胫骨横向骨搬移技术结合抗生素骨水泥治疗下肢慢性缺血性疾病伴足踝部慢性感染

Abstract

目的

研究胫骨横向骨搬移技术结合抗生素骨水泥治疗下肢缺血性疾病伴足踝部慢性感染的临床疗效。

方法

回顾性分析 2015 年 8 月—2019 年 10 月应用胫骨横向骨搬移技术结合抗生素骨水泥治疗的 28 例下肢缺血性疾病伴足踝部慢性感染患者。其中男 22 例，女 6 例；年龄 41～86 岁，平均 65.6 岁。糖尿病足 25 例，下肢动脉硬化闭塞症 2 例，血栓闭塞性脉管炎 1 例。感染病程 1～27 年，平均 14.9 年。记录所有患者足踝部愈合情况及愈合时间，以及糖尿病足患者术前及末次随访时 Wagner 分级、WIFi（W：下肢创面分级；I：缺血分级；Fi：足部感染分级）分级，并进行比较。

结果

1 例糖尿病足患者于术后 111 d 创面好转，无脓性分泌物，后失访；余 27 例均获随访，随访时间 5～21 个月，平均 8.4 个月。术后胫骨截骨切口和局部皮瓣均未出现坏死。术后 21 例出现外固定架针道反应，经相应处理后好转，均未出现针道感染。24 例糖尿病足患者中，1 例因肺部感染致多器官功能衰竭死亡；1 例出现急性下肢血管栓塞，足部急性坏疽而截肢；余 22 例足踝部均愈合，愈合时间 2.5～11.0 个月，平均 4.6 个月。末次随访时患者 Wagner 分级和 WIFi 分级均较术前显著改善（P<0.05）。1 例血栓闭塞性脉管炎患者于术后 6 个月足踝部愈合；2 例下肢动脉硬化闭塞症患者分别于术后 16、18 个月足踝部愈合。

结论

胫骨横向骨搬移技术结合抗生素骨水泥治疗下肢慢性缺血性疾病伴足踝部慢性感染疗效显著。

下肢慢性缺血性疾病主要包括糖尿病足、动脉硬化闭塞症、血栓闭塞性脉管炎等。其中，糖尿病足是因糖尿病血管病变致使肢端缺血，同时合并周围神经病变而降低了足部保护功能。因此，可出现与下肢远端神经异常和周围血管病变相关的足部感染、溃疡和/或深层组织破坏。下肢动脉硬化闭塞症是由于下肢中小动脉血管阻塞导致的疾病^[1]。血栓闭塞性脉管炎是指慢性、复发性肢体远端中小动静脉节段性、非化脓性炎性病变^[2]。此三类疾病可使足踝部处于慢性缺血状态，如合并足踝部损伤，多发展为难愈性慢性感染，甚至发展为慢性骨髓炎和化脓性关节炎，最终致残甚至致死。因此慢性缺血性疾病合并足踝部感染患者的两大治疗难点，是改善足部微循环和有效控制足部难治性感染。现回顾分析 2015 年 8 月—2019 年 10 月，我们应用胫骨横向骨搬移技术结合抗生素骨水泥治疗的下肢慢性缺血性疾病伴足踝部慢性感染患者临床资料。报告如下。

1. 临床资料

1.1. 患者选择标准

纳入标准：① 糖尿病足、下肢动脉硬化闭塞症及血栓闭塞性脉管炎伴足踝部慢性感染者，可包括足踝深部软组织感染、慢性骨髓炎和化脓性关节炎等难治性感染；② 行胫骨横向骨搬移技术结合抗生素骨水泥治疗；③ 下肢血管彩超或 CT 血管造影示腘动脉及近端血运可。排除标准：① 合并全身感染未得到控制者；② 患有基础性疾病不能耐受手术者；③ 有精神疾患不能配合治疗者；④ 腘动脉及以上动脉完全阻塞者。2015 年 8 月—2019 年 7 月共 28 例患者符合选择标准纳入研究。

1.2. 一般资料

本组男 22 例，女 6 例；年龄 41～86 岁，平均 65.6 岁。糖尿病足 25 例，其中前足感染 16 例，前足和中足感染 5 例，前、中、后足均有感染 4 例。下肢动脉硬化闭塞症 2 例，其中前足感染 1 例，前、中、后足均有感染 1 例。血栓闭塞性脉管炎 1 例，为前足和中足感染。合并足踝部静息痛 23 例。感染病程 1～27 年，平均 14.9 年。入院前有 10 例曾行部分足或部分足趾截肢术。

1.3. 手术方法

采用椎管内麻醉（21 例）或持续硬膜外麻醉联合蛛网膜下腔阻滞麻醉（7 例），患者取平卧位，常规消毒患肢、铺无菌单，并用无菌单包裹患足。于胫骨前外侧行 2～3 个长约 1 cm 的切口，沿胫骨长轴方向用微创截骨器闭合纵行截取长 10～12 cm 的骨块，然后闭合切口。选取个性化组装的横向骨搬移外固定架（北京瑞郎医疗器械有限公司），于截骨块两端分别植入 2 枚直径 4.5 mm 和 5.5 mm 的螺纹针，并用 4 枚直径 3.5 mm 的螺纹半针固定截骨块。包扎截骨切口。显露患足，扩创，彻底清除感染坏死的骨与软组织（14 例术中行坏死足趾截肢术，5 例行 2～3 次足部清创、足趾截肢术），充分开放感染创面，通畅引流。大量生理盐水冲洗切口。依据术前细菌学培养和药敏试验结果选取敏感抗生素，其中 16 例为革兰阳性菌，给予质量比约 10% 的万古霉素骨水泥治疗；12 例为革兰阴性菌，给予质量比约 20% 的头孢哌酮骨水泥治疗。将抗生素按上述比例与骨水泥［Heraeus Medical GmbH（Wehrheim 公司，德国）］混合均匀，制成珠链（直径 5～8 mm 的颗粒状，并用韧带线连接）或长条状（长约 3 cm，宽约 5 mm，厚约 1 mm），用无菌手套包扎，置于冷水中，待温度降至常温后使用。最后将准备就绪的抗生素骨水泥填充于感染和组织缺损处，包扎创面。若创面表浅骨水泥安置困难时，可用韧带线将其临时固定。

1.4. 术后处理及疗效评价指标

术后 12 d 开始牵拉胫骨骨块，每天 1 mm，分 4～5 次完成；根据皮肤张力情况，于 15～25 d 后一次性将骨块压回原位；之后视足踝部微循环改善情况，重复上述步骤 1～2 次。术后用 75% 乙醇每日 2～3 次清洁外固定架针道口，预防针道感染；每 7～10 天观察患足创面情况并更换敷料 1 次，若切口再次出现感染及渗出严重时，可先行换药处理，并根据足踝部感染控制情况行清创及更换抗生素骨水泥处理。

术后每周门诊复查 1 次，之后视足踝部愈合情况每 2 周或每月复查 1 次。记录所有患者足踝部愈合情况及愈合时间，以及糖尿病足患者术前及末次随访时 Wagner 分级、WIFi（W：下肢创面分级；I：缺血分级；Fi：足部感染分级）分级，并进行比较。

1.5. 统计学方法

采用 SPSS25.0 统计软件进行分析。手术前后等级资料比较采用秩和检验；检验水准 α=0.05。

2. 结果

28 例患者中，1 例糖尿病足患者于术后 111 d 创面好转，无脓性分泌物，后失访；余 27 例均获随访，随访时间 5～21 个月，平均 8.4 个月。术后胫骨截骨切口和局部皮瓣均未出现坏死。术前合并静息痛的患者疼痛均消失。术后 21 例出现外固定架针道反应，均位于近远端固定螺纹针处，经针道冲洗和局部消毒处理后好转，均未出现针道感染。1 例患者术后 1 个月行走时不慎摔倒，发生胫骨骨折，经患肢制动、免负重后骨折愈合。1 例足底感染创面愈合后，因患者活动量大且未行任何防护，足底皮肤瘢痕愈合处开裂，经减少负重并使用足部硅胶鞋垫保护后顺利愈合，未再次破溃。

24 例糖尿病足患者中，1 例因肺部感染致多器官功能衰竭死亡；1 例出现急性下肢血管栓塞，足部急性坏疽而截肢；余 22 例足踝部均愈合，愈合时间 2.5～11.0 个月，平均 4.6 个月。末次随访时患者 Wagner 分级和 WIFi 分级均较术前显著改善，差异有统计学意义（P<0.05）。见表 1、2。1 例血栓闭塞性脉管炎患者于术后 6 个月足踝部愈合；2 例下肢动脉硬化闭塞症患者分别于术后 16、18 个月足踝部愈合。

表 1.

Comparison of Wagner grading before and after operation in diabetic foot patients

糖尿病足患者手术前后 Wagner 分级比较

时间 Time	0 级 Grade 0	1 级 Grade 1	2 级 Grade 2	3 级 Grade 3	4 级 Grade 4
术前 Preoperative	0	0	0	7	17
末次随访 Last follow-up	16	3	3	0	1
统计值 Statistic	Z=−5.841 P=0.000

表 2.

Comparison of WIFi grading before and after operation in diabetic foot patients

糖尿病足患者手术前后 WIFi 分级比较

时间 Time	W 分级 W grade					I 分级 I grade					Fi 分级 Fi grade
	0	1	2	3		0	1	2	3		0	1	2	3
术前 Preoperative	0	2	14	8		0	1	18	5		0	2	20	2
末次随访 Last follow-up	16	4	3	0		10	10	3	0		16	6	1	0
统计值 Statistic	Z=−5.476 P=0.000					Z=−5.444 P=0.000					Z=−5.898 P=0.000

3. 典型病例

患者　男，47 岁。糖尿病 1 年，左足溃疡、感染逐渐加重，组织坏死 4 个月，经保守治疗无效。入院前曾行左足踇趾截肢术。入院检查：患足足底及足内侧感染性溃疡，脓腔潜行至足跟，伴有足趾进行性坏死，分泌物浓稠伴有恶臭。术前 Wagner 分级 4 级，WIFi 分级：W 3 级，I 2 级，Fi 2 级。行胫骨横向骨搬移术，局部清创，万古霉素骨水泥覆盖感染创面，同时填充支撑感染腔并保持引流通畅。胫骨横向骨搬移过程中，根据局部组织生长情况逐步取出抗生素骨水泥，术后 8 个月感染性创面愈合；Wagner 分级 0 级，WIFi 分级：W 0 级，I 0 级，Fi 0 级。见图 1。

图 1.

A typical case

典型病例

a～c. 术前；d. 术后 3 个月可见足底清创后 6 cm×3 cm 皮肤创面，安置抗生素骨水泥；e. 术后 6 个月可见第 2～4 足趾已截除，骨水泥已部分去除，可见创面肉芽组织生长；f、g. 术后 8 个月可见足底及足趾创面已愈合

a-c. Preoperative foot infection; d. At 3 months after operation, the skin wound in size of 6 cm×3 cm after plantar debridement was observed, and antibiotic bone cement was placed; e. At 6 months after operation, the 2nd, 3rd, and 4th toes had been removed, bone cement had been partially removed, and granulation tissue on the wound surface could be seen; f, g. At 8 months after operation, the wounds on the sole and toe were healed

4. 讨论

下肢慢性缺血性疾病可造成肢体中小动脉损害，并导致足踝部末梢循环障碍，是足踝部慢性感染清创术后感染无法得到控制和创面不能愈合的主要因素。该疾病临床常见类型包括糖尿病足、下肢动脉硬化闭塞症及血栓闭塞性脉管炎。糖尿病发病率逐年升高，其中 4%～10% 2 型糖尿病患者可并发糖尿病足^[3]。足部外伤在伴有周围神经病变的糖尿病患者中多见，常导致溃疡，且未愈合的溃疡可能没有或仅有轻微疼痛，故极易发展成为足踝部慢性感染；特别是 Wagner 3 级以上的糖尿病足，多数伴有难愈性足踝部慢性感染。故临床中下肢慢性缺血性疾病以糖尿病足最常见。为治疗此类缺血性足踝部感染，目前采用的方法有控制基础疾病、全身抗生素应用、局部清创处理、多次伤口换药、游离皮瓣植皮结合下肢动脉腔内介入治疗及干细胞移植等^[4-7]，但疗效欠佳且复发率高。血管介入治疗等虽可以通畅部分下肢知名血管，但并不能重建周围末梢微循环，也不能改善周围神经功能，从而导致感染清创后组织愈合困难，感染难以控制，以及因失神经支配容易再次出现损伤，从而最终需要截肢。有效的微循环是人体内组织存活和修复的重要因素，许多促生长因子是通过血管达创面，若创面周围血运障碍，愈合时间将持续延长^[8]，甚至无法愈合。因此，末梢微循环的再生是促进创面愈合的必要条件^[9]。

本组患者是通过胫骨横向骨搬移技术结合足踝部清创，并应用抗生素骨水泥覆盖创面治疗慢性缺血性疾病所致足踝部慢性感染。首先，我们采取微创截骨方法行胫骨横向骨搬移手术，术中尽可能减少对包括骨膜、骨组织和周围软组织在内的所有周围组织的损伤。通过横向牵拉胫骨骨片，给予活体组织持续、缓慢、稳定的牵拉应力，刺激机体骨骼、肌肉、血管及神经同步再生^[1，10]。该技术可有效改善下肢血运及神经病变，促进患肢的微循环再生，恢复足踝部创面血运，同时激活创面软组织的再生潜能，提高感染创面愈合率。有研究证实正常机体出现损伤创面时，创伤部位会释放基质细胞衍生因子 1（stromal cell-derived factor 1，SDF-1），从而激活机体 SDF-1/趋化因子受体 4（chemokine receptor 4，CXCR4）通路，从而介导 BMSCs 到达损伤部位，促进创面组织再生修复^[11]。但是对于存在下肢血运障碍的疾病来说，创面释放的 SDF-1 浓度偏低，不足以激活 SDF-1/CXCR4 通路，因此创面愈合困难；而实施胫骨横向骨搬移后，可发现机体外周血中 SDF-1 浓度升高，SDF-1/CXCR4 通路被再次激活，从而使 BMSCs 顺利到达损伤部位^[12]。另有研究表明，胫骨横向骨搬移技术治疗早期可显著增加血清血管生成相关因子的表达，可能是其促进糖尿病足创面愈合的作用机制^[13]。因此，胫骨横向骨搬移技术可逐步改善下肢足踝部微循环，改善神经功能，增加足踝部抗感染能力，并启动组织再生，从而为足踝部感染创面和骨髓炎愈合提供基础。

临床中下肢缺血性疾病尤其是糖尿病足导致的足踝部溃疡较少有炎症反应，但慢性溃疡常伴有慢性骨髓炎和化脓性关节炎的发生。慢性骨髓炎是一种由化脓性细菌引起的慢性炎症，开放性骨折、内固定术后、下肢缺血性疾病合并感染等都可导致慢性骨髓炎的发生^[14]。其实质是感染性骨坏死，因坏死骨被瘢痕组织包绕，难以被机体免疫系统及抗生素消灭^[15]，因此感染很难完全控制，复发率很高。另外足踝部因其特殊的解剖特点——周围软组织薄弱、位于肢体末梢血供差、存在大量松质骨及小关节，若发生骨髓炎，治疗难度会较骨干的慢性骨髓炎明显增大^[16-17]。患者足踝部出现严重感染、脓肿形成，软组织内有积气、死骨、坏死等，均应尽快接受手术治疗。

为有效控制足踝部创面的感染和慢性骨髓炎，并避免潜在细菌的再次附着，目前我们对合并有足踝部慢性感染的治疗方法是积极彻底的手术清创，清除感染坏死组织，通畅感染部位的引流，并在创面放置敏感抗生素骨水泥。术中选取掺入骨水泥的抗生素时主要取决于以下几点：① 所用药物对引起感染的潜在细菌有效，所以在术前需要对细菌及其药物敏感性予以确定。② 该抗生素在骨水泥中应有活性，且有热稳定性，能承受骨水泥聚合温度而保持理化性质、药效不变。③ 剂型应为粉针剂，有研究认为，液体抗生素绝对不能加入骨水泥中^[18]。在加入到骨水泥粉末之前，粉针剂抗生素应被碾碎，以保证掺入的抗生素分布均匀。④ 掺入量要在最小抑菌浓度和最小杀菌浓度以上，因药物的高浓度是发挥抗菌效力的必要条件。关于抗生素骨水泥释放特性的实验研究显示，骨水泥在最初时可释放出相对高浓度的活性物质，随后表现出典型的缓慢释放，甚至是在 5 年后还有少量活性物质释放出来^[19]。虽然以往研究显示，局部应用抗生素会加速其耐药性的出现，但经大量临床研究验证，骨水泥内添加庆大霉素不会出现耐药性，即使是低浓度药物也会有一定的抗菌作用^[20-21]。而且局部应用抗生素骨水泥可利用局部高浓度抗生素快速消灭手术部位的敏感细菌，并将药物毒副作用降到最低；比最低杀菌浓度高很多的抗生素甚至可以破坏驻留菌，同时可以保护表面避免局部细菌增殖。故对于严重的足踝部慢性感染，因其周围血运差，全身应用抗生素后很难控制感染；通过局部放置敏感抗生素骨水泥，可使足踝部感染区在血运恢复之前维持有效的抗菌药物浓度，能够有效抑制局部细菌的增殖和附着，为后期血运恢复后创面愈合提供有利条件。另外，若清创后局部留有空腔，抗生素骨水泥还可提供支架和引流作用^[22]，且其周围形成的骨诱导膜可形成相对密闭空间，骨诱导因子得以募集保留，促进周围血管再生^[23]。因此本组对患者放置抗生素骨水泥，可以有效治疗局部创面感染；且术后可每 7～10 天局部更换敷料即可，无需通过频繁换药清除创面感染组织。治疗过程中依据临床情况逐渐取出阻挡创面愈合的部分骨水泥，有利于加速创面愈合和缩短治疗时间，降低了患者的经济及心理负担。

本研究中获得随访的 27 例患者中，25 例最终足踝部愈合，可见在彻底清创后局部放置抗生素骨水泥与胫骨横向骨搬移联合应用，能获得良好的足踝部慢性感染的治愈率。另外发现合并糖尿病足的足踝部慢性感染，平均愈合时间为 4.6 个月；而合并下肢动脉硬化闭塞症及血栓闭塞性脉管炎的患者，愈合时间远大于前者。其可能原因为：糖尿病足引起的缺血为糖代谢异常和神经功能异常所致^[24]，而下肢动脉硬化闭塞症及血栓闭塞性脉管炎为血管本身病变引起的缺血^[25-26]，因此血管再生较慢，愈合时间较长。但即使如此，胫骨横向骨搬移技术仍可有效改善其创面微循环，存在治疗价值。因下肢动脉硬化闭塞症和血栓闭塞性脉管炎病例较少，对其确切疗效还需进一步观察。

本组患者中 1 例足底感染创面愈合后，因患者活动量大，而且也未行任何防护，出现足底皮肤瘢痕愈合处开裂，采用减少负重并使用足部硅胶鞋垫保护后^[27]，皮肤开裂处顺利愈合，未再次破溃。故虽有研究认为，胫骨横向骨搬移后足踝创面愈合处皮肤组织为再生而非瘢痕增生^[28]；但就该病例情况可见，再生的足底组织耐磨性仍低于正常皮肤组织。所以该组织性质仍需进一步研究和观察。

本组患者中 1 例因糖尿病并发严重肺部感染，经积极抢救治疗无效而死亡。1 例患者随访过程中创面血运逐渐改善并开始愈合，但因突发急性下肢血管栓塞，患足迅速出现坏死而截肢。1 例治疗过程中因外伤致胫骨骨折，经保守治疗愈合。故在治疗之前，应与患者进行充分、细致地沟通，获得患者的信任和配合十分重要。

综上述，对于下肢缺血性疾病伴足踝部慢性感染患者，应用胫骨横向骨搬移技术可激活足踝部组织再生能力，为感染控制提供基础；局部清创、充分引流和抗生素骨水泥的应用，可有效治疗局部慢性感染，为组织再生创造出更好的局部组织条件。这两种方法的联合应用可达到挽救肢体、降低截肢率和提高患者生活质量的目的。

作者贡献：王栋负责科研设计和论文撰写；王栋、贺国宇负责收集病例、数据整理收集及统计分析；张永红、秦泗河对文章修改提出建设性意见；贺国宇、张兴东负责查阅文献和整理数据；张永红负责审核文章。

利益冲突：所有作者声明，在课题研究和文章撰写过程中不存在利益冲突。课题经费支持没有影响文章观点和对研究数据客观结果的统计分析及其报道。

机构伦理问题：研究方案经山西医科大学第二医院医学伦理委员会批准［（2020）YX 第（092）号］。

Funding Statement

陕西省重点研发计划项目（201801D3116）