植骨技术

植骨技术福建中医药大学骨伤学院林庆宾《骨科学总论》第五章•植骨：将骨移植到患处，填充缺损，加强固定，促进愈合的手术。•供体：提供骨组织的个体•受体：接受骨组织的个体•活体移植：植入物始终保持活力•结构性移植：植入物提供组织框架。一般为结构性移植第一节概述基本概念发展历史•1688年荷兰医生Job实施了第1例骨移植术，用犬颅骨修复人的颅骨，不成功•1820年Philip进行了第1例自体骨移植•1878年Macewen实施第1例同种骨移植•1919年Albee报道了1600例骨移植成功•宋·《夷坚志》记载了邢氏同种异体骨移植颌骨成功病例植骨的适应症•1、骨折不愈合。•2、骨缺损：外伤性、良性骨肿瘤，先天性骨不连。•3、关节融合：如脊柱关节融合术。•4、骨阻挡：髋关节脱位髋臼加盖移植骨的愈合过程：爬行替代•遗留基质成骨细胞•移植骨细胞坏死--------→骨块周围血肿机化--------→蔓延成骨细胞骨样组织--------→占据--------→血肿、骨块表面及全•破骨细胞•持续•部钙化骨化--------→至吞噬骨块形成新骨。•（一）骨生成：直接生成新骨，作用有限•（二）骨传导：植骨床周围骨或骨髓的定向成骨前体细胞（IOPC）增殖，延伸长入植入骨表面和其腔隙，产生成骨细胞形成新骨定向成骨前体细胞（骨原细胞）成骨细胞骨细胞植入材料起支架、桥接作用，可无生物活性。空隙率高，骨传导快。————骨细胞——骨原细胞——————骨髓腔——骨外膜——————破骨细胞——成骨细胞•（三）骨诱导：骨形态发生蛋白（BMP）等1934年Levander骨的乙醇提取液肌肉内注射，产生肌肉内异位骨化现象，首次提出骨诱导1965年Urist将经盐酸处理过的脱矿骨埋入肌肉内，三周以后发现植入部位有大量软骨及骨组织形成可诱导成骨前体细胞（间充质干细胞）骨原细胞成骨细胞骨细胞诱导骨诱导条件：①有诱导物，BMP等②植骨床环境良好③组织中寻在具有成骨潜能的活性细胞，如未分化的间充质细胞，多位于小血管尤其是毛细血管周围理想的骨移植物最好同时具备：骨生成细胞、骨传导基质和骨诱导因子。影响植骨术效果的因素（一）受体床情况：血液循环、软组织情况、成骨细胞活力（二）碱性成纤维细胞因子：早期出现的细胞因子，bFGF可促进软骨和骨的生成（三）炎症反应：血小板衍生生长因子PDGF、转化生长因子TGF、白介素-1，研究的热点（四）载荷影响：Wolff定律（五）全身情况Wolff定律•骨骼的功能是承受活动期间骨组织的机械应变。骨骼具有适应这些功能需要的能力，这一现象在一个世纪前就被认识到，现在称之为Wolff定律（伍尔夫定律）。•wolff定律指出：骨骼的生长会受到力学刺激影响而改变其结构。用之则强，废用则弱。•1638年伽利略首先发现负重与骨形态的关系。•1834年Bell指出骨可以使用尽可能少的材料来承担载荷。•1838年Ward报告增加压缩载荷可以增加骨的形成。•1867年瑞士HermanVonMeyer教授报告骨的内部结构与外部形态与所承受载荷的大小及方向有直接关系。•1892年德国医学博士Wolff提出了关于骨变化的定律，即Wolff定律提示：适当的纯压应力可以促进骨愈合移植骨的来源（1）自体骨：取髂骨或腓骨。（2）同种异体骨：外科手术或创伤死者的骨骼。（3）异种骨：小牛骨去掉有机成分后使用自体骨：来源有限，无排斥反应。同种异体骨：来源较多，有排斥反应。异种骨：来源广，排斥反应大。移植骨的结构取材优点缺点皮质骨强度高；植骨块具有支撑作用。爬行替代缓慢。松质骨生长速度快支撑作用差第二节植骨技术与适应症•一、上盖植骨法•适应症：任何长管状骨骨不连。达到植骨和固定的双重目的。••（1）单片上盖骨移植•（2）双重上盖骨移植•（3）带松质骨上盖骨移植二、滑动植骨法•a、适应症：骨缺损。•b、要点：•①切长方形骨块：较长的骨折断端切取2/3，从短端切取1/3•②旋转180度：远近端互换位置。•③固定。三、嵌入植骨术•a、适应症：小于2.5cm的骨缺损。•b、要点：•①在缺损处嵌入松质骨•②固定。四、腓骨段植骨术•a、适应症：大段移植修复尺骨缺损，就近修复胫骨缺损•b、缺点：造成新的缺损五、带血运的骨移植术•a、适应症：骨缺血性坏死、一般植骨术难以奏效时。•b、要点：吻合血管，保存血运•六、充填植骨术利用松质骨充填空腔，如肿瘤切除后的空腔•七、表面植骨术将松质骨条或颗粒移植于骨表面。主要用于骨折延迟愈合或椎体融合第三节自体植骨•一、特点优点：自体植骨是骨移植的金标准。效果可靠，无免疫排斥反应。无传染其它疾病的可能，保留生长因子和骨生成细胞，骨诱导和骨生成作用好。缺点：增加患者的创伤、延长手术时间，特别是取骨量有限。二、自体植骨的采取法•（一）皮质骨：胫骨前内侧、腓骨中段、十二肋骨。•（二）松质骨：髂骨、股骨大粗隆。腓骨植骨块的切取运用：肱骨或胫骨缺损，骨端的关节再造。带血管蒂腓骨术前准备：一般准备专用器械：线锯、骨钻、骨锯麻醉：硬外麻体位：侧卧位手术步骤1、切口与显露（1）入路：腓骨头上方10cm的股二头肌腱后缘，沿腓骨后缘至小腿中下1/3交界处。（2）显露：腓总神经比目鱼肌前缘与腓骨长短肌间（3）注意保护腓总神经、胫前动脉2、截骨剥离骨膜后截骨骨刀截骨、线锯截骨、摆锯截骨3、创口处理与缝合注意事项1、防止损伤腓总神经2、保留腓骨远端1/4，以免影响踝关节稳定性3、不要切断腓骨肌肉4、近端切除后要将股二头肌腱和腓侧副韧带及邻近软组织缝合5、小心保护胫前动脉胫骨植骨块的切取•例如：胫骨取骨术如下•（1）切开，剥离骨膜，显露胫骨•（2）电锯取骨。•（3）在原位上钻好螺孔后取用•（4）骨刀取骨注意事项•1、保留胫骨的前缘及内侧缘，尽量不影响胫骨的强度•2、儿童的骨膜要单独缝合髂骨取骨术1、切口与显露（1）入路：沿髂骨嵴切开皮肤（2）显露髂骨：切开骨膜，在髂骨内外骨膜下剥离。（3）取骨：薄层骨片、全厚层骨块、一侧骨皮质骨片、松质骨、髓芯：（4）创口处理及缝合髂骨翼松质骨采取法：•1、切口与暴露：剥离骨膜，显示髂骨。2、切取骨片：电动摆锯切取髂骨取出骨块：注意事项•1、注意修复剥离组织，防治腹疝•2、注意保护局部神经及血管•3、慎用明胶海绵及骨腊止血•4、合理运用骨刀及电锯第四节同种异体骨移植•一、概述因免疫排斥反应使用受到限制，20世纪60年代，Herdon发明冷冻处理法后取得进展•二、采集（一）活体采集外科手术中的废弃骨，如髋关节成形术取下的股骨头、胸部手术取下的肋骨。死亡供体一般要求在6-12h内取骨•（二）禁忌采集•骨肿瘤•全身或骨骼系统感染•肝炎•性病和HIV阳性•吸毒者•系统结缔组织病变•代谢性骨病•长期应用激素•三、骨组织处理•（一）冷冻法•（二）冻干法•（三）煮沸和高压消毒法•（四）化学药物法•（五）放射线照射法•四、转归•I型：愈合过程与自体骨移植相似，16周后骨连接，约20%•II型：愈合缓慢，约60%•III型：移植骨被吸收，约20%•五、临床中要注意的问题•（1）放置引流，放置皮下积液和污染•（2）常规应用抗生素2周•（3）适当固定•六、同种异体骨的免疫性冷冻法和冻干法处理的异体骨免疫原性较小。进行组织相容性配型能减少免疫排斥七、骨库主要保存冷冻骨和冻干骨第五节骨形态发生蛋白与人工骨•一、骨形态发生蛋白(BMP)•作用：诱导间充质细胞、骨髓细胞成骨分化。•小牛皮质骨提取BMP•二、骨移植替代物•①具有良好的组织相容性②降解速与骨再生速度相适宜③空隙和三维结构④可塑性⑤有一定强度•（一）生物陶瓷（二）生物材料：胶原、纤维蛋白等（三）高分子材料：多聚乳酸等，降解物为乳酸，无毒（四）复合材料•三、复合与重组骨形态发生蛋白生物材料将BMP与载体复合、重组，形成复合植骨材料四、钽金属第六节软骨移植•骨性关节炎、类风湿性关节炎、大骨节病等疾病的主要病理改变为关节软骨损伤•软骨修复能力差，主要采取保守治疗，口服氨基葡萄糖，物理治疗。后期采取关节置换。•从生理学的角度上看，关节软骨实际上是一种孤立的组织，没有单独的血液和淋巴供应。它主要依赖软骨下骨组织提供软骨下部近1/3的血供，其余依赖滑膜周围毛细血管的渗入。成年以后骨骺闭合，软骨营养主要依赖关节液。•软骨移植：将完整的正常关节软骨植入软骨缺损区。•一、自体软骨移植髌骨、股骨后髁•二、异体软骨移植•三、同种胎儿软骨移植免疫原性低，修复能力强•四、异种软骨移植猪肩胛骨典型病例•患者，男，38；因车祸致左胫骨开放性骨折，于当地医院行清创，钢板螺钉内固定术，术后因软组织缺损、骨外露合并感染而两次行清创术；取出内固定物以双臂单边单平面AO管形外固定架固定；典型病例•三个月后行一期开放植骨术，清创术后小腿中段前方呈“干河床样”软组织和骨缺损•于胫骨骨缺损部植入大量自体髂骨骨条典型病例•术后6天X线片示胫骨中段6.5cm骨缺损已被松质骨填充典型病例•术后6个月,X线片示胫骨中段植骨区成骨良好，骨折愈合；•去除外固定架；•术后16个月感染无复发；研究热点——间充质干细胞•间充质干细胞(MSCs)是属于中胚层的一类多能干细胞，主要存在于结缔组织和器官间质中，以骨髓组织中含量最为丰富，由于骨髓是其主要来源，因此统称为骨髓间充质干细胞。骨髓间充质干细胞具有以下特性：•一、具有强大的增殖能力和多向分化潜能，在适宜的体内或体外环境下具有分化为脂肪、骨、软骨、肌肉、肌腱、韧带、神经、肝、心肌、内皮等多种组织细胞的能力。•二、具有免疫调节功能，通过细胞间的相互作用及产生细胞因子抑制T细胞的增殖及其免疫反应，从而发挥免疫重建的功能。•三、具有来源方便，易于分离、培养、扩增和纯化，多次传代扩增后仍具有干细胞特性，不存在免疫排斥的特性。