胫骨横向骨搬移技术治疗下肢慢性缺血性疾病的研究进展

Abstract

目的

对胫骨横向骨搬移技术治疗下肢慢性缺血性疾病的研究进展进行综述。

方法

广泛查阅近年来国内外相关文献，对胫骨横向骨搬移技术的作用机制、临床治疗方法、临床疗效以及适应证、禁忌证、并发症进行总结分析。

结果

基于张力-应力法则的胫骨横向骨搬移技术是治疗下肢慢性缺血性疾病的新手段，能够改善缺血症状，促进创面愈合，提升保肢率，近年临床应用显示出较好疗效，且适用范围正在扩大。

结论

由于目前临床应用范围有限，胫骨横向骨搬移技术治疗下肢慢性缺血性疾病研究的样本量均较小，随访时间有限，其有效性、远期疗效以及骨搬移标准等需要进一步研究。

下肢慢性缺血性疾病包括血栓闭塞性脉管炎、动脉硬化性闭塞症和糖尿病足等，随着病情进展会导致微循环障碍，出现不同程度下肢远端缺血症状，例如跛行、静息痛、缺血性溃疡或坏疽^[1-3]。此类患者身体情况复杂、合并症较多，如果出现缺血性溃疡，可发生溃疡迁延不愈，而溃疡和坏疽又会使全身感染风险增加，或因缺血导致患肢疼痛难忍，最终不得不选择截肢。

传统治疗方案为疾病早期可通过药物扩张血管、降脂，改善高凝状态，严重者可通过手术重建动脉血管通路^[4]。如保守治疗不理想，缺血症状会持续进展，而手术治疗可出现术后再狭窄，并且不是所有患者都适合手术治疗。如何改善缺血症状、促进溃疡愈合、降低截肢率^[5]成为治疗下肢慢性缺血性疾病亟待解决的问题。胫骨横向骨搬移技术是 Ilizarov 技术的延伸，不仅能改善缺血、减轻疼痛，还能促进难愈性溃疡创面的愈合，提升保肢率，在下肢慢性缺血性疾病的治疗中获得一定效果。目前，该技术仅在我国小范围内开展，尚未得到足够关注，而且存在一些不足需要改进。本文就胫骨横向骨搬移技术治疗下肢慢性缺血性疾病的研究进展进行综述。

1. 胫骨横向骨搬移技术作用机制

经检索，首篇关于胫骨横向骨搬移技术的中文文献为 2001 年曲龙等^[6]发表的《胫骨横向搬移血管再生术治疗血栓闭塞性脉管炎》。除俄罗斯与我国学者外，印度 Kulkarni 等^[7]、Patwa 等^[8]也研究了该技术，并用于治疗血栓闭塞性脉管炎。胫骨横向骨搬移技术是基于张力-应力法则设计，随着对该技术的更多关注以及临床应用表现出较好疗效，学者们对该技术的作用机制也有了更深入研究。

1.1. 张力-应力法则

张力-应力法则是指对活体组织进行稳定、持续地缓慢牵拉，刺激或激活某些组织细胞的再生和活跃增长^[9-10]。俄罗斯医生 Ilizarov 最早设计胫骨纵向骨搬移技术，经牵拉成骨治疗骨折、骨不连、骨缺损、骨感染和骨畸形等^[11]。胫骨横向骨搬移技术重点不在于成骨，而在于局部组织再生。通过截骨形成可活动的骨瓣，在搬移时不断刺激胫骨骨髓内组织再生，重建微循环系统，恢复肢体供血与供氧，达到治疗目的^[12]。

1.2. 重建巨噬细胞极化平衡

创面愈合需经历炎症期、增殖期、重塑期^[13-16]。通常认为巨噬细胞是决定创面能否从炎症期过渡到增殖期与重塑期的关键，M1 型巨噬细胞能提呈抗原介导炎症反应，M2 型巨噬细胞可抑制局部炎症反应，并促进组织再修复。高伟等^[17]观察了胫骨横向骨搬移术后患者创面的组织切片，对比巨噬细胞分型，发现术后 1 个月 M1/M2 比值由术前 4.072±0.502 降至 3.098±0.548（P<0.05），分析骨搬移术可能使巨噬细胞趋向转化为 M2 型，重建被破坏的巨噬细胞极化平衡，抑制炎症，促进创面愈合。

1.3. 促进血管组织再生

治疗下肢慢性缺血性疾病的关键在于改善局部血循环，而创面愈合过程中也需要血液供应提供营养支持，因此血管生成至关重要。由于患者创面长期处于炎症期^[2]，血管生发困难，只有在该阶段解决血管生成这个关键问题，才可能推进愈合的进程。连浩宇等^[18]观察了胫骨横向骨搬移术后 1 个月愈合创面组织切片，发现组织结构完整，创面边缘组织的 Ki-67、CD31 和 VEGF 含量较术前明显增加。而 Ki-67 增加反映局部细胞增殖能力增强；CD31 参与信号传导促进组织血管生成，维持血管内皮细胞完整性^[19-20]；VEGF 可促进血管再生^[21-23]。由此，上述 3 种因子含量增加提示胫骨横向骨搬移技术可能促进局部组织细胞增殖与血管再生。欧栓机等^[24]的研究也得到类似结论，他们认为行胫骨横向骨搬移术后患者血清中血管生成相关因子表达增加，可能会促进创面愈合。

1.4. 动员并调控多种骨髓源干细胞

临床存在一种现象，部分双下肢溃疡患者行单侧胫骨横向骨搬移术后，对侧溃疡也获得一定程度愈合^[25-26]，提示骨搬移作用可能是全身性的。这种全身性作用与干细胞修复机制相似，干细胞能够向受损处迁移，恢复血管内皮功能，促进血管组织再生及创面愈合。骨髓源干细胞包括 MSCs、造血干细胞及内皮祖细胞等。项杰^[27]的研究发现胫骨横向骨搬移术后患者造血干细胞集落数量增加，可能是骨搬移动员了骨髓源造血干细胞；术后 1 个月 PI3K/AKT 信号通路相对表达量升高，可能是骨搬移进一步激活了基质细胞衍生因子 1（stromal cell-derived factor 1，SDF-1）/趋化因子受体 4（CXC chemokine receptor 4，CXCR4）介导的 PI3K/AKT 信号通路，而 CXCR4 在骨髓源干细胞中均有表达，因此调控多种骨髓源干细胞向损伤处迁移、功能分化，能促进皮肤、血管、神经等的修复再生。连浩宇^[28]的研究思路与之相似，其结果显示胫骨横向骨搬移术后患者血清中 SDF-1 浓度梯度显著提高，动员多种骨髓源干细胞，分析这可能与骨搬移过程中的持续牵拉使得 SDF-1/CXCR4 通路持续被刺激活化相关。

2. 胫骨横向骨搬移技术临床应用

2.1. 胫骨横向骨搬移技术治疗方案

胫骨横向骨搬移技术在我国经过十余年的发展，2015 年花奇凯等^[1]、冼呈等^[29]描述了改良治疗方案。患者取仰卧位，麻醉后于胫骨中段内侧作一长 10～15 cm 弧形切口，切开皮肤、皮下组织至筋膜表面，确定截骨大小为长 10～12 cm、宽 1.8～2.0 cm，在截骨范围内纵行切开骨膜并向两侧完整剥离，用钻头打孔、骨刀截断骨皮质，形成可活动骨瓣，在骨瓣上、下部各植入 1 枚 2 mm 螺纹针用于横向搬移（牵引针）。在骨窗远、近端各植入 2 枚 4 mm 螺纹针，安装胫骨搬移架。清洗创面，逐层缝合，敷料包扎。

术后第 5 天开始横向搬移骨块，每天搬移 1 mm，分 4 次完成，连续搬移 21 d，摄 X 线片检查骨瓣搬移情况以及有无异常；维持 3 d 后以相同速度反向搬移 21 d（“手风琴”技术^[1]）。搬移结束后佩戴外固定架 4 周，复查 X 线片见骨窗愈合后拆除支架。曲龙等^[6]提倡术后至少 5 d 才开始搬移，贾中伟等^[30]认为有以下原因：① 胫骨内侧软组织薄、血供差，术后立即开始搬移不利愈合；② 延迟搬移有助骨膜的愈合；③ 胫骨骨窗形成，髓内压降低，局部微小血管痉挛解除，出血量多，早期搬移可能会加重出血；④ 延迟搬移可避免术区疼痛。

但对于何时开始搬移、采用何种速度与频率、搬移持续多久能获得最佳疗效，尚无确切定论。目前已有相关动物实验，但鲜有临床研究。冼呈等^[31]发现部分患者因出现搬移方向相反或未按照每天 1 mm 的速度正常搬移，术后延迟 1～2 周才开始正常搬移，最终也获得良好效果，因此他们分析何时开始骨搬移无严格限制，只要存在应力刺激即可促进创面愈合。叶锋等^[32]认为搬移时间应当视皮肤情况决定，并非一定是 21 d。故有关骨搬移时间及频率有待进一步临床研究。

2.2. 技术改良

印度学者使用胫骨横向骨搬移技术时采用的环形支架，用 3 枚橄榄针固定截下的骨块，仅作单向搬移^[7-8]。曲龙等^[6]最初研究该技术时自行设计了搬移支架，使用弯钢针搬移骨块。但橄榄针和弯钢针均只能将骨块搬出无法搬回，在改进为螺纹针后，实现了反向搬移，发展出了“手风琴”技术，具有重大创新意义，而且在拆除装置时操作更简便。花奇凯等^[33]认为反向搬移有两个突出优点：① 使骨块回位，避免骨块隆起；② 增加骨瓣搬移时间，持续刺激局部重建微循环，促进组织再生。此外，与环形支架相比，曲龙等^[6]设计的搬移支架更小，创伤也更小。

胫骨横向骨搬移技术需要在胫骨内侧作长 10～15 cm 切口，而且需要截骨。此处组织薄、血运差，下肢慢性缺血性疾病患者局部血循环更差，创口恢复能力更弱、更易感染，这是该手术最具争议的一点。针对该不足，欧栓机等^[34]将手术切口改良为 3 条间隔 2 cm、长 3 cm 的切口，截骨面积不变，在清楚暴露手术视野的同时减小手术创伤，从而减少不良并发症的发生。岑忠喜等^[25]则对截骨面积进行改良，通过在胫骨内侧皮肤作 3 cm 长的弧形切口，制备面积为 5.0 cm×1.5 cm 的截骨块，临床应用也获得较好治疗效果。镇普祥等^[35]、何立环等^[36]也进行了减小截骨块面积的研究，并获得理想疗效。

经过一系列改良研究，2019 年成立的中国医师学会骨科医师分会中国骨搬移糖尿病足学组联合相关领域专家，共同推出胫骨横向骨搬移术治疗糖尿病足的专家共识^[37]，提出建议减小切口，将截骨块面积调整为 5.0 cm×1.5 cm。此外，考虑到传统外固定装置笨重、并发症发生风险较大，建议更换为小支架，同时也强调了在截骨操作中对骨膜的保护，减少骨膜损伤更有助于微循环重建。由于搬移架及骨瓣改小了，单向搬移时间由原来的 21 d 缩短至 14 d，骨块还原后即可拆除支架，改用小夹板或支具外固定 8 周。减小切口已成为手术治疗趋势，目前减小切口的改良方式未明显增加手术难度，却有利于切口恢复，这在缺血性疾病的治疗中具有重大意义。小夹板或支具外固定8 周是新的尝试，这样的改进是否会影响治疗效果还需后期临床应用来检验。

2.3. 联合其他治疗方式

单一的治疗手段具有局限性，通过胫骨横向骨搬移技术联合其他治疗方式能够打破局限，扩大应用范围，获得更加理想的疗效。王斌等^[38-39]对 9 例单侧下肢血管严重闭塞的患者行股-股动脉旁路移植联合胫骨横向骨搬移技术，先恢复下肢血供，再重建局部微循环，效果显著。赵威等^[40]采用介入联合胫骨横向骨搬移技术治疗 22 例下肢缺血性疾病合并近端血管堵塞的患者，远期疗效理想。这两种方法扩大了治疗范围，但病例有限，临床价值需进一步研究。刘向东等^[41]联合应用 3D 打印技术治疗 15 例患者疗效显著，根据患者特点制作个体化手术导航模板，规划开凿范围、进针位置及角度，将其贴合于手术部位，在术中能精准指导定点和定向，减少手术时间及出血量，对于缺血性疾病的治疗具有重要意义。赵晓明等^[42]发现患者骨搬移术后加服具有益气活血、通络止痛功效的木丹颗粒，血流动力学指标均提升，创面愈合加速；同时能减轻术后疼痛，加快神经传导。中医药技术有其特色和优势，作为术后辅助治疗，可能带来更好的效果。目前联合中医药技术治疗的临床研究开始崭露头角，是否能加强疗效还需要更多的病例提供参考。

3. 适应证、禁忌证与并发症

适应证：下肢慢性缺血性疾病严重，或溃疡迁延不愈，经常规治疗无好转，如腘动脉通畅，无严重凝血功能障碍，血糖控制正常，心、肺、肾功能能耐受手术者。

禁忌证：花奇凯等^[1]、徐显章等^[43]、兰忠煜等^[44]均认为股动脉、腘动脉通畅对手术成功至关重要：如果下肢供血不足，很难建立侧支循环，微循环重建就更困难，腘动脉栓塞者即使行胫骨横向骨搬移术治疗仍有截肢风险。程强等^[45-46]认为患有免疫抑制性疾病且长期服用激素等药物的患者不适宜手术；此外，因佩戴外固定架周期长、期间还需调整支架，对于依从性差的患者要谨慎使用胫骨横向骨搬移技术。岑忠喜等^[25]提出年龄过大或机体再生能力下降的患者，胫骨横向骨搬移技术治疗反而可能导致创口难愈合或感染。

并发症：随着胫骨横向骨搬移技术应用的增加，并发症的报道也逐渐增多，包括钉道感染^[31]、钢针松动及断针^[30]、胫骨干骨折^[7]、搬移期间发生胫骨外露^[47]、搬移处皮肤开裂^[47]或皮瓣缺血坏死^[48]等。其中，钉道感染为最常见并发症，以预防为主，可每日于针道滴 75% 乙醇消毒。

4. 胫骨横向骨搬移技术临床疗效

Kulkarni 等^[7]采用胫骨横向骨搬移技术治疗 30 例血栓闭塞性脉管炎，25 例疼痛消失，1 例疼痛缓解，4 例最终因感染截肢。Patwa 等^[8]治疗 60 例血栓闭塞性脉管炎，2 例发展为坏疽，最终截肢。徐显章等^[43]治疗 35 例血栓闭塞性脉管炎，32 例血管成功再生，3 例因切口皮肤发黑坏死，缺血无法改善，最终截肢，有效率 91%；对 32 例血管成功再生者中的 2 例行组织病理学检查，示血管再生区血管内皮细胞分裂增生活跃，新生众多毛细血管及小动脉，管腔内通畅。花奇凯等^[1]治疗下肢慢性缺血性疾病患者，25 个患肢中有 24 个症状明显改善，静息痛消除，溃疡愈合，有 1 个患肢因患者失去信心放弃治疗行截肢手术，有效率 96%。冼呈等^[31]与丁小方等^[49]的研究共治疗 30 例糖尿病足患者，术后踝肱指数和 10 g 尼龙线测试结果均较术前明显提高。刘毅等^[50]对 38 例糖尿病足患者行彩超检查，显示治疗后股动脉、腘动脉、胫后动脉和足背动脉狭窄率降低、管径明显增大，管腔内血流量明显增加。贾中伟等^[30]治疗 19 例伴有溃疡形成的糖尿病足，血管彩超检查示患足微血管网再生良好，患足功能能满足日常生活需求。杨大威等^[51]治疗 10 例下肢动脉硬化性闭塞症，9 例症状体征改善，血管造影检查见下肢侧支循环形成，小腿浅动脉变粗、变多并交织成网，充盈速度增加，1 例术后 2 个月因出现坏死、剧痛难以忍受，最终截肢。覃承诃等^[47]治疗 19 例糖尿病足患者，部分患者疼痛复发，10 例溃疡不愈合，且 5 例溃疡加重，最终 2 例截肢；而溃疡愈合的 9 例患者有 2 例出现溃疡复发。由此可见，胫骨横向骨搬移技术的适应证较广泛，且目前临床应用显示治疗有效。

5. 小结与展望

胫骨横向骨搬移技术通过重建微循环系统达到治疗目的，属于促血管新生技术，是治疗下肢慢性缺血性疾病的新思路。该技术操作不复杂，学习曲线短，易于掌握，成本较低。曲龙等^{[6, 52]}根据 Ilizarov 的相关研究以及国外学者的经验，在我国首先将其用于血栓闭塞性脉管炎的治疗，经过近 20 年的发展，手术方法有了改进，适用范围逐渐扩大。但是值得注意的是，因我国仅有部分医疗单位小范围开展该手术，病例数量相对有限，目前临床研究报道样本量普遍较小，并且随着应用增多，并发症及不良事件的报道也越来越多；研究周期较短，远期效果尚未明确。在今后的临床研究中，还需要更多的病例数据进行比较，需要进行更长的随访来明确其远期疗效。同时，由于近年越来越多的学者关注到这一领域，现在已经有了初步的专家共识，针对该技术存在的不足（如外固定支架、皮肤切口、截骨大小）进行了相关改良，对于术后管理也有新探索，并且有越来越多的联合应用给其发展带来希望。在后续研究中，胫骨横向骨搬移技术的作用机制需要继续探索；骨搬移开始时间以及速率和频率对治疗的影响，需要在临床研究中进一步挖掘。

作者贡献：所有作者均参与文章的构思、设计；刘铮负责查阅文献、撰写文章初稿；许超负责指导文章写作、审阅和修改文章；俞益康、涂冬鹏负责部分参考文献和数据的收集整理。

利益冲突：所有作者共同声明，在课题研究和文章撰写过程中不存在利益冲突。

Funding Statement

浙江省“十三五”中医药重点专科建设项目（外科-运动创伤科）