童保肢手术提供了较好的选择,特别是近年来微创和无创可延长人工关节的应用(图23-8),大大降低了感染所致手术失败的风险,使儿童保肢手术成为儿童四肢骨骼肿瘤切除后骨缺损重建的主要方法。
图23-8 无创可延长假体
四、四肢骨肿瘤保肢手术后临床疗效评价
保肢手术后肢体功能的评价需要科学合理的而且是统一的和能被临床医师广泛接受的评价系统,以利于对不同治疗方法和在不同医疗机构间进行比较。目前,被广泛采用的是国际肌与骨骼肿瘤学会评分系统(musculoskeletal tumor society functional score,MSTS)和多伦多保肢评分(Toronto extremity salvage score,TESS)。
1.MSTS评分系统 最初由Enneking等设计和修订,故又称Enneking评分系统。该评分系统在经过多次修改和完善后,第1版于1987年成形。这是由临床医师担当的评分系统。第1版MSTS包括疼痛、活动度、关节稳定性、力量、畸形程度、功能和对手术效果的心理接受程度共7项评价指标,每个指标最低0分、最高5分,从0到5分代表从最差到最好的不同水平的功能恢复情况,总分为35分。1993年修订的第2版MSTS是建立在第1版的基础上的,它是目前被普遍接受的较完善的四肢保肢术后功能评价系统。该版本对患者术后功能的评估包括了整体和患肢局部情况两方面,其中患肢局部情况中上肢和下肢采用不同的评价指标,而整体评价指标通用,上下肢各有6项评价指标。整体评价指标有:疼痛、整体功能、对手术效果的心理接受程度。患肢局部情况评价上肢指标有手的位置、手部活动、上肢抬举能力;下肢指标有否需要外部支持、行走能力、步态。与第1版相似,每个评价指标仍然分成0分到5分这6个级别,共30分,最后以评分所得分数除以30,换算成百分比进行比较。
2.多伦多保肢评分系统 此评分系统在临床中的应用也较多的。这是一种由病人担当的自我评分系统。该评分系统主要评价患者术后的日常生活自理能力、肢体活动情况及体育活动参与能力等,共包括30个评价指标。和MSTS相似,每个指标的评分分为0~5分共6个级别,由患者本人选择与自己情况一致的评分级别,最后将分数转化为百分制,分数越高代表功能恢复越好。
3.保肢手术后失败 保肢手术后手术失败是备受关注的问题。从文献上看,不同的学者对手术失败有不同的定义,但是目前被广为接受的定义为:在保肢手术后,任何原因所致的需要再次手术,如因无菌性松动、假体折断或感染等需要对全部或部分假体进行任何的翻修手术或移植物取出及保肢失败需截肢等均当作保肢失败。通常把导致手术失败的原因分为三类:生物学(biological)因素,如感染所致;生物力学(biomechanical)因素,如松动和骨折;机械性(mechanical)因素,如假体折断或需要更换假体组件。在这些危险因子中,无菌性松动和感染是两个主要因素。
五、股骨近端骨肿瘤保肢手术
与膝关节周围相比,股骨近端并非骨原发恶性肿瘤的最好发部位,发生于股骨近端的原发性恶性骨肿瘤以软骨肉瘤和骨肉瘤常见,其次为恶性纤维组织细胞瘤、尤因肉瘤等。但是,包括股骨近段骨皮质在内却是转移性肿瘤的最好发部位。在保肢手术广泛开展以前,该部位骨肿瘤的手术治疗主要方法为髋关节解脱或半骨盆截肢。
用于重建股骨近端肿瘤切除后骨缺损的方法很多,包括同种异体骨关节移植、同种异体骨端间嵌入式移植、同种异体骨移植关节融合、肿瘤型人工(关节)假体置换和异体骨-人工假体复合重建。早期多采用同种异体骨关节移植或异体骨-人工关节复合重建,随后定制型肿瘤型人工关节得到了应用,最近,模块组合型肿瘤型人工关节得到推广,被广泛用于股骨近端骨、关节缺损的重建。
在这些保肢手段中,哪种重建术式最为理想仍存在很大争议。肿瘤型人工关节置换重建的优点是手术方法相对简单、术后可早期负重,术后康复迅速,对于预期生命有限的病人尤其适合。相对于人工假体而言,同种异体骨移植的优势在于移植物-宿主骨之间可以获得骨性结合、保留一定的骨储备以利于将来的关节翻修手术以及提供可能发挥重要作用的软组织的附着;但是不利的方面包括骨与关节移植时关节退变、异体骨骨折(因为无法形成骨痂,无法愈合而通常需要翻修)、移植骨-宿主骨之间骨不连、可能传播疾病(如HIV、丙型肝炎等)、相当高的感染率以及康复期漫长。在肿瘤型人工髋关节置换术后,人工关节脱位是常见并发症,也是很突出的问题。但是,对于异体骨关节移植结合人工关节置换的复合重建病例,脱位罕见。人工假体置换后,40%以上病人可出现骨量减少和松动,这些情况在异体骨移植病人中较少发生。
根据文献报道,股骨近端保肢手术中,以带关节的异体骨关节移植效果较差,手术失败率近40%,异体骨移植关节融合术效果仅略好于带关节异体骨移植,而嵌入式异体骨移植和异体骨-人工关节复合重建效果较好,80%以上效果优良。带关节异体骨移植的突出问题是移植关节退变,使16%的病人需要接受人工关节置换术。
(一)股骨近端异体骨关节移植
多采用深低温冷冻的新鲜同种异体骨关节进行移植重建,而不用冻干骨移植。术前计划需要对切除的股骨近端和异体骨供体进行精确测量,使移植的股骨近端与宿主骨很好匹配。移植骨与宿主骨之间可用钢板固定。术后患肢需要用支具保护并禁止负重或允许部分负重至少8周,然后可允许增加活动量,但是,在放射学确认移植骨-宿主骨愈合前不能拆除支具。大多数病人在4个月内能获得骨愈合。
对于股骨近端异体骨移植,应注意感染、骨折和骨不连的风险。
1.感染 有报道感染率高达30%。造成高感染率的原因与肿瘤手术有关,因为这类手术要求广泛切除、皮下游离范围广、辅助放疗和化疗以及多次手术等,移植骨无血供也是其易感染的原因。另外,病人可出现轻重不等的宿主抗移植骨反应,反应组织包围移植骨,影响局部血供。预防感染的措施包括仔细止血、合理放置引流和抗生素的使用。一旦深部感染发生,应取出异体骨,放置载抗生素的骨水泥spacer,在感染控制后可再次异体骨移植,不影响其愈合,也不增加新移植物发生感染的风险。多数报道化疗并不影响骨移植的存活率。
2.骨折 术后3年异体骨骨折率可接近20%,尽管众所周知异体骨骨折后很少或根本无骨痂形成,但是骨折经过手术固定后仍有超过40%可以获得连接。此并发症发生后翻修手术大多能成功。因为爬行替代可能维持终身,而爬行替代再血管形成的过程中破骨细胞骨吸收功能活跃,可导致骨强度下降,因此,坚强的内固定不可以取出。内固定方法也对骨折的发生有影响,钢板固定比髓内钉固定更易发生骨折。
3.骨不连 骨不连的后果相对来说不很严重,虽然发生率不低,可达15%,但大多数可通过更换内固定并自体骨植骨成功治愈。坚强的内固定和移植骨-宿主骨之间良好的对合是预防骨不连的首要条件。骨不连也和高的骨折发生率与感染率有关。
病人的年龄、性别、肿瘤类型和化疗都不影响异体骨移植手术的成功率。多数文献报道化疗不影响股骨近端和胫骨近端异体骨移植手术的感染率、骨折和骨不连的发生率。
(二)股骨近端肿瘤型人工关节置换重建
股骨近端肿瘤型人工关节置换术假体的选择首选模块组合型假体;同时尽可能不要同时置换髋臼部分,而是采用双极股骨头假体;要重视关节囊和髋外展装置的修复重建;假体柄的选择需因人而异,如果用骨水泥型柄,应注意骨水泥反应;应重视感染、肿瘤复发、无菌性松动、假体疲劳性失败、假体周围骨折和脱位等并发症的防治。人工假体重建手术失败定义为任何原因导致部分或全部置入物需要翻修、置入物取出或截肢。
模块组合型假体比定制型假体价廉、不需费时定制、易于应对术中突发情况(如切除界面与术前计划不一致),以及可扩展组件能用于骨骼发育未成熟病人。研究显示,与定制型假体相比,术后10年假体在位率以模块组合型较高。
术后关节不稳定、脱位是股骨近端肿瘤假体置换术后主要的并发症,文献报道脱位率1.7%~20%,尤其在髋臼同时置换者。造成脱位的危险因子为同时髋臼置换、关节囊切除和髋外展肌修复不良。髋臼同时置换者脱位并发症高,多数超过10%,脱位率是双极股骨头置换的3倍以上,所以应尽可能选择双极股骨头置换,只有在髋臼受肿瘤侵犯或存在严重髋关节退变的情况下才同时置换髋臼部分,髋臼部分也以骨水泥型假体为宜。外展肌无力是造成关节不稳定的另一个原因,因为肿瘤切除的同时大多需要切除1cm以上的臀中肌腱,因此臀中肌有时很难重建到假体上,此时可以把肌腱与髋外侧残留软组织缝合在一起。髂腰肌和髋关节周围残留的关节囊也应尽可能重建止点。经过这些处理,可以使脱位发生率大大下降。
近年来,术后感染率和局部复发率已稳定在较低水平,文献报道感染率为6.3%(3%~13%),深部感染一旦发生,可通过分期(二期)翻修手术,大部分能避免截肢的后果。导致局部复发的危险因素包括边缘切除、病理性骨折、化疗反应差和肿瘤血管内扩散,最关键的是广泛切除以保证切除界面无瘤。
得益于骨水泥技术、假体设计和冶金技术的进步,无菌性松动、机械力学失败和假体周围骨折发生率已大大下降。假体的制造使用更强的合金,且采用锻造技术而非铸造技术,使强度进一步增强(假体柄用钛合金,关节面部分采用钴铬钼合金),使假体柄疲劳折断发生率大大下降;假体髓腔柄改直柄为解剖弧形柄有利于减少假体周围骨折的发生;髓外假体表面多孔处理允许软组织长入、皮质外植骨使假体柄上应力得以分散;对于骨水泥型假体,采用现代骨水泥技术,髓腔扩大到大于髓腔柄2mm,以形成1~2mm厚骨水泥封套,骨水泥应用真空搅拌技术,并使用髓腔塞和加压灌注,使骨水泥更均匀;同时充分重视骨水泥相关并发症的预防(骨水泥反应,如低血压、肺循环高压、心源性休克、心脏骤停和死亡,使用骨水泥型假体者,肺栓塞等栓塞症发生率高于非骨水泥假体),如采用髓腔冲洗以减少可引起栓塞症的髓腔碎屑,灌注时髓腔吸引以降低髓腔内压力,减轻血流动力学改变。对于非骨水泥型假体,为获得很好的压配,假体柄应该是解剖型的,可制成表面带棱形突起或多角形,以获得旋转稳定性;假体柄表面多孔并带HA涂层以利于骨长入,获得永久稳定;为避免假体折断,假体柄应足够粗,文献报道假体柄直径超过12mm者折断率很低;同时要严格掌握生物型假体的适应证,对骨骼质量差、股骨近端切除多、残留髓腔狭窄段不够长者,禁用非骨水泥型假体。
术后抗生素使用时间应延长,静脉使用抗生素至少3~7天,随后改为口服抗生素,直到切口愈合。对骨水泥型人工关节,如果关节囊及臀中肌修复可靠,股骨近端双极假体置换者术后不需要限制关节活动度,术后只要病人能耐受,可立即完全负重,置换髋臼者需卧床休息4周。非骨水泥型假体术后6周内负重限制在10kg以内,然后每周增加10kg。术后常规给予低分子肝素治疗预防血栓形成。
(三)股骨近端同种异体骨移植复合人工关节置换重建术
对于股骨近端肿瘤切除后骨缺损的重建,肿瘤型人工关节是一种有效的保肢手术,但是因为切断的髋外展肌等很难有效重建到假体上,使得术后脱位率较高且很高比例的病人出现明显跛行等步态异常。采用异体骨移植复合人工关节假体置换可以在一定程度上防止这些不利因素(图23-9)。也可以在移植的异体骨上保留3~4cm的臀中肌腱用于和宿主肌腱缝合,重建外展机制。这种复合重建有利于术后获得较好的髋关节外展功能,增强髋关节的稳定性,减轻跛行。同时,可通过异体骨向残留的宿主骨传递应力,避免应力遮挡和骨吸收。
与一般同种异体骨移植同样的方法制备异体骨,部分需要保留臀中肌腱。应选择匹配的异体骨,通常供体股骨应略大于受体股骨。移植骨和受体骨结合处可切成台阶形或V形以增加骨接触面并防止旋转,增加稳定性,对于术后不需要早期化疗者,结合部应自体骨植骨以促进骨愈合。假体柄和异体骨与宿主骨均用骨水泥固定,假体柄插入宿主骨的深度至少10cm。髋外展肌的重建方法主要有3类:①如果病人大转子部位未受肿瘤侵犯,在肿瘤切除时可行大转子截骨(臀中肌附着处至少4~5cm长,1.5~2cm厚),然后用钢丝环扎技术把大转子固定到异体骨上;②当大转子和附着的臀中肌腱需要一并切除时,可选择骨-肌腱复合移植,即在供体上保留至少3cm臀中肌腱,将和病人的臀中肌缝合在一起,也能获得有效的重建;③还可以将病人的臀中肌直接缝合在异体骨大转子上,或病人大转子截骨只能截下很小骨块,再固定到异体骨上,这些效果多不理想。当肿瘤侵犯到关节内时,需要把带髋臼的股骨近端做大块切除,这种情况下可用髋臼重建假体,也可采用异体髋臼骨移植复合人工髋臼假体进行重建。
图23-9 股骨近端异体骨移植复合人工关节,髋外展装置重建
六、股骨干肿瘤保肢手术
长段股骨骨干缺损的重建包括嵌入式重建和人工关节重建两类。
1.嵌入式重建 当肿瘤切除后能留下足够长度的骨端可提供可靠固定时,可选用嵌入式重建方法。嵌入式重建可采取结构性自体骨植骨、同种异体骨移植或两者复合移植等生物学重建方法,也可采用金属假体置换。①结构性自体骨植骨如自体腓骨支撑植骨对较短节段缺损有效,可以是吻合血管的游离腓骨移植,也可不带血管腓骨移植,缺点是不匹配、强度不够易疲劳骨折、来源有限、康复期长及供区并发症。②同种异体骨移植重建有利于软组织重建、能很好匹配骨缺损区,不利之处是为了获得骨性连接,肢体需长时间固定或不能负重,相对较高的早期感染率、骨折和移植物失败发生率及感染疾病。固定方法以髓内钉为宜,或者是跨异体骨全长的锁定钢板固定,异体骨上应该用单皮质螺钉。③对于预期存活时间短(如转移性肿瘤,预期生命2年之内)的病人,金属人工骨干假体是可选择的重建方法之一,可早期活动和负重,没有延迟愈合和骨不连的问题,缺点是早期松动和置入物失败。近期技术和设计的改进使人们尝试扩大这种方法的使用范围。
2.全股骨置换/移植 如果肿瘤累及股骨全长或绝大部分,上下关节均不能保留,可采用全股骨置换术或全股骨移植进行重建。全股骨置换手术在髋部通常采用后外侧入路,在髋外展肌的肌腱附着处切断。皮肤切口向远端延长到髌腱和胫骨结节外侧部。依照标准膝关节置换术在关节面下约1cm平面行胫骨平台切骨。通常对膝关节采用旋转铰链膝进行全关节置换,近端关节多采用双极股骨头。臀中肌腱难以直接缝合到假体上,可与周围软组织缝合,可使用腓肠肌肌瓣移位以加强软组织覆盖。术后4~6周采用髋关节外展支架保护下的部分负重活动,一旦外展装置修复,髋关节获得主动外展功能,就允许完全负重活动。同种异体全股骨移植的主要问题在于同时对长度和股骨头大小的匹配很困难,以及移植骨骨折发生率高,其有利的方面是软组织修复可靠,术后步态恢复较好。
七、股骨远端肿瘤保肢手术
股骨远端是骨原发恶性肿瘤最好发部位,各种保肢技术在该部位都有较大样本的病例报道,因此,对各种保肢方法优劣的比较也更具可靠性。与其他部位相似,股骨远端保肢手术方法也包括同种异体骨关节移植、同种异体骨端间嵌入式移植、同种异体骨移植关节融合、上述异体骨复合自体腓骨移植、胫骨近端纵行劈开骨块翻转关节融合术、肿瘤型人工(关节)假体置换和异体骨-人工假体复合重建术。在这些方法中,股骨远端模块组合式假体置换重建被证实成功率高,失败和并发症发生率低。有报道,假体5年和10年存活率分别达93%和88%。取得良好疗效的重点是软组织修复和术后处理。导致翻修的原因多为铰链聚乙烯轴衬失败和松动。无菌性松动在骨水泥柄发生率低,直径超过11mm的锻造假体柄折断率低。
肿瘤切除手术可选择内侧或外侧髌旁入路,但是多采用内侧髌旁入路,从大腿中段开始,经内侧髌骨旁,向远端经过胫骨结节内侧并继续延伸同时略弯向后方,这样股骨远侧1/2、收肌管、膝关节、腘窝和胫骨近侧1/2都可得到显露。如既往接受活检术,则手术入路需在各个方向都要旁开活检入路2cm以上。在股直肌和股内侧肌间隙深入,股中间肌应与瘤段骨一并切除。如果肿瘤扩张严重,视其侵犯部位而定,需要一并切除股内侧肌或股外侧肌。对于骨原发恶性肿瘤,股骨截断平面应远离病灶边缘至少3~4cm。胫骨平台切骨同标准全膝关节置换术。软组织重建需做到假体表面都要有肌组织覆盖,如果内侧缺损小,可把缝匠肌前移关闭内侧肌组织缺损;如果缺损范围大,则需要用腓肠肌内侧肌瓣游离后翻上与股内侧肌、缝匠肌和髌旁支持带缝合覆盖在假体表面。术后引流应放置3~5天,静脉用抗生素直到引流管拔除。膝关节需用支具固定2~3周直到转移的肌瓣愈合以及伸膝装置恢复功能。如外侧部分有肌组织缺损则可用腓肠肌外侧肌瓣转移覆盖。
1.肿瘤型人工关节置换重建术 目前肿瘤型人工关节置换重建术应用最广泛的是模块组装型人工关节,而定制型则用于一些对假体大小有特殊要求的病例,12岁以内的儿童则可选用可延长假体置换。目前关节部分已由旋转铰链型替代固定铰链型。假体柄的固定用骨水泥型效果比较确切和稳定,但是,也有报道非骨水泥柄获得很好疗效的。在肿瘤型假体与宿主骨端结合的领部,通常采用表面多空并带HA涂层的设计(图23-10)。
2.带关节的同种异体骨移植重建术 股骨远端同种异体骨关节移植的一般问题同股骨近端。标准的固定方法为髓内钉固定,一般采用股骨逆行髓内钉。移植骨与宿主骨结合部切成台阶状可抗旋转,并用自体骨植骨促进愈合。膝关节周围韧带的修复重建是获得良好疗效的重要因素。韧带重建方法通常采用在移植的异体骨上钻孔,韧带用高强度不吸收缝线8字缝合后,经钻孔固定到异体骨上。但异体骨吸收、关节面塌陷和关节软骨退变是突出问题,韧带重建时异体骨皮质上钻孔可使骨吸收问题更加严重。
图23-10 模块组合、旋转铰链型肿瘤型人工膝关节,假体领部带HA涂层的表面多孔处理
3.异体骨移植复合人工关节置换重建术 异体骨移植复合人工关节置换重建术用于置换的人工关节的选择余地更大,不一定用肿瘤型假体,有时可选用普通长柄半限制型翻修用假体,骨缺损部分靠异体骨填充,股骨假体与异体骨和宿主骨均用骨水泥固定。既保留了一定骨储备,又避免了异体骨关节面退变和塌陷的问题。
4.保留关节的保肢手术 对于干骺端肿瘤,当骨骺部保留下来的骨量能满足可靠固定时,可考虑膝关节保留手术。通常采用异体骨复合带血管自体腓骨移植术。如果为转移性肿瘤,预期生存期不长,可选用金属假体做嵌入式置换,允许早期活动。
膝关节融合的保肢手术方法,不论是用同种异体骨移植、自体骨移植,还是胫骨劈开翻转膝关节融合术,除非总有特殊要求,目前基本已不采用。
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