手术_3.1.1 松质骨移植详解

【编号】3.1.1【手术名称】松质骨移植【英文名称】cancellous bone transplantation【别名】松质骨移植术；cancellous bone transplantation；spongy bone transplantation【ICD编码】78.0001【相关解剖】骨移植首次报道植骨术距今已有300年，但有一定科学基础的骨移植(bone transplantation)实验和临床研究，则始自Olilier(1887)、Barth(1893)和Axhausen(1908)等，他们相继做了大量工作。

此后，骨移植技术才逐渐广泛应用于临床。

骨移植在骨科领域中主要用于修复创伤、肿瘤、炎症及各种畸形造成的骨缺损、骨不连等矫形手术。

由于传统的游离骨块移植有一定的失败率，特别是大块骨移植，疗效尚不满意。

多年来，为了寻求更有效的骨移植新方法，许多学者通过动物实验、应用解剖学及临床实践进行研究。

20世纪60年代带蒂骨瓣应用于临床，是将移植骨瓣连同其上的肌肉或与肌肉皮肤一起转移，移植骨瓣依赖与其相连的肌蒂获得血液供应，20世纪70年代以来，随着显微外科的发展，现有技术已能成功地接通直径0.3mm以上的血管，可以将移植骨瓣连同其血管一次移植到受区，与受区血管吻合，立即重建血运。

这种骨移植不必经过缓慢的爬行替代过程完成骨愈合，就是说，可进行“活骨移植”，这就为骨移植开拓了新路。

在植骨材料方面，以自体骨疗效为最佳，但其来源有限，目前同种异体骨作为替代材料已广泛应用于临床，使库骨的处理、保存技术和灭菌方法等有了很大的进展。

至于异种骨移植，由于其强烈的免疫排斥反应，很难应用于临床，但随着骨诱导理论的新进展，骨形态发生蛋白(bone morphogenetic protein，B MP)及其他骨生长因子的发现和提纯，复合异种骨和重组合异种骨的实验研究和临床应用已获得进展。

不少学者预测，异种骨的应用将会日益普及，并提出应重新评估异种骨移植的价值。

应用现代组织工程技术研制具有生物活性的仿生植骨材料，将成为21世纪骨移植研究领域的前沿和热点。

目前植骨取材主要有以下四种：1.自体骨(Bone Autogra f t) 取自体某一部位骨移植至自体另一部位，称自体骨移植。

自体骨最常取自髂骨、胫骨和腓骨，分别提供松质骨、皮质骨，或全骨。

自体骨移植无排斥反应，生物学潜能最大，骨诱导作用最强，效果也最满意。

但取骨增加病人创伤，有一定并发症，来源有限。

自体骨移植后，移植骨与受区骨的融合同移植血管再生状况有密切关系。

S tringe实验证明，只有在移植骨与周围软组织之间的剪力由于新生骨的形成而消除后，血管才能长入并使植骨最后融合。

因此，骨移植后确切可靠的固定非常重要。

自体骨移植时，可根据不同情况选用松质骨、皮质骨，或全骨。

①松质骨：新鲜自体松质骨表面积大，可提供大量的表面细胞，血管重建容易，可有效地发挥传导和骨诱导作用，诱导新骨形成，促进骨折愈合。

松质骨植骨表面部分的骨细胞由于受体组织液的弥散而得以存活，并积极参与骨形成，此种植骨可迅速与宿主骨融合。

但松质骨不能提供机械支持，通常制成小条块状，用于充填空腔与缺损。

植骨体积大小至关重要，＜75～125μm的骨粒迅速被吸收，不能参与有效的成骨；但松质骨碎裂片的厚度也不能过大，最好不超过5mm，这样可以迅速而完全地重新血管化。

②皮质骨：适于提供功能性支持，起骨传导和骨诱导作用。

此型植骨在临床上用于治疗骨折畸形连接与不连接，并有助于促进关节融合。

松质骨与皮质骨移植后的早期反应相似，最初在移植物周围出现炎症和水肿，松质骨在植入2d后即被血管包围，2周可以恢复血运；皮质骨在植入6d后方有血管侵入，1～2个月后才能完全恢复血运。

故松质骨血运恢复快，爬行替代作用完成也快，新骨形成多，骨愈合早。

由于松质骨移植后在坏死骨表面先形成新骨，死骨逐渐被吸收，新骨随之增加，植骨处机械强度不减弱，最终恢复正常。

皮质骨移植修复进程有所不同，初期血管再生的时间较长，先是破骨细胞活动增加，在皮质骨上造成骨吸收，扩大中央管(哈弗管)外口，以利血管及成骨细胞的进入，故皮质骨的机械强度降低。

皮质骨移植后6周至6个月，强度减弱40%，1～2年后方趋于正常。

人体皮质骨移植后，前半年其强度仅为正常骨的一半，至第2年才逐渐恢复正常。

因此，临床上采用皮质骨移植时，最初6～18个月时易发生应力性骨折，应注意保护。

勿过早负重。

E l v es认为，新鲜骨移植后的成骨进程可分为两个阶段。

第1阶段(移植后3周内)的成骨作用由移植骨上的细胞产生；第2阶段(移植后8周内)的新生骨由受骨床间充质细胞分化而成。

其理由为：①在用库骨移植时，因骨细胞已死亡，故无第1阶段的表现；②如将移植骨先用放射线照射，亦可使第1阶段的成骨受到明显影响；③第1阶段的成骨作用与供骨者的年龄有关，而与受骨者的年龄无关。

成骨细胞来源于移植骨与受者骨表面的成骨细胞、骨髓细胞、受者骨床上的软组织，以及循环血流中的游离成分等，其他如骨内膜及骨外膜的形成层。

Albre k tsson用组织化学方法显示，移植骨表面细胞和隐窝内骨细胞均有代谢能力，对早期形成编织骨的原始支架起重要作用。

因此，须尽可能保护移植骨上的骨细胞，争取受骨区血供良好，以免骨细胞死亡。

K ing将犬的胫骨骨膜做成骨膜管，成功地将其架桥式移植于骨缺损处，显示成骨能力良好。

不同程度的手术创伤，可延长移植骨血管再生的时间，用切骨刀切下的植骨片的愈合能力要比用高速电锯取的骨片血管再生时间短。

因此，在取骨和准备受骨区时，均应尽可能减小对组织的创伤。

手术灯照射、消毒药品、骨蜡、抗生素等均可影响骨细胞的活力。

如将移植骨暴露在空气中1h，就会降低其成骨能力，而覆盖等渗盐水纱布则可使其成骨能力不受影响；手术室灯下升温至42℃可杀死骨细胞。

因此，最好将植骨片包在浸渍血液的盐水纱布中，勿直接受手术灯照射，并尽快移植至受骨区。

受骨区亦应消灭死腔，清除血肿，使创面血供良好，这样植骨易于成功。

如自体骨不慎在手术中被污染，Bubuc提出应以0．6mol/L HC l洗涤60min，表面脱钙后再以无菌等渗盐水洗涤，并以75%乙醇灭菌10min后再用。

不能高温消毒，因加热至80℃以上可破坏骨基质的生物学性能，包括骨诱导因子。

自体骨移植虽无排斥反应，但因无血供，植骨块大部会死亡，影响新骨形成及骨愈合。

如骨缺损较大(超过6cm)，或受床曾经放射治疗或曾有感染或血供不良者，游离自体骨移植亦难成功。

为此，应设法使移植骨血运不中断，不出现骨坏死，使移植骨与受区骨愈合成为一般骨折愈合的进程，达到愈合快，固定期短，肢体功能恢复的目的。

近年来，已采用显微外科技术进行带血管骨移植，获得较好的效果。

2.同种异体骨(Bone Allogra f t)同一种属内，两个体之间的骨组织移植称为同种异体骨移植，即移植骨取自他人；取自近亲者称为同源移植或同血统移植(syngenesioplastic gra f t)。

同种骨移植已有100年历史。

F rie d enstein提出，人体内有两种可以成骨的前体细胞：定向成骨前体细胞(D O P C)和诱导成骨前体细胞(I O P C)。

前者位于骨髓间质和骨表面，是可以转化为成骨细胞的干细胞。

骨移植术后,植骨片中存活的D O P C靠爬行替代，实现骨缺损愈合称为骨传导作用(osteocon d uction)；I O P C 是位于骨外结缔组织中的间叶成分，也可能来自血流，只有当存在诱导因子时才能成骨，即称为骨诱导作用(osteoin d uction)。

同种骨移植的意义主要在于诱导宿主细胞形成新骨。

同种骨移植与宿主的愈合不同于自体骨移植。

异体骨移植的新骨形成缓慢，血管穿透慢，分布稀疏。

其效果欠佳的主要原因是免疫排斥反应。

移植物排斥反应主要是移植物内抗原使受体致敏的结果。

造成同种异体移植物排斥反应的抗原是细胞膜表面的蛋白质或糖蛋白。

这些抗原分布于成骨细胞、造血细胞、白细胞、血管、神经和结缔组织基质。

目前已确知控制移植抗原的主要基因复合体是主要组织相容性复合体(ma j or histocompatibility complex，M HC)，人及许多动物都具有M HC。

在人类，M HC位于第6对染色体的短臂，并由许多紧密联锁的基因组成。

这些基因控制着许多抗原的产生，与免疫识别、排斥反应密切相关。

人体的次要组织相容性基因群是性染色体的Y基因，称HY基因(histocompatibility gene)。

M uscolo等采用纯种大白鼠进行实验，在不同种系的大白鼠之间做异体骨移植，观察细胞和体液免疫反应，发现供者和受者的基因差异直接影响免疫排斥反应的程度。

如不同系大白鼠有两对等位基因不同，而半异体亲代和子代，仅一对等位基因不同。

宿主对新鲜同种骨的初期组织学反应与自体骨相仿。

在第1周末，植骨周边部出现炎性反应；第2周末时炎性反应达到高峰，主要细胞型为淋巴细胞。

在以后的2个月中，仍以淋巴细胞为主，并有一纤维组织屏障包裹同种骨。

此后炎性反应可减弱，但也可转为慢性炎症，可持续8个月以上。

初期同种骨周围再生血管类型与自体骨也大致相同，但端对端吻合不常见。

在第1周末，炎性细胞可包围血管，使血管闭塞，可见血管壁玻璃样化。

一旦同种骨因血管功能不全而坏死，约在植骨后4周宿主组织即发动第2期成骨活动。

同种骨的二期成骨及2个月后重塑均不如新鲜自体骨完善。

免疫反应对于组织移植的成活关系重大。

未经处理的同种骨，可激发免疫反应，导致移植骨被排斥或被吸收。

为了减少免疫反应，许多学者对异体骨采用多种物理或化学方法处理，使用最多的是冷冻法或冷冻干燥法。

一般认为，冷冻或冷冻干燥后的异体骨生骨能力较强，冷冻干燥骨比冷冻骨抗原性更弱。

皮片排斥试验、细胞毒性试验、免疫血清试验都已证明，冷冻干燥处理能使异体骨抗原性消失或减弱。

冷冻干燥骨经C o的γ射线照射，即2×10Sv(2×10rem)后，免疫抗原的有机结构发生改变，骨的抗原被破坏，但同时亦使骨基质丧失骨诱导力。

自L exer于1908年首次报道用大段带关节软骨的骨端为骨肿瘤切除术病人行半关节移植后至20世纪60年代，由于发现了抗原性低的冷冻骨，该手术重新受到重视。

冷冻骨的优点还在于保持了其强度，移植时尚可带一些肌腱和韧带，以利于恢复肢体功能。

冷冻前用8%二甲亚砜(D MS O)或10%甘油浸泡关节软骨可使相当部分的软骨细胞保持存活。

M an k in于1983年报道了150例冷冻骨移植的经验，在随诊2年以上的91例中，有62例为半关节移植术，其中64.5%效果优良，17.7%尚可。

感染使绝大多数病人的治疗失败，而植骨折断则有60%尚可挽救。