人工假體在骨腫瘤保肢術(shù)中的應(yīng)用

1、人工假體在骨腫瘤保肢術(shù)中的應(yīng)用由于人工關(guān)節(jié)假體的發(fā)展和化療藥物的應(yīng)用，為保肢手術(shù)提 供了重要的條件，選擇既能徹底切除腫瘤，又能保留或重建 肢體功能的手術(shù)已成為骨腫瘤手術(shù)治療的主要發(fā)展方向。利 用人工假體治療骨腫瘤是一種主要的保肢手術(shù)，充分認(rèn)識(shí)和 正確選擇人工假體是提高療效和恢復(fù)功能的關(guān)鍵。一、人工假體設(shè)計(jì)的種類人工假體的種類較多，應(yīng)根據(jù)患者年齡、病變部位和骨關(guān) 節(jié)缺損的大小，選擇相應(yīng)的假體。目前的人工骨關(guān)節(jié)假體有：1 .定制型人工假體：根據(jù)病人的 X線片，測(cè)量、設(shè)計(jì)假體 的大小、長(zhǎng)短，由廠家定做個(gè)體化人工假體。術(shù)前根據(jù)X線片、CT、MRI、ECT和血管造影等檢查，除確定腫瘤的外科 分期外，要準(zhǔn)

2、確了解腫瘤的大小、范圍、髓腔內(nèi)侵犯長(zhǎng)度。目前認(rèn)為MRI對(duì)判斷腫瘤邊界，尤其是髓腔內(nèi)侵犯長(zhǎng)度較準(zhǔn) 確。必須攝患腫瘤骨骼的全長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)正側(cè)位X線片，尤其是病理骨折者，需要健側(cè)肢體作參考。攝片時(shí)肢體側(cè)方與骨干相 同的水平放一金屬標(biāo)尺，以校正放大率，測(cè)算假體髓內(nèi)和髓 外兩部分的長(zhǎng)度，插入髓腔柄的直徑、關(guān)節(jié)面的寬度。惡性 骨腫瘤的截骨平面一般定在腫瘤邊緣以外5cm處。2 .可調(diào)（可延長(zhǎng)）型人工假體：用于青少年患者，斷板連 同腫瘤一起被切除者。假體可以調(diào)節(jié)長(zhǎng)度，能適應(yīng)對(duì)側(cè)肢體 的生長(zhǎng)。有幾種延長(zhǎng)方法：有創(chuàng)性可延長(zhǎng)假體： 螺紋調(diào)節(jié)、延長(zhǎng)活塞內(nèi)填入鴇球、活塞“C型空腔；無創(chuàng)性可延長(zhǎng)假體：外部電磁延長(zhǎng)；自身調(diào)節(jié)式可

3、延長(zhǎng)假體：通過膝關(guān)節(jié) 屈曲運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)一個(gè)等徑傘狀齒輪通過螺紋來延長(zhǎng)假體。3 .組合型人工假體：有不同部位；既有大、中、小，柄有 長(zhǎng)、中、短及不同粗細(xì)，制成配套的器械箱，術(shù)中根據(jù)切除 范圍大小、長(zhǎng)短來選用，由醫(yī)師自由插接組合。兒童在一定 時(shí)間通過手術(shù)更換較長(zhǎng)的部件進(jìn)行肢體延長(zhǎng)。翻修時(shí)只需更 換奧一部件，不必?fù)Q整個(gè)假體。4 .異體骨復(fù)合型人工假體：人工假體遠(yuǎn)期的松動(dòng)下沉及折 斷發(fā)生率較高，尤其是當(dāng)切除的瘤段骨長(zhǎng)度大于宿主骨全長(zhǎng) 的40%以上時(shí)，因此近年來采用人工假體與大段異體骨結(jié) 合，制成復(fù)合型假體，即將與瘤段相同部位的大段同種異體 骨套在人工假體的外部形成假體的肩部，具柄插入髓腔并用 骨水泥固定。

4、具優(yōu)點(diǎn)是異體骨經(jīng)過爬行替代并與宿主骨殘端 愈合后，可大大加強(qiáng)對(duì)假體的骨性包裹與固定，并能提供較 好的軟組織附著環(huán)境，較符合骨腫瘤保肢重建的需要。缺點(diǎn) 是異體骨來源困難，爬行替代時(shí)間長(zhǎng)，近期牢固性差，有一 定的排異反應(yīng)，感染率亦較高。5 .利用CAD/CAM技術(shù)定制人工假體：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與 計(jì)算機(jī)輔助制造（CAD/CAM ）是隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)與數(shù) 控機(jī)床的發(fā)展而開展起來的一項(xiàng)新技術(shù)。將CT/MRI掃描的數(shù)據(jù)經(jīng)由CAD/CAM 軟件處理后，可以很好地在計(jì)算機(jī)內(nèi)進(jìn)行三維重建，進(jìn)行手術(shù)設(shè)計(jì)，并據(jù)此制造由非常適合術(shù)中要 求的假體。尤其在骨盆腫瘤的假體置換中有重要意義。二、人工假體的材料外科植入物置入

5、人體生理環(huán)境后，其自身發(fā)生的變化稱為 植入物材料反應(yīng)，最嚴(yán)重的反應(yīng)是植入物的疲勞和斷裂。植 人物引起人體局部或全身的變化稱為宿主反應(yīng)。在特定的應(yīng) 用環(huán)境中所表現(xiàn)的包括植入材料和宿主反應(yīng)的生物學(xué)特性， 可以判斷植入材料是否適用于該特定環(huán)境中，這稱生物相容 性。當(dāng)然沒有一種植入材料是絕對(duì)相容的，臨床上只是要求 植入物材料在人體生理環(huán)境中具有可接受的生物學(xué)反應(yīng)。人工假體使用的材料有：1、金屬（不銹鋼、鉆銘合金、鈦合金等）不銹鋼一一生物相容性較差，價(jià)格低廉，常用于骨折內(nèi)固定 物，少用于假體。偶爾用于人工骨盆。銘銘鋁合金一一生物相容性較好，彈性模量為鈦合金的2倍，為皮質(zhì)骨的10倍，表面硬度高，耐磨。鈦合

6、金一一（鈦鋁磯合金/鈦鎰皓合金）生物相容性好，強(qiáng) 度高，彈性模量小，應(yīng)力遮擋效應(yīng)小，但不耐磨。2 .生物陶瓷（羥基磷灰石、氧化鋁陶瓷等）羥基磷灰石 一一是研究較多的一種表面生物活性陶瓷。羥 基磷灰石能與人體組織通過羥基鍵合，植入后與骨的結(jié)合很 好，生物相容性好。由于機(jī)械強(qiáng)度較低，常用于人工關(guān)節(jié)表面的噴涂。當(dāng)前存在的主要問題是，表面噴涂不過關(guān)，植 入人體后可以發(fā)生脫落。氧化鋁陶瓷一一抗壓、耐磨、耐酸堿。單晶陶瓷而且抗拉、 抗折。用于人工關(guān)節(jié)的耐磨部件。3 .高分子材料塑料一一高分子聚合物（高分子聚乙烯）的材料反應(yīng)有老 化、磨損、吸附及滅菌等問題，宿主反應(yīng)較其他材料大。骨水泥一一骨水泥（聚甲基丙烯

7、酸甲酯）具有可塑性和靈 活性，臨床上可用于人工假體的充填和粘合。4 .同種異體骨一一深低溫冷凍或酒精浸泡保存異體骨，用 于復(fù)合型假體。異體骨經(jīng)過爬行替代后可提供牢固的生物愈 合及永久穩(wěn)定性。但異體骨來源困難，有傳染疾病之可能， 爬行替代時(shí)間長(zhǎng)，近期牢固性差，有一定的排異反應(yīng)，可發(fā) 生骨不連或骨吸收，感染率亦較高。須注意，高分子材料組成的人工假體中，骨水泥碎屑和聚 乙烯磨屑被認(rèn)為是術(shù)后骨吸收、溶解和破壞的原因，導(dǎo)致假 體松動(dòng)及下沉。由于假體長(zhǎng)期植入體內(nèi)，理想的材料應(yīng)該具有足夠的強(qiáng)度、 塑性和抗疲勞、抗磨損，同時(shí)應(yīng)具有良好的生物相容性，無毒副作用，耐體 液的化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕，還希望比重輕、彈性

8、模量接近 人的皮質(zhì)骨。鑒于這種情況，目前的生物材料還達(dá)不到盡善 盡美，只能根據(jù)綜合性能匹配選用。早期的人工假體是利用不銹鋼制造的，但耐腐蝕性和強(qiáng)度 不如鉆合金與鈦合金。鈦表面易氧化生成致密的二氧化鈦氧 化膜，耐腐蝕性優(yōu)于鉆合金， 其比重輕，約為鉆合金的一半。彈性模量與人骨的彈性模量接近，生物相容性好，生物界面 結(jié)合牢固，是較理想的植入材料。三、人工假體置換術(shù)的適應(yīng)證和禁忌證（一）適應(yīng)證：1 .外科分期為IA、舊、IIA和對(duì)化療反應(yīng)較好的I舊 期惡 性骨腫瘤，重要的神經(jīng)、血管未受累，可以施行廣泛性或根 治性手術(shù)切除，預(yù)計(jì)局部復(fù)發(fā)率不高于截肢者。2 .腫瘤節(jié)段切除后局部有良好的重建條件，術(shù)者掌握有

9、良 好的重建技術(shù)，重建肢體的功能預(yù)計(jì)優(yōu)于假肢者。3 .無轉(zhuǎn)移灶或單發(fā)轉(zhuǎn)移灶經(jīng)全身化療之后可以廣泛切除治 愈者。4 .病人全身與局部情況良好，要求保肢，樂意接受人工假 體，有條件并能積極配合放、化療和免疫治療者。（二）禁忌證：1 .腫瘤侵犯重要的神經(jīng)、血管、無法邊緣性切除腫瘤者。2 .因放療或反復(fù)手術(shù)、局部皮膚、軟組織血供差、術(shù)后可 導(dǎo)致切口閉合困難或皮膚軟組織壞死者。3 .全身情況差和有伴發(fā)病，難以耐受較大手術(shù)者。4 .已有多處轉(zhuǎn)移，預(yù)計(jì)存活不足半年者。四、人工假體置換術(shù)的方法（一）廣泛性（至少要邊緣性）切除腫瘤廣泛切除：經(jīng)反應(yīng)區(qū) 2cm之外，將病變、假囊、反應(yīng)區(qū)和 正常組織袖套整塊切除，完全

10、在間室內(nèi)的正常組織中分離， 無瘤操作，在距骨腫瘤邊緣5cm處離斷骨骼。這種切除不留 任何衛(wèi)星灶，但有潛在的可能留下 G2病變的跳躍病灶。邊緣性切除：靠近重要血管、神經(jīng)束處可行腫瘤邊緣性切 除。若使用定制假體，切除時(shí)一定要照顧假體的長(zhǎng)短和大小， 骨節(jié)段截除的長(zhǎng)短必須和假體的長(zhǎng)短一致。（二）置入人工假體，重建骨關(guān)節(jié)缺損個(gè)體化假體置入時(shí)，骨缺損的長(zhǎng)短和大小必須與假體一致，使假體置入后的張力適當(dāng)， 肢體等長(zhǎng)，也便于軟組織的修復(fù)。 若有可調(diào)型或組合型假體，那首先要選擇好假體，然后試安 裝假體，使長(zhǎng)短、大小和方位符合功能要求后定型。人工假體的固定：（1）機(jī)械性固定：主要用骨水泥和接骨板螺絲釘固定，獲 得即

11、時(shí)穩(wěn)定性。適用于高惡性腫瘤和老年患者。（2）生物性固定：將假體插入髓腔的柄部或與骨相連的肩 部表面作多孔化處理便于植骨，使植骨長(zhǎng)入其內(nèi)，或在假體 表面噴涂羥基磷灰石，使骨長(zhǎng)入，逐漸獲長(zhǎng)久的穩(wěn)定性。適用于年輕病人和低惡性腫瘤。(3)皮質(zhì)外骨橋與長(zhǎng)入性生長(zhǎng)( Extracortical BoneBridgeandIngrowth , EBBI )固定：一種復(fù)合固定形式。 假體柄采用骨水泥固定， 假體肩部經(jīng)多孔化處理， 表面植骨, 早期靠骨水泥，后期靠植骨誘導(dǎo)新骨形成并提供支架作用， 在假體肩部產(chǎn)生骨性包裹，獲得生物固定，成功的關(guān)鍵是初 期堅(jiān)強(qiáng)固定與自體植骨。研究表明，如果在植骨的同時(shí)加入 骨形態(tài)生

12、成蛋白(BMP)、自體骨髓或從胎盤中提取的多能 干細(xì)胞，則可明顯促進(jìn)植骨的生長(zhǎng)及重朔。臨床上對(duì)預(yù)后良好、存活期長(zhǎng)的患者應(yīng)多采用插入髓腔的 柄用骨水泥固定，假體肩部噴涂處理或有多孔者植骨。(三)缺損軟組織的重建1 .重建肌腱和韌帶假體設(shè)計(jì)時(shí)有肌腱和韌帶附著的孔洞結(jié)構(gòu)，便于縫合肌 腱和韌帶于假體上，或假體柄為粗糙面，有利于軟組織長(zhǎng)入； 增強(qiáng)腱錨(enhancetendonanchorETA):其原理是在假體需 要縫合肌腱的部位加上一個(gè)特殊的結(jié)構(gòu)，使植骨有效地長(zhǎng)入 假體，同時(shí)用有墊圈的螺釘將肌腱固定在植骨塊上，當(dāng)新骨 在假體上產(chǎn)生生物固定時(shí)，肌腱也靠在植骨塊上的生長(zhǎng)獲得 了牢固的附著，具拉脫強(qiáng)度幾乎

13、與健側(cè)一樣。如脛骨上端假 體置換時(shí)，可利用 ETA把眼韌帶縫合于植骨塊上獲得附著， 以重建伸膝功能。2 .軟組織覆蓋假體切除腫瘤的同時(shí)，需切除一定范圍內(nèi)的軟組織，造成軟組 織缺損，覆蓋假體困難，易遺留死腔，易感染及影響切口愈 合，造成手術(shù)失敗。以脛骨上端假體多見。因此，常用局部 肌瓣移植的方法，如腓腸肌內(nèi)或外側(cè)頭肌瓣移植來覆蓋人工 假體。五、人工假體置換術(shù)后的并發(fā)癥（一）腫瘤手術(shù)并發(fā)癥1 .深部感染：人工假體置換術(shù)后感染是災(zāi)難性后果，常導(dǎo) 致手術(shù)徹底失敗。造成感染的危險(xiǎn)因素：全身或局部可能有感染灶； 術(shù)中污染；手術(shù)時(shí)間長(zhǎng)，手術(shù)室空氣細(xì)菌數(shù)量多；手術(shù) 操作缺陷；止血不徹底，遺留死腔、血腫形成；軟

14、組織 缺損，皮膚壞死。2 .神經(jīng)損傷：解剖不熟、腫瘤過大、解剖標(biāo)志破壞，神經(jīng) 移位等，均可造成術(shù)中神經(jīng)的直接損傷、壓迫損傷或過度牽拉損傷，若過 度牽拉達(dá)神經(jīng)長(zhǎng)度的 6%即可造成神經(jīng)功能障礙。以腓總神 經(jīng)多見。3 .深靜脈血栓形成：人工假體置換術(shù)后血流緩慢，靜脈血 管壁損傷，血液呈高凝狀態(tài)，是深靜脈血栓形成的主要原因。發(fā)生率40%-70% o大部份病人術(shù)后1周內(nèi)發(fā)生大腿或小腿深部組織 均勻腫脹，壓痛。靜脈造影與彩色多譜勒可證實(shí)診斷。故術(shù) 后用長(zhǎng)腿棉墊包扎，早期肌肉活動(dòng)，盡早下床，并可預(yù)防性 使用低分子肝素。4 .局部腫瘤復(fù)發(fā)：手術(shù)指征選擇不當(dāng)或未按廣泛切除的 要求去掌握手術(shù)邊界，未徹底除腫瘤，遺

15、留有衛(wèi)星灶或跳跌 病灶。術(shù)后未作輔助化療或放療。5 .關(guān)節(jié)功障：假體設(shè)計(jì)所限，位置不當(dāng)或尺寸不合，防 礙關(guān)節(jié)活動(dòng)。軟組織缺損太多，肌力不夠。術(shù)后活動(dòng)鍛 煉不夠。（二）假體的并發(fā)癥1 .磨損碎屑：應(yīng)減少磨損；提高假體材料的耐磨性； 改造假體制作工藝。2 .假體松動(dòng)：（5年松動(dòng)率20%-25%）假體固定界面承受 的載荷超過其界面結(jié)合強(qiáng)度時(shí)即可引起松動(dòng)。引起松動(dòng)的原 因：作用于界面的應(yīng)用太大；界面結(jié)合強(qiáng)度不夠；骨 床準(zhǔn)備不好，骨水泥技術(shù)太差，假體插入不理想等。改進(jìn)骨 水泥，采用現(xiàn)代骨水泥技術(shù)，改進(jìn)骨水泥與骨的界面和骨水 泥與假體的界面，并在骨水泥固定的基礎(chǔ)上，在骨和假體的 連接部位采用微孔結(jié)構(gòu)并植骨

16、，使假體周圍形成骨橋，是避 免或減少松動(dòng)的重要措施。3 .假體折斷：影響假體強(qiáng)度的因素：A、假體材料與加工工藝。不銹鋼和鑄造易斷裂；B、假體截面積過??；C、假體表面的劃痕、 磨損；D、假體被腐蝕；影響假體承受應(yīng)力的因素：A、假體插入的位置不當(dāng)，增加彎曲力矩；B、偏中心距離加大，彎曲力矩加大；C、假體近段松動(dòng)，遠(yuǎn)段承受懸臂力；D、體重大、活動(dòng)量大。由于假體的強(qiáng)度不能承受應(yīng)力，即發(fā)生斷裂。六、人工假體置換術(shù)后的功能評(píng)價(jià)1990年Enneking設(shè)計(jì)了一個(gè)評(píng)價(jià)骨腫瘤術(shù)后肢體功能的客觀標(biāo)準(zhǔn)，從六個(gè)方面評(píng)定肢體功能的優(yōu)（ Excellent） 良 （Good）、中（Fair）、差（Poor）。1、主動(dòng)活動(dòng)，關(guān)節(jié)活動(dòng)度；2、疼痛，服用止痛藥的種類； 3、穩(wěn)定性或畸形；4、 肌肉的力量；5、患者的心理評(píng)價(jià)和生活能力； 6、有無并發(fā) 癥。優(yōu)（6項(xiàng)指數(shù)中必須有5項(xiàng)為E）良（6項(xiàng)指數(shù)中必須有5項(xiàng)為E或G）中（6項(xiàng)指數(shù)中必須有5項(xiàng)為F或E及G）差（6項(xiàng)指數(shù)中必須有2項(xiàng)以上為P）七、人工假體置換術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和代價(jià)（一）人工假體置換的優(yōu)點(diǎn)：1 .基本符合生理要求，能保持原關(guān)節(jié)的大部份活動(dòng)度。2 .可早期活動(dòng)，大部份功能良好。3 .不破壞其他骨，假體來源不受限4 .無排斥反應(yīng)。（二）人工假體置換的代價(jià)1 .要能承擔(dān)化療、手術(shù)、再化療、再手術(shù)延伸或翻修過程