富血小板血浆复合自体髂骨治疗骨不连的临床
中华关节外科杂志(电子版)年12月第10卷第6期ChinJJointSurg(ElectronicEdition),December,Vol.10,No.6
目的探讨富血小板血浆(PRP)复合自体髂骨治疗骨不连的方法及疗效。方法年8月至年1月,采取随机对照研究方法,选取中国人医院创伤骨科收治骨不连患者56例,将骨不连患者以单盲法按数字随机分为PRP复合自体髂骨组(观察组)、单纯取髂骨植骨组(对照组),每组28例患者,对比两组患者术后1、2、3个月骨痂生长情况(根据上海骨伤科研究所制定的X线片骨痂评定标准[1])以及骨折最终愈合情况并行统计学分析,采用两组独立样本的t检验比较临床疗效。
结果56例患者均获得随访,随访时间为10~28个月。术后1、2、3个月骨折断端X线骨痂评分:观察组明显高于对照组,组间差异有统计学意义(t1=2.88,P0.05;t2=13.04,P0.05;t3=20.56,P0.05),至随访结束,观察组患者的临床愈合时间、骨性愈合时间明显短于对照组,组间差异有统计学意义(t=8.,P0.05;t=9.,P0.05),观察组全部达到骨性愈合,而对照组组仅有24例患者最终获得骨性愈合,4例患者再次发生骨不连。
结论PRP复合自体髂骨可加快骨折断端新骨的形成,提高新生骨的质量,是治疗骨不连的一种有效方法。
富血小板血浆、骨不连、骨移植
骨不连是骨科治疗中较为常见的并发症,发生率约为5%~10%,自体松质骨移植被认为是治疗骨不连的金标准,但是单纯植骨往往难以达到很好的疗效[2]。病程迁延数月,不但给患者生理、心理造成痛苦,严重影响患者生活质量,还有感染及再次骨不连的失败率。骨折愈合的主要影响因素是局部血液供应,研究发现富血小板血浆(plateletrichplasma,PRP)中含有大量生长因子,如血小板源性生长因子(plateletderivedgrowthfactor,PDGF)、转化生长因子(tansfominggrowthfactor,TGF)、骨钙素等30多种生长因子。各种生长因子之间相互作用,可刺激和加速骨折、软组织的愈合,目前已被广泛应用到骨不连的研究,但临床应用报道较少。年8月至年1月,医院收治56例骨不连患者,随机分为PRP复合自体髂骨治疗组和单纯髂骨植骨组,现将结果报道如下。
资料与方法
一、一般资料
年8月至年1月,按骨不连诊治标准[3],医院创伤骨科共收治骨不连患者72例,纳入标准为四肢骨不连患者,排除骨缺损(超过2cm)以及术前检查血沉、C-反应蛋白异常和既往有窦道史等可疑感染患者后,共56例患者符合纳入标准。以入院先后顺序将患者单盲法按数字随机分为PRP复合自体髂骨组(观察组)与单纯取髂骨植骨组(对照组),每组28例。PRP复合自体髂骨组病例类型:胫骨骨不连19例,其中胫骨中下1/3处骨不连16例,胫骨近端骨不连3例,股骨骨不连6例,肱骨骨不连3例,其中3例钢板已断裂,根据X线表现,骨不连类型:肥大型骨不连9例,萎缩型骨不连19例。单纯取髂骨植骨组病例类型:胫骨骨不连17例,其中胫骨中下1/3处骨不连15例,胫骨近端骨不连2例,股骨骨不连7例,肱骨骨不连4例,其中1例钢板已断裂,骨不连类型:肥大型骨不连8例,萎缩型骨不连21例。所有患者治疗术后超过8个月骨折未愈合或愈合不良,均因保守治疗无效来院就诊。
二、围手术期处理
两组患者术前30min及术后3d常规使用注射用头孢他啶(计量、用法按说明书),术后第2天进行静止性肌肉收缩功能锻炼;依据患处愈合情况决定关节功能锻炼以及负重时间,下肢骨不连患者应用利伐沙班预防下肢深静脉血栓35d,术后每隔1个月定期复查。
三、手术方法
两组患者均给予切开手术治疗。取原手术入路,充分暴露骨不连骨端处,将增生阻碍骨折愈合的肉芽组织、骨端硬化骨痂去除、骨端修整齐至骨端有鲜血渗出,用电钻将骨折两端髓腔打通;内固定失效者去除松动、断裂内固定物,尽量减少对骨膜的剥离,清理后复位骨折断端,更换内固定。与此同时按两步离心法制作PRP备用[4];取自体髂骨制成直径约0.5cm的颗粒骨,复合PRP组用PRP浸泡3min(图1b),将骨粒植于骨折断端周围,剩余PRP与凝血酶生成凝胶覆盖于骨粒表面;逐层缝合切口,隔日更换无菌敷料。单纯取髂骨植骨组:骨不连断端手术处理方法同上,3例患者保留原内固定物,其余患更换松动、断裂内固定物,植入自体无PRP处理的髂骨。同样方法处理切口、更换敷料。
四、观察指标
术后1、2、3个月定期复查X线片了解骨痂生长情况,参照上海骨伤科研究所制定的X线片骨痂评定标准分为4级,即:骨折断端清晰,无明显骨痂生长者为0分;骨折断端模糊,骨痂密度轻淡如絮状者计1分,骨痂密度较深,断端边缘接近消失,但仍可见者为2分;骨痂密度进一步加深,断端边缘消失者为3分。术后根据骨折骨性愈合标准,跟踪随访骨折最终愈合情况。
五、统计学分析
采用SPSS16.0统计软件包进行统计学分析,计数资料采用卡方检验,两组间计量数据以(x±s)表示,患者术后骨痂评分、骨折愈合时间比较采用独立样本t检验,P0.05为差异有统计学意义。
结果
一、观察组与对照组的术前一般资料
两组在年龄、性别、身体质量指数(bobymassindex,BMI)指数见表1所示,术前各项资料比较显示两组间无统计学差异,具有可比性(P0.05)。
二、患者骨痂生长情况
两组患者术后1、2、3个月定期给予复查X线片,观察两组患者骨痂形成情况。观察组术后不同时间点的X线骨痂评分均高于对照组,两组间差异均有统计学意义(P0.05,表2)。
三、骨折最终愈合情况
56例患者均获得随访,观察组临床愈合时间明显短于对照组,两组间差异有统计学意义(t=8.,P0.05)。按骨性愈合标准,观察组仅有3例患者发生骨延迟愈合,在经过保守治疗后,在术后17、19、20个月也最终达到骨性愈合;而对照组患者仅有24例患者最终获得骨性愈合,其中5例患者发生骨延迟愈合,4例患者再次发生骨不连,经PRP治疗最终愈合。观察组骨性愈合时间明显短于对照组,两组间差异有统计学意义(t=9.,P0.05,表3)。
典型病例1男性患者,34岁,患者车祸伤、高能量损伤,外院行左胫骨清创内固定术,内固定术后8个月来院就诊。X线检查显示左胫骨骨折断端骨质吸收,锁定钢板内固定牢靠;坚强内固定术后骨折断端骨吸收,以胫骨近端骨不连收治入院,骨不连原因考虑:严重开放骨折软组织损伤严;手术切开复位,骨膜剥离过多。入院后给予PRP复合自体髂骨植骨术,保留原钢板,术后3个月X线片检查显示胫骨骨折线近乎消失,骨痂评分2分(图1~8)。
图1左胫骨清创内固定术后8个月X线正位片,显示骨折线清晰,断端无骨痂生成,内固定牢靠图2术中富血小板血浆(PRP)复合自体髂骨大体图图3,4PRP复合自体髂骨植骨术后1个月左胫骨X线片,示骨折线模糊,少许骨痂生成。图3为正位片;图4为侧位片图5,6左胫骨术后2个月X线片,示骨折线明显模糊,骨痂增生明显。图5为正位片;图6为侧位片图7,8左胫骨术后3个月X线片,示骨折线近乎消失,骨痂密度进一步加深。图7为正位片;图8为侧位片
典型病例2女性患者,54岁,患者车祸伤,于外院行右肱骨粉碎骨折切开复位锁定钢板内固定术,内固定术后1年来院就诊。复查X线检查显示,右肱骨骨折断端骨质吸收,锁定钢板固定牢靠,以肱骨骨不连收治入院,骨不连原因考虑:肌肉收缩力使骨折间隙增大;手术切开复位,骨膜剥离过多,骨折断端粉碎严重,骨折端固定不牢靠,游离骨块吸收。入院后择期给予PRP复合自体髂骨植骨+内固定术,术后3个月X线片骨折线模糊,骨痂评分2分(图9~15)。
图9,10术前右肱骨X线正侧位片,示骨折线清晰,断端吸收伴骨缺损。图9为正位片,图10为侧位片图11,12术后1个月右肱骨X线正侧位片,示骨折断端模糊,骨痂密度轻淡如絮状,骨折断端骨密度明显较周边高。图11为正位片,图12为侧位片图13术后2个月右肱骨X线正位片,片示骨痂密度较深,断端边缘接近消失,但仍可见骨折线,断端骨密度明显高于周边图14,15术后3个月右肱骨X线正侧位片,示骨痂密度进一步加深,断端边缘消失,骨折基本愈合。图14为正位片,图15为侧位片
讨论
随着中国社会经济的高速发展,我国因交通或其它外伤导致的创伤的患者逐年上升,骨折后骨不连发生率也在不断增加,约有10%的骨折患者在经过治疗后需行二次手术(植骨、再固定等)骨折才能最终愈合[5]。虽然骨科在治疗理念、方法和医疗器械方面不断更新,但骨不连仍是骨科疾病中比较难处理的问题。骨折愈合是一种多因素的代谢过程。如果这些因素受损,愈合过程将会中断导致骨折不愈合。多数骨折会愈合无任何并发症,但文献报道骨折不愈合率约5%~10%。骨再生的生物学刺激包括四个关键要素的相互作用,即:(1)骨诱导生长因子(诱导分化干细胞向成骨细胞);(2)干细胞反应成骨诱导信号(成骨细胞);(3)一个完整的血管供应;(4)支架支持细胞附着、增殖和生长(骨传导)。因此,骨不连一旦发生,必须具体问题具体分析,根据患者骨折断端情况,制定个体化的治疗原则,必要时联合应用多种方法。
骨不连的治疗方法很多,包括“金标准”自体骨移植、游离腓骨带血管移植、同种异体骨移植,使用生长因子、骨传导支架、成骨细胞和骨牵张等方法。但其治疗重点在于维持骨折断端稳定性,恢复断端局部血供,填补断端缺损及促进骨生成,使骨折断端产生合适的生物力学环境,促进骨折愈合。手术治疗仍是骨不连治疗最主要且有效的方法,治愈率高达90%,可尽早恢复肢体功能,是治疗的金标准。手术过程中包括内固定、外固定、植骨等各方法联合应用。
植骨是治疗骨不连最常用的方法,包括自体骨移植、带血管蒂的骨瓣、同种异体骨移植等,而自体松质骨因其组织相容性好、无免疫源性,可起到骨传导、骨生成和骨诱导作用而被认为是骨移植材料的金标准。自体松质骨是成骨能力最强的移植骨,它在移植时不但起到骨传导作用,还可重新激活成骨作用,自体松质骨移植再血管化是骨移植过程的最基本环节,新生血管不仅是营养物质及代谢废物运输的通道,且是参与骨修复细胞、分子信号调控的重要路径[6]。没有足够的营养,移植松质骨中心区域的骨组织成骨作用减小,最终将成为硬化骨、死骨,影响骨愈合,骨不连再次发生。
研究表明PRP是一种非常有潜力的生物材料,生长因子在PRP的治疗中起决定性作用[7]。PRP中的促血管形成生长因子在骨折愈合过程中起重要的作用,血小板来源生长因子在骨折修复和愈合过程中可刺激骨细胞的活动,与骨骼的生长有特殊的相关性[9]。PRP是一种从自身提取的血小板浓缩物,血小板浓度计数1.5~4.5x10^11个/L,是正常人体血液中血小板计数的4~5倍。年Okuda等[8]首先发现PRP中含有多种生长因子,其中含有的血小板生长因子和细胞因子在骨修复早期反应发挥重要作用,有助于低愈合能力组织再生。年Whitman和年Marx最早应用PRP进行骨缺损修复的研究,其研究表明PRP复合移植骨修复速度比单用移植骨修复速度快1.~2.倍,可明显促进骨再生,缩短骨修复过程[10-11]。Magesh等[12]在人下颌骨重建过程中应用PRP,发现PRP可明显增加新生骨数量。目前发现PRP中含有30多种生长因子,例如PDGF、TGF、胰岛素样生长因子、血管内皮生长因子以及表皮生长因子等,这些生长因子在骨组织的修复过程中起着重要的调控作用,如加速基质干细胞的分化,促进成骨细胞的增值,加快细胞外基质纤维蛋白的合成。Fujimori等[13]将自体骨复合PRP用于兔胫骨缺损,研究发现PRP不仅加快新骨形成,同时提高新生骨质量。Yamada等[14]应用PRP联合骨髓间充质干细胞应用在犬模型中,结果PRP联合骨髓间充质干细胞组一个较高的细胞骨成熟。Hakimi等[15]将自体骨复合PRP用于猪胫骨近端植骨,结果发现PRP组在6周后植骨处影像学和组织形态学表现明显优于单纯自体骨组。
成功的骨折愈合需要机械稳定性和一个合适的生物微环境,理想的骨移植应该具备骨诱导、骨传导、骨和血管生成的作用,此外,理想的骨移植应该提供机械支撑和促进生理治疗,无任何显著的不良影响。本文应用的PRP复合自体髂骨可明显提高植骨融合率,增强成骨能力,PRP不仅能促进所植髂骨血供的重建,还可及时为髂骨中心区域骨组织提供充足的早期营养。本组28例应用PRP复合自体髂骨治疗骨不连患者,术后1、2、3个月X线骨痂评分明显高于单纯取髂骨植骨组骨痂评分(P0.05),经随访患者最终均获得骨性愈合。
PRP复合自体髂骨治疗骨不连有以下优点:(1)PRP和自体髂骨均取自患者本身,可以避免免疫原性反应和疾病传播;(2)PRP中含有多种高浓度的生长因子,在局部作用于所植髂骨,协同作用;(3)PRP可凝固成凝胶状,粘合组织缺损处,防止血小板流失,使生长因子长时间在局部释放,促进成骨作用;自体髂骨为松质骨,是成骨能力最强的移植骨,在填充骨缺损的同时可激活诱导成骨作用;(4)PRP中含有大量的白细胞,可增强局部抗感染能力。
本研究虽表明PRP复合自体髂骨治疗骨不连,成骨时间及骨架形成质量及临床愈合等方面明显优于同期单纯取髂骨植骨,但仍然存在局限性。首先,本研究的病例资料还较少,缺乏更长时间随访,还需要更多的临床资料统计;其次,虽然本研究表明PRP可促进新骨生成,但是局部PRP所含生长因子的最佳剂量仍然没有具体描述;再次,本研究的PRP是通过离心获取的,这可能导致血小板碎裂,细胞因子和生长因子可能提前释放,减少生物活性[16]。
虽然本研究样本资料较少,但是,通过临床应用证实,PRP复合自体髂骨在治疗骨不连中有确切的疗效,比单纯取髂骨植骨治愈率更高,是治疗骨不连的一种有效方法。这一临床效果鼓励临床医师进一步研究,留存更多的临床资料,扩大样本,以更好地支持本研究的结果。
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