骨不连的界定与分类治疗

【关键词】  骨不连

    1  骨不连的界定

    到目前为止，骨不连还没有一个被普遍接受的定义［1］，这是一个值得讨论，也是学术界应该解决的问题。定义的不确定性可能导致对骨不连的诊断和治疗在一定程度上存在随意性，甚至可能引发医疗行为的道德风险。近年来，医疗行为的道德风险已经引起越来越多的重视［2～4］，在骨不连的诊断上，一定存在着没有解决的问题，否则形成统一的定义就不存在困难了。骨不连又称为骨折不愈合，骨折不愈合的机制和骨折愈合的机制是同一个问题的2个方面，有关骨不连的困惑实际上就是对骨折愈合机制的困惑。如果不讨论骨折愈合的机制，就很难对骨不连的定义进行有效的讨论。

    McKibbin在1978年提出了骨折愈合领域一个里程碑性的概念。他发现人体截肢的骨残端几乎不生长骨痂，于是用老鼠做实验。老鼠截肢后的骨残端也发生修复性骨痂反应，但由于缺乏远端的应力刺激，2周后这种骨痂反应即停止生长而发生退化。他把这种短时的一次性的骨痂反应称为初始骨痂反应(Primary callus response，PCR)［5］。PCR远远不能解释临床骨折愈合所需要的漫长时间，因此有人推论，骨折愈合需要一个长期的依赖于骨折远端存在的继发动力。很显然，骨折远端并不能提供新的物质，最合理的解释是，骨折近远端的相互作用只不过是复制了损伤反应，进而反复地重复了PCR［6］。

    在此基础上作者提出了骨折愈合一元论学说［7］，主要包括2方面内容：(1)骨折愈合过程一元论，即初始骨痂反应是骨折愈合的基本事件，骨折愈合过程是初始骨痂反应(PCR)不断重复和积累的过程，PCR具有饱和性、平衡点及不应期三个特点，在合适的应力条件下，PCR具有放大的成骨效应，其产生的过修复剩余是骨折愈合的源泉(图1)；(2)病理生理一元论，骨折愈合过程实际上是借用了骨骼生长发育的细胞学机制，即Frost提出的基本多细胞单位(BMU)理论［8］。也就是说骨折愈合的细胞学机制每时每刻都在人体中发挥着作用。骨改建同样具有放大的成骨效应，是骨骼适应力学机制进行成骨的物质基础。

    骨折愈合一元论学说对骨病理生理学的许多重大理论问题给出了合理的解释，比如应力遮挡效应问题［9］，骨延长机制等［6］。在理论上第一次解释了在不同的力学环境下，骨折愈合可能具有不同的愈合效率，从而在理论上证明了适当的微动有利于骨折愈合。根据骨折愈合一元论学说，引起骨不连的局部因素主要有3点：(1)不能重复有效的初始骨痂反应(PCR)，如骨缺损、过度牵引、应力遮挡等；(2)识别障碍，如软组织介入，纤维组织形成，滑液形成等；(3)不应期再损伤，如固定不可靠，过量异常活动。

    图1  PCR的饱和曲线：B(b,b)为平衡点。一次PCR不能修复一次大于b的损伤，但对于小于b的损伤则可以产生过修复(surplus repair)。

    第一个因素很容易理解，骨折断端的有效接触是初始骨痂反应产生、重复和延续的基本条件之一。第２个因素需要解释一下，骨折愈合是一个特异性的识别和修复的过程［6］，其他组织的介入会导致修复信号的错乱从而妨碍骨折愈合。不应期是指在一次微损伤之后，即刻的再次损伤将不产生或只产生微弱的PCR。不应期再损伤是指频繁的异常活动会导致骨修复量小于骨损伤量。

    以下简单复习一下文献中对骨不连的定义。定义1：骨不连是指骨折在治疗1年后还没有愈合或者需要再次手术来达到愈合［10］。定义2：骨折在6～8个月内愈合失败通常可诊断骨不连［1］。定义3：骨不连可以定义为骨折部位存在疼痛和异常活动，X线片上持续存在透光带，在治疗第12周后每6周复查拍片，连续3次复查骨痂形成无进展［11］。从上述定义上可以看出目前我们对骨不连的判断包括三个基本要素，即时间、症状和放射学表现。在上述三个要素中，最难判断的是临床症状，因为在内固定的条件下，临床症状随功能而变化，患者在轻度活动时大多数患者可能没有症状，而强力活动又不符合骨折愈合的康复逻辑。这样就出现了混乱的现象，许多医生仅评时间和X线片来判断骨不连，并且不区分骨不连和骨折延迟愈合［11］。

    上述定义没有从病因上阐明骨不连的原因，在临床上已经造成了极大的混乱。第一个问题是骨不连是骨折已经停止愈合了吗?传统观念认为骨不连就是骨折愈合的终止［12］，这就解释不了为什么功能支具的非手术疗法可以治疗骨不连［13］，也解释不了不植骨而附加固定可以治疗骨不连，比如髓内钉附加钢板或外固定架［14，15］。这些疗法都可以不处理骨折部位，也证明了骨不连并非骨折愈合完全停止。第２个问题是骨不连都需要植骨手术吗，事实已经告诉我们，显然不是［1，14，15］，但难以解释的是，为什么在髓内钉固定的条件下，不更换内固定单纯植骨具有极高的手术失败率(5／5)［16］。第三个问题是，几乎每一个资深的医生都有这样的经历，按照传统定义来诊断的骨不连，某些患者拒绝手术治疗，经过简单的保护，其中的少数患者在术后1年半甚至2年时竟然愈合了。对这样的患者进行手术是否属于过度治疗呢?能够自行愈合到底是不是骨不连呢?

    根据骨折愈合一元论学说，骨折愈合过程是骨折间隙损伤与修复反复重复的过程，当损伤强度大于修复强度时，就会产生骨不连。从这个角度讲，上述问题很容易得到解释。首先，骨不连是骨折愈合的相对静止，但并非骨折愈合绝对停止，比如肥大性骨不连，采取适当的稳定措施即可以降低局部的损伤强度而促进骨折愈合，完全可以不植骨，不处理骨折断端。实验也证明骨不连部位并不缺乏骨形成蛋白(BMP)信号表达与激活［17］。同样道理，即使植骨，而忽视重建骨折间隙的稳定性完全可能导致手术失败［16］。对骨折愈合毫无理念的患者当得知自己愈合前景不佳时，采取更为谨慎的态度和保护措施也有可能不经过手术治疗而得到愈合。

    回到文章题目，作者倾向更为谨慎地界定骨不连。骨不连是骨折愈合的停止或者相对静止，即骨折间隙的修复强度小于再损伤强度。不稳定或骨缺损以及应力遮挡是导致骨不连的最重要原因。在诊断上应满足至少4个条件：(1)从术后12周开始，经过至少6个月连续观察，骨折愈合无进展。有明显骨缺损或者内固定松动移位迹象者不受此时间限制；(2)有临床症状，骨折部位有疼痛或功能受限或者异常活动。应慎重使用无症状骨不连的诊断，持久的无症状就可以判断为骨折临床愈合；(3)X线片表现为骨折间隙持续存在，断端萎缩、硬化或缺损以及髓腔封闭等；(4)经过正规的术后康复指导，即采取辅助外固定，比如夹板或支具固定，以及限制功能活动等，比如扶拐，仍然无效者。根据这样一个定义，只要患者没有症状，或者拍片证实骨折愈合有进展，不管多长时间，即使超过1年，也只能诊断为骨折延迟愈合。

    条件2、4应该是不能缺少的，那种单靠看片子和计算日历来诊断骨不连是不负责任的。除非在极特殊的情况下，没有阐明病因的诊断定义是不科学的。骨科前辈张光伯教授曾讲述过业内的一个笑谈［3］：年轻医生只看片子，不检查病人；中年医生先看片子，后看病人；老医生先看病人，后看片子。其实语重心长，寓意深刻。不过问患者的康复过程，不采取适当的保护措施，许多患者当然落入这样的怪圈：术后9个月拍片比术后6个月时没有什么进展，再次手术也就顺理成章了。这是医患双方的悲剧，也是定义不够严谨、不够完善导致的悲剧。

    2  骨不连的分类与治疗

    骨不连的分类理念与治疗息息相关。传统的分类一般将骨不连分为肥大性骨不连和萎缩性骨不连，后者又称为缺血性骨不连。把骨不连与血运联系在一起是根深蒂固的传统观念。最经典的教科书例证认为胫骨中下1/3部位骨折后因血供薄弱容易形成骨不连，但在最新的大宗病例回顾中并未得到证实［18］。死骨也可能逐步恢复一定的血供［19］，大段异体骨植入固定也可以获得高达77％～91％的愈合率［20］。已经有实验证明缺血性骨不连并不缺血［21］。在最容易缺血的股骨颈部位，力学因素也被认为是产生骨不连的重要原因，并且不植骨而单纯做粗隆部位的外翻截骨对股骨颈的骨不连具有满意的治疗效果［22］，到目前为止，有关骨不连的治疗，从力学的角度制定治疗措施比从血运的角度更具有可操作性。实验也证明，不良的血运仅是骨不连的伴生结果而非原因，复位不良和间隙过大都直接影响局部的血管生成［23］，因此，根据形态学表现来推定缺血是骨不连的成因不但缺乏实验或循证医学证据，对骨不连的临床治疗也指导意义不大。

    从力学的角度分析，可将骨不连分为接触性骨不连和分离缺损性骨不连，大致对应于肥大性骨不连和萎缩性骨不连。骨不连和骨折愈合是同一个问题的两个方面，骨不连的治疗原则和新鲜骨折具有极大的相似性，他们的共同原则就是建立骨折断端间持续稳定的接触，为了达到这个目的，对某些复杂的新鲜骨折进行植骨同样符合逻辑。接触性骨不连的主要原因是固定的不稳定，因此可以不植骨而主要采取稳定措施，比如功能支具保护［13］，扩髓后更换较粗的髓内钉［24］，或者稍微极端的措施，保留原来的髓内钉而附加钢板或外固定架固定等［14，15］。分离缺损性骨不连指骨折断端接触不足或者明显分离，一般接触部位小于骨干周径的1／2，通常伴有骨缺损，治疗的方法包括断端加压，变分离为接触，或者通过植骨，骨骼截骨转运延长等方法重建有效的力学结构。分离缺损性骨不连在多数情况下需要植骨促进愈合。

    稳定是至关重要的，骨折愈合过程就是由不稳定到稳定的过程。植骨的目的是通过机体的生物学过程，达到一定的愈合强度，从而获得生物学的稳定性。从这个角度分析，根据不同的情况，可以采用不同的植骨策略。一般地讲，跨过骨折线的髓内植骨，要优于皮质外植骨。因为髓内植骨处于骨折间隙的力学环境之中，又具有一定的封闭空间，其愈合具有更高的生物学效率。还有一种植骨方法，就是直接进行结构植骨，植骨块具有一定的力学强度，可以是自体或异体皮质骨、腓骨、自体带皮质髂骨等，植骨块跨过骨折线，直接参予骨折间隙受力。比如自体皮质骨滑槽植骨，腓骨髓内植骨，跨骨折线开槽植骨等，都具有极高的愈合效率。结构植骨的方法本身可以提供新的稳定性，是治疗骨不连的可靠方法。对于不能提供力学稳定性的颗粒植骨方法，可靠的固定是必要的，如果是钢板则需要足够的跨度［25］。细颗粒植骨的最大优点在于可以迅速再血管化而达到愈合。松质骨颗粒完全再血管化一般仅需要2～3周。

    应该强调的是骨不连的预防，许多治疗失败的根源并不是手术本身，而是术后的康复指导没有跟上。对于主要骨干的粉碎性骨折，应该采用谨慎的康复策略，过早地恢复功能活动可能导致早期形成的骨痂被吸收。即使是简单骨折，如果固定得并不可靠，比如相对细的髓内钉固定，同样可能导致治疗失败。在条件有限的情况下，一旦术者判断或发现术中固定得并不可靠，应该辅助可靠的外固定，并且建议延迟负重，或者延迟解除外固定。骨不连预防的关键时期是术后早期的3个月，或者3～6个月。因为骨折一旦形成愈合或者不愈合的趋势，都将很难逆转。

    骨不连的治疗方法还包括电刺激、超声波［1］、冲击波［27］、高压氧治疗、自体骨髓移植、金葡菌素局部注射［26］、骨形成蛋白局部注射留置等方法，这些无创或微创治疗的共同特点是都不能立刻改变骨折间隙的力学状态，短期内不能提供新的稳定性，因此辅助固定和谨慎的康复指导尤为重要。其中冲击波疗法在骨不连的治疗上显示了良好的前景［27］，在理论上也可以推论冲击波可以最有效地启动初始骨痂反应。但其他许多方法尚需更严格的循证医学验证，这就更需要一个严谨的骨不连的定义，否则有关骨不连的研究和讨论将难以为继。

【参考文献】
  ［1］ RodriguezMerchan EC, Forriol F. Nonunion: general principles and experimental data［J］. Clin Orthop Relat Res， 2004,419:4-12.

［2］ Sarmiento A. The relationship between orthopaedics and industry must be reformed［J］. Clin Orthop，2003,412:38-44.

［3］ 张光伯.再生腰间盘突出症诊治中存在的问题［J］.中国脊柱脊髓杂志，2004, 14 (16):325-326.

［4］ 刘振东，马梦然.从坚强内固定到生物学固定，历史的回归［J］.中华创伤骨科杂志，2004，6(8):910-912.

［5］ McKibbin B: The biology of fracture healing in long bones［J］. J Bone Joint Surg，1978,60B:150-162.

［6］ 刘振东，范清宇.骨折愈合的基本概念［J］.中国矫形外科杂志，1998,5(5):459-460.

［7］ 刘振东，马梦然，张志诚.从骨折愈合伦理论医学的萌芽［J］.中华创伤骨科杂志,2004,6(12):1393-1395.

［8］ Frost HM. Why do Marathon runners have less bone than Weight lifters?A vitalbiomechanical view and explanation［J］.Bone， 1997，20(3): 183-189.

［9］ 刘振东，范清宇.应力遮挡效应—寻找丢失的钥匙［J］.中华创伤骨科杂志，2002,4(1):62-64.

［10］Wu CC, Chen WJ. Exchange nailing for aseptic nonunion of the femoral shaft［Ｊ］.International Orthopaedics，2002,26:80-84．

［1１］Canadian Orthopaedic Trauma Society.Nonunion following intramedullary nailing of the femur with and without reaming. Results of a multicenter randomized clinical trial［J］. J Bone Joint Surg， 2003，85(11):2093-2096.

［12］孙月华.骨不连的研究现状［J］.中华创伤骨科杂志，2005,7(5): 415-419.

［13］Sarmiento A, Burkhalter WE, Latta LL.Functional bracing in the treatment of delayed union and nonunion of the tibia［Ｊ］.Int Orthop， 2003，27(1):26-２9.

［1４］Ueng SW, Chao EK, Lee SS, et al.Augmentative plate fixation for the management of femoral nonunion after intramedullary nailing［J］. J Trauma， 1997，43(4):640-644.

［15］Brinker MR, O'Connor DP.Ilizarov compression over a nail for aseptic femoral nonunions that have failed exchange nailing: a report of five cases［J］. J Orthop Trauma， 2003， 17(10):668-676.

［16］Pihlajamaki HK, Salminen ST, Bostman OM. The treatment of nonunions following intramedullary nailing of femoral shaft fractures［J］. J Orthop Trauma， 2002，16(6):334-340.

［17］Kloen P, Doty SB, Gordon E， et al． Expression and activation of the BMPsignaling components in human fracture nonunions［J］. J Bone Joint Surg， 2002，84(11):1909-1918.

［18］Sarmiento A. On the behavior of closed tibial fractures: clinical/radiological correlations［J］. J Orthop Trauma， 2000,14(3):199-205.

［19］刘振东，范清宇，马保安，等.成年狗股骨微波高温灭活后的再血管化研究［J］.中华骨科杂志，1998, 11:682-685.

［20］Anderson JR, Detlie T，Griffihs HJ. The radiology of bone allografts［J］. Radiol Clin North(Am)， 1995,33(2):391-400.

［21］Reed AA, Joyner CJ, Brownlow HC,et al. Human atrophic fracture nonunions are not avascular［J］. J Orthop Res， 2002,20(3):593-599.

［22］Mathews V， Cabanela ME. Femoral neck nonunion treatment［J］. Clin Orthop, 2004,419:57-64.

［23］Claes L, EckertHubner K, Augat P. The fracture gap size influences the local vascularization and tissue differentiation in callus healing［J］. Langenbecks Arch Surg， 2003，388(5):316-322.

［24］刘振东.扩髓换钉治疗股骨干无菌性骨不连［J］.中华创伤骨科杂志，2005,7(5):470-472.

［25］Ring D, Allende C, Jafamia K,et al. Ununited diaphyseal forearm fractures with segmental defects: plate fixation and autogenous cancellous bonegrafting［J］. J Bone Joint Surg(Am),2004,86(11):2440-2445.

［26］寇炳祯，许效坤，刘凤迎，等.金葡液治疗骨不连26例分析［J］.中国矫形外科杂志，1999,11(6):848.

［27］刘沐青，郭霞，邝适存,等.冲击波在骨折不愈合或延迟愈合中的应用［J］.北京大学学报(医学版)，2004,36(3):327-329.

作者单位：解放军第230医院骨科，辽宁 丹东 118000