恶性骨肿瘤保肢技术的最新进展
中华骨科杂志 2000年第7期第20卷 综述
作者：于秀淳 刘晓平 李开华
单位：250031 济南军区总医院骨病科
80年代恶性骨肿瘤的外科治疗有了根本的转变，尤其是新辅助化疗的发展，使保肢治疗成为可能，先进的影像学诊断及外科技术的进步也提供了客观条件。特别重要的是，Enneking所提出的肌肉骨骼肿瘤外科分期系统的临床应用，为外科治疗选择手术方法提供了科学依据。目前保肢已成为恶性骨肿瘤外科治疗的主要发展方向，截肢相对减少。尤其是近年来临床实践的不断增加，基础研究及生物工程学的密切合作，出现了在最大限度地切除肿瘤和保留肢体功能的情况下的多种新的生物学及非生物学保肢技术。这些新技术的快速发展和不断改进，为提高恶性骨肿瘤保肢术的成功率及术后肢体功能的优良率起到了重要作用。
一、外科切除最大范围的确定
随着MRI在临床的广泛应用，使分辨肿瘤与健康骨组织间的界限更加准确。Cohen等[1]报告了41例原发骨肿瘤的119例次MRI检查，目的在于评价MRI扫描在保证保肢手术完成，减少局部复发中的作用。他们发现T2加权扫描对软组织非常有价值，T1加权扫描对确定骨髓侵袭范围非常有意义。应用MRI确定切除范围的20例骨肿瘤患者中，仅有2例复发。Trommel等[2]应用MRI来确定肿瘤的切除范围，17例股骨远端ⅡB期骨肉瘤患者中，9例获得随访，平均68个月，1例转移，无复发。
MRI可从三个不同的方向进行准确扫描，但在明确肿瘤的形态及其与周围重要结构的关系时有一定的困难。Iwamoto等[3]描述了肿瘤、周围主要血管、神经和骨骼的形态，然后应用计算机重塑包括肿瘤和周围血管神经在内的肿瘤模型，以确定肿瘤的大小，并用于评价术前化疗的作用和指导术前确定外科切除的边缘。因此，应该重视MRI在术前确定恶性骨肿瘤侵袭范围及保肢术中的作用。
二、内置假体置换
假体置换是目前最常用的肿瘤切除后肢体重建的方法之一，以股骨下端人工膝关节为例，假体10年满意率为90％[4]。最近假体发展为多样化及个体化，更适合患者和医生的选择。许多作者认为肿瘤性假体会产生磨损碎屑及随后的置换失败，但对于恶性骨肿瘤保肢术的患者，这似乎不是主要问题[5,6]。
相似的假体之间，特别的设置可使其在内置物磨损或置入失败方面有所不同。旋转－铰链式膝关节假体允许膝关节在三个平面上活动，尤其在负重活动时，可以减少骨与骨水泥接触面和假体连接部结构的应力。与其它铰链式关节相比，该型假体较少出现假体固定失败或磨损性滑膜炎[7]。Kawai等[8]应用旋转－铰链式膝关节假体治疗32例恶性骨肿瘤，其中股骨远端25例，胫骨近端7例；7例患者出现并发症（1例为无菌性松动，2例为切口感染，4例因关节结构损坏）。他认为旋转－铰链式膝关节假体是治疗膝部恶性骨肿瘤的一种较理想的方法。可延长假体的应用仍在实验阶段[9]，应用这种假体的目的在于当骺板连同肿瘤被切除时，通过调节假体的长度，以适应对侧肢体的生长。有几种可行的延长方法，如通过螺纹螺钉调节或在延长活塞内填入碳钨球或“C”形空腔[5]。最近的研究目标是无创性可延长假体。Verkerke等[10]设计了一种应用外部电磁力来延长假体的方法。Windhager和Kotz报告了一种通过膝关节屈曲产生的运动能带动一个等径伞齿轮(amitre－gear)通过螺纹螺钉来延长假体，即自身调节式可延长假体。他们应用这种装置治疗了3例患者，远期疗效尚有待于观察[11]。尽管假体置换具有早期即可负重、肢体功能恢复理想等优点，但也存在许多并发症，如感染、假体断裂、松动等。随着近年来人工关节工艺的不断改善和保肢技术的提高，无菌性松动正逐渐取代了感染，成为主要的并发症。Kawai等[12]对40例行股骨肿瘤切除人工关节置换的患者进行了平均8年的随访，11例因无菌性松动需行翻修术，通过计算得出3、5、10年的假体生存率分别为85％、67％、48％。Unwin等[13]对1001例行骨肿瘤切除人工关节置换术的患者进行了回顾性研究，71例发生了无菌性松动，其中65例用再次特制的假体行翻修术，6例用原有的假体再用骨水泥加固。研究结果发现一个患者其假体10年无菌性松动的概率在股骨近侧是93.8％，在股骨远侧是67.4％，在胫骨近侧是58％。手术时的年龄和骨切除的百分率与股骨远侧的无菌性松动有关；在胫骨近侧，骨切除的百分率有重要作用，而年龄并不重要；年龄和骨切除的百分率对股骨近侧均无影响，但股骨近侧骨切除百分率高的年轻患者，无菌性松动发生率最低。
为避免假体松动的发生，目前有许多方法使骨或纤维组织在骨与假体接合部位形成皮质外骨或纤维桥(extracorticalbridge)，这样可以转移骨与假体接触间的应力，并保护骨水泥，使之与关节磨损所产生的碎屑相隔离。Kaste等[14]对19例行股骨下端旋转－铰链式人工膝关节置换患者的随访过程中发现16例出现皮质外骨桥，厚度约为0.5～0.7cm，他认为皮质外骨桥可以增加人工膝关节的稳定性。Virolainen等[15]在动物实验(犬)中将自体骨包绕于股骨与假体接触处，以不植骨为对照，结果发现实验侧的各项生物力学指标明显高于对照侧。他认为若不植骨，在假体与骨之间仅有少量骨桥形成，而植骨可获得理想的皮质外骨桥，明显增加了假体的稳定性。
防止无菌性松动发生的另一种方法是使用一些生物或非生物材料覆盖的假体。最早是应用羟基磷灰石覆盖假体，羟基磷灰石与骨骼有相似的晶体结构，可被用作生物学相容的支架，使新骨长入，形成新骨与假体结合。Unwin等[13]研究了53例患者（29例为第一次手术，24例为翻修手术），应用浆喷羟基磷灰石覆盖假体修复股骨近端、远端、胫骨近端肿瘤切除后的骨缺损。他们测量了新骨形成的长度和新形成骨与置入杆间可透放射线的宽度。术后平均随访14个月，发现44例患者中，31例有新骨形成，其中25例有骨长入；在27例股骨远端假体中，21例有新骨长入；在随访超过2年的病例中，影像学显示在羟基磷灰石沟间有骨骼重塑及骨小梁形成。骨骼重塑说明形成的新骨与假体表面结合，两者同时承受了应力。这些研究结果是否有益于假体的固定或应力传递尚需长期随访[11]。
三、肌腱固定
假体上肌腱的固定，如臀大肌肌腱、肩袖肌腱固定，特别是髌腱远端的固定，是长期以来困扰临床医生的一个重要问题。Inoue等最近研究了应用增强腱固定(enhancedtendonanchorage,ETA)装置，将软组织附着于金属假体。将狗的棘上韧带（带或不带远端骨块）固定在一个熔结钛制网上，表面有桥板(abridgeplate)及钩状突起，结果显示若当肌腱直接与骨附着于钛制网上时，从骨块有骨和胶原纤维向网内生长。Gottsauner－Wolf等[16]应用ETA来研究异体肌腱移植将肌肉附丽于假体上，在他们的实验中，应用从绵羊身上取得的带远端骨块的跟腱修补其它12只羊的肱二头肌肌腱缺损。切除的肱二头肌残端与异体移植肌腱吻合，并用ETA将移植肌腱固定于肱骨。他们注意到从周围的软组织中有血管环绕和移植肌腱再血管化，很少有细胞学副反应或肌腱吸收。尽管他们同时注意到远端骨块没有重塑，但可见通过钛网的再血管化，由纤维组织将骨块固定在网上，没有证据证明由于机械原因或吸收造成的骨块松动。这些结果，尤其对胫骨近端肿瘤切除后伸膝功能的重建非常有意义。
四、骨移植
（一）同种异体骨移植:异体骨具有正常的骨质强度、形态与切除骨相似。移植骨与宿主骨愈合后通过重塑可使骨结构具有符合生物力学的要求等优点，但异体骨移植的并发症发生率也较高。牛晓辉等[17]对64例骨肿瘤切除异体骨移植患者的随访发现患者治疗满意率仅为54.7％，一次手术成功率为37.5％，并发症发生率为48.5％，并发症发生后用局部方法(包括清创、异体骨取出、复发后局部切除)治愈率为52.5％，必须截肢率为47.5％，最终保肢率为70.3％。Hornicek等[18]对38例胫骨上端肿瘤切除异体骨移植的患者进行了随访，21例发生并发症（55％）。在26例行化疗的患者中，15例发生并发症，骨折12例次，感染4例次，骨不愈合3例次，关节不稳4例次；未行化疗的12例患者中，6例发生并发症，感染3例次，骨折2例次，骨不愈合和关节不稳各1例次。3例因深部感染而截肢，12例行移植骨取出，再次行异体骨移植或全膝关节置换，总体满意率为66％。刘宪民等[19]对9例大段异体骨半关节移植患者的长期随访发现，6例发生骨性关节炎；2例发生骨折，1例为术后6年出现胫骨平台压缩骨折，行植骨矫正术，另1例术后8年发生股骨内髁骨折，行螺钉内固定术。所有患者关节功能均有丧失，膝关节平均活动范围为10°～25°。然而由于异体骨在生物学重建方面的优势，仍有不少机构对异体骨材料和应用进行了研究。
1.为了提高移植异体骨与宿主骨愈合成功率,Kumta等[20]介绍了一种固定异体骨的新方法,由于成人异体骨与儿童宿主骨形态方面的差异,在将宿主骨插入异体骨内前,掀起宿主骨骨膜1.5～2cm,插入后用骨膜覆盖宿主骨与异体骨结合部。应用此法治疗的9例大段异体骨半关节置换患者中，平均随访16周，8例完全愈合，1例延迟愈合；只有1例发生异体骨骨折。
2.带血管蒂的异体骨移植：最近的研究观察了吻合血管束对宿主与异体骨愈合的影响。Kumta等[20]应用兔对比分析了带血管蒂的新鲜异体骨及冷冻异体骨的研究结果。冷冻异体骨在术后6周则很快就出现了再血管化，截骨部位骨愈合良好；与此相反，新鲜异体骨则表现出免疫反应和炎性反应。有学者行带血管蒂的异体尺骨移植，结果尚在观察中[11]。
（二）带血管蒂的自体骨移植：带血管蒂的腓骨移植可以理想地修复长达20cm的骨缺损。Ruch等[21]应用腓骨长肌肌骨瓣修复5例平均8.3cm骨缺损及皮肤软组织缺损,4例获得良好的骨愈合,1例因血管栓塞而行截肢术。然而研究发现在远期观察中，供肢有踝关节不稳、疼痛和肌无力等并发症[22]。Sekiguchi等[23]提出了游离肩胛骨骨皮瓣，他认为游离肩胛骨骨皮瓣与带血管蒂的腓骨有相似的作用，可以修补14cm长的骨缺损和覆盖近30cm×9cm的软组织缺损。他认为带血管蒂的肩胛骨骨皮瓣不仅能重建肱骨近端肿瘤性骨与软组织缺损，也能重建负重的下肢。
五、软组织覆盖
由于假体及同种异体骨移植在恶性骨肿瘤保肢手术中应用的不断增加,对软组织覆盖技术就提出了更高的要求。随着显微外科的发展，健康组织可通过转移、旋转或者应用游离组织移植的方法覆盖组织缺损的部位。这些带蒂的肌瓣或肌皮瓣不仅能达到覆盖缺损的目的，而且还可以改善局部血液循环，这对于恶性骨肿瘤保肢术患者术后的放疗及化疗均有一定的临床意义。带血管蒂的肌瓣和肌皮瓣的游离移植在我国早已是非常成熟的技术，并在创伤外科中得到了广泛应用，但应用在恶性骨肿瘤保肢重建上的报道并不很多。Weinberg等[24]为26例膝关节周围巨大恶性肿瘤切除术后的患者行肌瓣移植（24例背阔肌，2例腹直肌），随访3～7年，肌瓣全部存活，肢体功能优良，证明了带血管蒂肌瓣和肌皮瓣的游离移植对提高恶性骨肿瘤保肢术的成功率具有重要价值。
尽管放疗在恶性骨肿瘤治疗中的应用并不常见，仅在Ewing肉瘤治疗中有一定作用，因此放疗伤口的肌皮瓣覆盖常用于Ewing肉瘤的治疗。Arnold等[25]研究了100例放疗后有软组织缺损并用转移伤口周围皮瓣的方法进行修复的患者，其并发症的发生率高达25％，因此，认为若行软组织移植，最好选择远离放疗区域的带血管蒂肌皮瓣。
对于老年患者恶性骨肿瘤切除后软组织覆盖问题仍有争议。由于老年人伴发疾病较多，Chick等[26]观察了对老年患者行游离组织移植进行重建的可行性。在对31例患者的研究中发现，65岁以下患者并发症的发生率较65岁以上患者并发症发生率低得多；然而，如果排除了老年患者本身存在疾病所造成的影响，年龄不应成为妨碍游离皮瓣移植的原因。
神经再支配肌瓣移植技术在创伤整形外科早已被用于创伤性肌筋膜缺损的修复，以及臂丛神经损伤后伸肘功能的重建。Doi等[27]最先报告了15例原发骨与软组织肿瘤接受化疗后行根治性切除的病例，应用再支配游离肌瓣移植重建，12例行局部动脉灌注化疗，其中9例同时接受术后化疗。15例病例中，14例出现神经再支配，成功地恢复了功能；化疗似乎并不影响神经再支配。Doi等认为再支配游离肌瓣移植的临床结果取决于供体肌肉的选择、运动神经与受体神经的功能、术后血运的通畅及患者的年龄。Ihara等[28]经临床研究发现，在23例患者中，除1例75岁老年患者之外，22例在术后6个月时，移植的肌肉均出现神经再支配。神经再支配肌瓣的临床应用不仅可以获得理想的软组织覆盖，而且可以获得理想的肢体功能，为临床医生能够在符合肿瘤切除原则的情况下，尽可能为患者保留有功能的肢体创造了条件。Shintomi等[29]报告了一种软组织覆盖技术，即通常所说的“预制皮瓣”。将血管蒂及其游离端部分肌肉移植到较远的区域，使血管束再血管化并且为移植的区域提供营养。几个星期以后，将血管蒂及其重新供血的组织移植到需要移植的部位。最近，Homma等[30]通过实验证实，在可扩张性组织获得的这种皮瓣与在不可扩张性组织获得的皮瓣相比，前者可以修复相同大小或更大的缺损（50％～100％），他们将这种更高的成活率归功于在可扩张性组织中有血管的增加。尽管他们仍不能解释血管增加的原因，但这种方法适用于其它软组织覆盖方法均告失败，可用于移植的供区已经用尽的患者。
六、小儿恶性骨肿瘤保肢术
由于小儿恶性骨肿瘤好发于干骺端，距骺板较近，保肢术后易造成肢体不等长，因此目前对小儿恶性骨肿瘤是否行保肢术尚有争议。Hudson等[31]对65例患儿进行长达平均14.2年的随访，发现在对截肢和保肢术的满意度方面无明显差异。但也有学者试图在大剂量化疗的前提下，应用各种方法以保证双侧肢体的长度相适。(1)可延长假体：已在内置假体置换部分作了阐述。(2)保留骨骺的保肢术:过去骺板一直被认为是阻止骨肉瘤侵袭骨骺的屏障，而近年来的观察并非如此。作者对8例骺板未闭的骨肉瘤患儿进行了临床观察，6例在X线片上可见骨骺被侵；5例DSA检查发现干骺端病变处及骺板、骨骺处有异常的血管网及瘤染；对3例大体标本的观察发现骺板均被破坏，骨骺被侵蚀。与Enneking和Norton在早期的临床观察结果相同，证明了骨肉瘤可以穿越骺板，侵袭骨骺[32]。Manfrini等[33]认为若术前MRI检查未发现骨骺被侵袭，则可行保留骨骺的保肢术，这种患者约占儿童骨肉瘤的10％～15％。Canadell等[34]首次报告了这种保留骨骺的恶性骨肿瘤保肢技术，他们在化疗期间，应用骨骺延长的方法，使肿瘤与骨骺之间形成较宽的新生骨带；然后在化疗结束后行保肢手术，术中切除肿瘤组织及新生骨而保留骨骺。他们治疗20例患者，平均随访54个月，无复发。Amitani等[35]治疗了一例12岁的胫骨近端骨肉瘤患儿，术前发现其对化疗非常敏感，术中切除肿瘤保留骨骺，并用带血管蒂的腓骨修复骨缺损，随访55个月，肢体功能恢复良好，无复发。Manfrini等[33]发现该手术术后肢体相差均小于3.5cm。需要强调的是这种保留骨骺的保肢术必须在有效大剂量化疗的前提下进行，否则将会带来灾难性的结果。(3)带血管蒂的骨骺移植：Innocenti等[36]应用带血管蒂的腓骨（包括骨骺和骺板）治疗12例（3例为桡骨远端，9例为肱骨近端）10岁以下的上肢恶性骨肿瘤患儿。随访3个月～4年，随访期内移植物每年生长大于1cm（0.75～1.33cm）。因此他认为这是修复儿童肿瘤性骨缺损的好方法。
总之，保肢技术的迅速发展，不仅使恶性骨肿瘤保肢术可以在新辅助化疗应用的前提下得以完成，而且可以获得理想的软组织覆盖和与健侧相适的肢体，从而为患肢功能的恢复奠定了基础。这些技术在临床的广泛应用，必将进一步改善恶性骨肿瘤患者保肢术后的肢体功能。
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(收稿日期：2000-05-16)
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