长骨感染管理的创新策略：Masquelet技术综述

骨髓炎或骨感染是骨科领域复杂且具有挑战性的临床实体。1951年，Gallie等人报告了一例自初次感染开始80年后复发性骨髓炎的病例。患者为一名 90 岁女性，布罗迪脓肿局限于股骨远端。鉴于患者一生中基本无症状，诊断和治疗被严重延迟。本例只是说明骨髓炎复杂性的众多病例之一[1].

本综述的重点将是长骨创伤后骨髓炎（PTOM），定义为骨感染伴近期骨折或创伤性损伤。长骨PTOM相对常见，可能累及多达10%的开放性骨折和1%的闭合性骨折[2]。已有几种病因学因素报道，包括损伤时直接接种、大血管或微血管损伤、手术污染、宿主免疫缺陷和/或术后伤口污染[3-5]。除非早期诊断和充分治疗，否则长骨PTOM可能导致骨折不愈合、脓毒症和弥漫性组织失活，这是需要截肢的基础[4].

长骨PTOM的临床诊断在很大程度上具有挑战性，因为其初始表现具有非特异性。除局限性疼痛外，长骨PTOM通常表现为感染体征和症状，包括低热、红斑、水肿和/或窦道引流[5，6]。在儿科患者中，临床表现还可能包括全身表现，如发热、寒战和盗汗[5]。临床检查应显示局部触痛覆盖在既往或当前骨折的骨部位。

长骨PTOM的诊断性检查传统上包括影像学检查、组织培养和实验室检查[7]。红细胞沉降率 （ESR）、C 反应蛋白 （CRP） 和白细胞计数 （WBC） 等急性炎症标志物的诊断特异性较低，尤其是在存在严重全身炎症反应（例如类风湿性关节炎、克罗恩病、系统性红斑狼疮等）的情况下。因此，急性炎症标志物的趋势水平更适合用于开始治疗后的感染状态[5，6]。诊断 PTOM 的“金标准”是在手术室获得的骨培养;然而，应始终辅之以组织病理学分析，以降低假阳性的发生率[7，8]。目前正在进行的临床研究正在研究可能提高诊断敏感性的新技术，例如聚合酶链反应（PCR）和荧光原位杂交（FISH）;然而，需要更多的研究来告知这种模式的可行性和有效性[8，9].

在培养和病理学发现提示长骨上垂阳性后，术前检查必须包括由前后位 （AP） 和侧位 X 线摄影、MRI 和/或 CT 组成的影像学检查。采用多模态成像方法来克服每种成像模式的独立限制。在长骨 PTOM 患者中，AP 和侧位 X 线片传统上显示区域骨质减少、骨膜反应（“Codman 三角形”）和死骨（坏死骨段，穿插着活肉芽组织）。然而，在感染的最初2周内，X线平片的敏感性相当差[5]。CT可通过多平面重建中可视化失活的皮质骨、死骨和/或内陷（骨膜骨形成）来早期发现感染，但显示描绘软组织受累的能力较差.10]。磁共振成像（MRI）可以在长骨PTOM初始发作后3-5天内实现软组织病理学的出色可视化[10]，因此被认为是通过影像学检查确认骨髓炎感染的“金标准”。渗出液、水肿或死骨在T1加权MRI图像和STIR序列上表现为低密度病变，而在T1加权像上表现为低强度信号，在STIR序列或T2加权成像上表现为高强度信号[10]。使用MRI的缺点是在存在硬件的情况下会伪影。

长骨PTOM的分类根据持续时间（Waldvogel等）或疾病分期（Cierny-Mader等）进行，可能有助于制定治疗计划[11]。在Walvogel分类中，骨髓炎根据血源性，邻近性或慢性性质进行分类。在 Cierny-Mader 分类中，骨髓炎按解剖位置分为第 1 阶段（髓质）、第 2 阶段（浅表）、第 3 阶段（局部）和第 4 阶段（弥漫性）。该方案还考虑了宿主的健康状况，分为局部因素（慢性淋巴水肿、静脉淤滞或动脉炎）或全身因素（营养不良、肾衰竭、糖尿病和免疫缺陷状态）。两种分类系统都可用于长骨PTOM的诊断和治疗;然而，一个关键的缺点是，这些分类方案中的解剖分期经常被骨科硬件的存在所混淆，这些硬件会对成像产生伪影干扰。此外，没有分类方案将感染的位置纳入长骨（关节内、干骺端或骨干），我们认为这是治疗计划的重要考虑因素。

长骨PTOM的管理既复杂又具有挑战性。因此，患者必须为长时间的多次手术做好准备，并告知术后并发症的风险，包括不愈合、硬件故障和感染复发。此外，术前计划的初始阶段必须包括纠正可改变的合并症和/或预示术后伤口愈合不良的危险因素。事实上，Brinkler等人的一项研究表明，37名骨折不愈合患者中有31名（83%）患有一种或多种潜在的代谢或内分泌异常，如维生素D缺乏症、钙失衡、中枢性腺功能减退症、甲状腺疾病和甲状旁腺激素紊乱。其中8例（25%）在代谢或内分泌异常治疗后，在未进一步手术治疗的情况下，平均7.6个月（范围为3-12个月）实现了骨愈合[12]。除营养和代谢检测外，长骨PTOM患者还应评估血糖控制不良（糖尿病患者）、烟草或违禁药物使用、营养不良以及患肢血管功能不全[13]。低社会经济地位（SES）也是治疗结局较差的预后指标[14]，这一事实不应阻止提供护理，而应提醒主治外科医生术后并发症的可能性增加。

手术治疗方案

在严重的长骨PTOM病例中，对感染组织进行清创会导致骨干长期缺损，无法通过常规重建方法充分控制。特别是，常规方法通常不能满足以下治疗目标中的至少一个：

1. 我。

   通过根治性清创和抗生素治疗控制局部感染

2. 第二。

   由于清创或不愈合而发生不稳定时的骨折稳定

3. 第三。

   提供足够的软组织覆盖以确保伤口愈合[2，5]

根治性清创术可进一步导致节段性骨缺损面积超过5cm时骨缺损增宽[15]。血管化腓骨自体移植和伊利亚扎罗夫骨转运等常规技术也会产生较差的长期结局，通常是由于移植物吸收和通过匍匐替代进行血运重建[16，17]。这些治疗方案在技术上要求很高，通常没有专门的培训就无法进行。骨再生也可能继发于血管形成不足或软组织覆盖不足[18]。最后，向感染部位提供浓缩抗生素治疗不足可能导致疾病复发率高。

Masquelet技术是一种两阶段重建手术，克服了骨髓炎缺损治疗中的几个缺点，特别是那些位于长骨上并与感染和/或无法存活的软组织相关的缺陷[19]。最初由AC Masquelet于1970年代后期开发，但最近才普及，该策略的主要优点包括通过根治性清创术控制局部感染，放置聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）水泥垫片以维持死腔，以及诱导骨膜以防止移植物吸收。此外，Masquelet技术与长度无关，因此是治疗较大骨缺损的可行选择。以下各节提供了带有“提示和技巧”的Masquelet技术的详细说明以及说明性的案例示例。

第 1 阶段

A. 根治性清创术

假面技术分两个阶段进行。在不稳定的长骨伴有感染和/或无活力软组织的情况下，第一阶段涉及对所有感染或无活力的骨和插入的纤维组织进行根治性清创。鉴于失活组织是复发性感染的病灶，并且容易增加术后并发症（如延迟愈合、不愈合和血管血栓形成）的风险，因此只有在完全根除感染和无活力组织后，才有可能重建骨缺损（在第 2 阶段进行）。清创边缘应延长至遇到活骨边缘，术中使用“辣椒粉征”（用 2.5 mm 钻头钻孔时点状出血）确定。一旦确定了清创的边缘，就可以使用截骨术进行皮质切开术，以防止破坏健康的周围组织。

B. 肢体稳定

清创后，在插入水泥垫片之前，必须实现稳定以保持长度、对齐和旋转。选择包括单侧或环形外固定、板骨合成或肌内注射钉。稳定性的选择基于缺陷的位置。对于骨干中期的骨质流失，肌内注射指甲可提供稳定的固定，允许早期负重。使用窄直径钉子并涂有抗生素浸渍的水泥。对于靠近关节表面的缺损，首选外固定。环固定器提供稳定的固定和术后改变骨对齐的能力。放置外固定时，必须注意使针远离最终固定部位，以便将外固定器留在原位，直到愈合（在手术的第2阶段）[18].

根据我们的经验，抗生素IM联锁碳纤维钉的制备可以使用简单且可重复的技术来实现[20]。塑料管，如胸管，D&C管和D&E管用作模具。将管子切割成一定长度，使钉子的近端螺纹部分没有水泥。管的内部涂有无菌矿物油，以利拔出指甲。然后用Kocher夹紧管子的一端，另一端使用水泥枪装载粘性水泥抗生素制剂。作者使用3克万古霉素粉末和40克Palacos-R（捷默，华沙，印第安纳州）PMMA水泥。当怀疑革兰氏阴性菌感染的多种微生物药物或通过骨培养证明时，可以在混合物中加入3.6g妥布霉素。应额外使用10-20cc的单体来获得可注射水泥，并在真空下进行混合以改善抗生素洗脱曲线[21]。然后将IM钉插入胸管中央，以产生厚度一致的宽水泥地幔。然后在放热聚合过程中将整个构建体放入凉爽的无菌盐水浴中，以防止塑料管内层熔化并促进指甲的去除[22]。作者建议允许用水泥覆盖联锁孔。一旦硬化，胸管被纵向切割并从水泥涂层的钉子上剥落。水泥地幔的远端可以用锉刀勾勒轮廓，以便于插入。然后以标准方式准备髓内管以进行指甲插入。水泥涂层钉通常比标准钉宽，因此在放置之前可能需要进行强力扩孔。如果担心感染在管内近端或远端扩散，可以使用铰刀-冲洗器-抽吸器 （RIA） 系统。然后将IM钉插入并在透视引导下静态锁定，并通过普通射线照相确认正确对齐。

C. 放置抗生素浸渍水泥间隔物

骨稳定后的下一步是形成水泥间隔物，传统上由聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）水泥组成，以填充节段性骨缺损。与其他局部抗生素递送方式相比，水泥间隔物更可取，主要是因为它具有抑制纤维组织向内生长和维持死腔体积直至重建的联合功能[15]。为获得最佳结局，水泥垫片应填充髓内管和周围活骨的边缘[18]。与抗生素水泥珠相比，使用垫片填充整个缺陷很重要。水泥周围将形成一层膜，在手术的第二阶段将充满骨移植物。磁珠留下不规则的膜，该膜不太适合容纳移植物。此外，作者建议在放热聚合过程中用冷盐水冲洗，以防止局部组织坏死。水泥垫片也可以与抗生素预混合，以实现比全身治疗更高的浓度的局部递送。这种做法还提供了一种方便和可控的给药方案，放弃了与患者依从性差相关的问题[23，24].

抗生素治疗的适当选择取决于对直接伤口和骨样本进行的培养和病理学检测的结果。此外，所选的抗生素必须对PMMA水泥的放热聚合（凝固）过程具有热稳定性。氨基糖苷类药物（庆大霉素、妥布霉素）和万古霉素具有热稳定性、广谱活性、洗脱率高、过敏反应发生率相对较低等优点，是不错的选择[25，26]。Chang等人的一项体外研究发现，与万古霉素、替考拉宁、头孢他啶、亚胺培南、哌拉西林或妥布霉素相比，庆大霉素从PMMA水泥垫片中洗脱抗生素的持续时间最长[27]。在这项研究中，庆大霉素还显示出对甲氧西林敏感的金黄色葡萄球菌、凝固酶阴性葡萄球菌、铜绿假单胞菌和大肠杆菌属的出色覆盖率。在另一项对15只犬进行的研究中，Adams等人比较了装有头孢唑啉（Ancef;4.5 g/40 g水泥粉）、环丙沙星（Cipro;6 g/40 g粉末）、克林霉素（Cleocin;6 g/40 g粉末）、替卡西林（Ticar;12 g/40 g粉末）、妥布霉素（Nebcin;9.8 g/40 g粉末）的PMMA间隔条的洗脱特性， 和万古霉素（万古霉素;4克/40克粉末）。事实证明，克林霉素在血清瘤、肉芽组织和骨中具有最佳的洗脱曲线。观察到高浓度的妥布霉素在骨和肉芽组织中蓄积，而高浓度的万古霉素单独存在于骨中[28]。Penner等人的一项体外研究发现，妥布霉素和万古霉素从Palacos-R水泥中的洗脱持续了9周[29]。这项研究还表明，与单独使用每种抗生素相比，这两种抗生素的双重给药使妥布霉素的抗生素洗脱率提高了68%，万古霉素的抗生素洗脱率提高了103%。最后，Wahlig等人测定，在接受庆大霉素浸渍PMMA珠治疗的41例患者中，在植入后4天后庆大霉素的局部浓度高达80mg / mL[30].

值得注意的是，最大允许比例为每40克水泥8克抗生素;较高剂量的抗生素可能会阻碍水泥成型[31]。在水泥块的放置过程中，在聚合阶段用冷盐水灌溉间隔条至关重要，因为升高的温度可能会导致皮肤灼伤。

D. 软组织覆盖和伤口愈合

在第1阶段的最后阶段，必须在没有张力的情况下缝合伤口。这可能需要从湿到干敷料到皮瓣手术的治疗，以提供足够的软组织覆盖。作为指导原则，应选择技术要求最低的策略，以实现成功的软组织覆盖。对于急性损伤，游离皮瓣优于旋转肌皮瓣，因为后者可能会增加周围活动组织的破坏[14]。在一项前瞻性研究中，11 名接受骨干缺损重建的患者平均 10.5 cm（范围，5 至 18 cm），6 名患者 （54.5%） 需要通过皮瓣进行软组织修复（3 个游离皮瓣，3 个带椎弓根的皮瓣）。随访24个月时，所有皮瓣均有活力，且未发生感染复发[19]。在Masquelet关于该技术的第一份报告中，35名患者中有28名（80%）接受了长骨节段缺损（范围，5至24厘米）的重建，需要软组织修复程序（14个游离皮瓣，14个带蒂肌皮瓣）。31名患者（89%）能够在平均8.5个月（范围为6至17个月）时恢复无保护的负重。四名患者（11%）遭受晚期应力性骨折，需要进一步石膏固定才能完全愈合。没有感染复发病例，作者将其归因于积极的初始清创[19].

VAC也可用于促进组织肉芽化，降低伤口闭合所需的张力，并最大限度地减少术后并发症[32]。这被认为继发于多种机制：（1）内皮增殖和血管生成增加，（2）拉力增加，促进组织肉芽化和加速伤口闭合，以及（3）存在气密负压密封以减少间质性水肿[33]。虽然骨髓炎患者使用伤口 VAC 治疗后的临床结局数据仍然有限，但一项回顾性研究发现，与采用常规伤口管理策略治疗的患者相比，接受伤口 VAC 治疗的骨髓炎患者的感染复发率显著降低，需要的皮瓣手术更少。两组清创时间和类型相似[34]。另一项研究纳入了20头接受含有万古霉素和妥布霉素的抗生素浸渍PMMA珠治疗的开放性骨折猪，发现局部洗脱的抗生素浓度未因伤口VAC治疗而改变[35].

最后，Bouachour等人进行的一项随机对照试验显示，HBO治疗对肢体严重挤压伤患者有潜在益处[36]。该研究涉及36名严重（III级）挤压伤患者，他们在手术重建后24小时内被随机分配到HBO或安慰剂治疗组。与安慰剂组相比，接受HBO的患者对额外外科手术（皮瓣、移植物、血管手术或截肢）的要求显着降低;此外，87.5%接受HBO治疗的患者实现了伤口完全愈合，而接受安慰剂的患者只有30%。因此，用HBO增强严重挤压伤的手术重建可能会改善临床结局;然而，需要更多的研究来告知这种治疗策略。

在完成假面手术的第 1 阶段后，根据缺损大小、位置和植入物的稳定性确定承重。肌内注射钉治疗的中小骨干缺损患者可耐受地承受体重。然后将患者置于长期全身性抗生素治疗方案 6-8 周。这样做是为了留出足够的时间进行许多过程的发生：（1）游离或带蒂肌瓣的上皮化，以防止细菌性皮肤菌群污染手术部位，（2）骨缺损周围边缘活性组织的血运重建，（3）自我诱导的骨膜膜的形成，以及（4）通过全身和/或局部抗生素治疗任何残留感染[19， 票价：23、37].

第 2 阶段

E. 清除感染

完全根除感染是骨髓炎引起的骨缺损重建的先决条件（假面技术的第2阶段）。全身性抗生素治疗前后的趋势炎症标志物有助于确认清除率。如果对是否存在残留感染仍有疑问，则可以采集节段缺损部位的组织标本进行培养和病理学检查[18]。由于假阴性培养结果的发生率很高，送送病理学样本至关重要[8]。无合并症患者的急性炎症标志物水平（包括CRP和ESR）应正常[15]。在重建的第二阶段，小心地去除水泥垫片，并用磨刀自体皮质松质骨移植物填充所得空腔。

F.去除水泥垫片并永久固定骨折

通过自诱导的骨膜中心进行单个纵向切口。水泥垫片应一块或几小块用锯子或截骨机取出。必须特别注意避免医源性损伤诱导的骨膜，使其保持独立隔室。切除的骨边缘的末端应用钻头或锉刀清新，以去除硬化骨并促进骨移植整合。髓管也应清创，以便与移植物相通。如有必要，此时可以修改确定性固定。

H. 使用铰刀/灌溉器/抽吸器（RIA）系统收获自体骨移植物

中空的骨膜腔最好用磨刀状的自体骨移植物填充。骨移植物和诱导膜之间的协同作用通过刺激生长因子（如VEGF、TGF-β1和BMP-2）的释放，促进骨形成增加、血管生成和骨缺损巩固[19，