深筋膜下非接触钢板治疗隐匿感染性股骨再骨折

Abstract

Objective

To investigate the effectiveness on the re-fracture of the femur with occult infection by using non-contact locking plate which was placed under the deep fascia.

Methods

Clinical data of 12 cases of occult infective re-fracture after femoral fracture operation were retrospectively analysed between January 2010 and December 2014. There were 8 males and 4 females with an age of 28-69 years (mean, 42.8 years). Femur re-fractured in 5 cases after 3 days to 4 weeks (mean, 10.6 days) of removal of internal fixation, including 4 cases of plate fixation and 1 case of intramedullary nail fixation; femur in 7 cases re-fractured because of breakage of internal fixator after 7-16 months (mean, 9.3 months) of internal fixation, including 5 cases of plate fixation and 2 cases of intramedullary nail fixation. The tissues near the fracture were collected for bacteria culturing and pathological examining. All the patients were treated by debriding the site of the fracture, bridging with the non-contact locking plate, and transplanting with granulated cancellous bone autograft. Intravenous infusion of antibiotics were used for 2-3 weeks after operation and oral administration for 4 weeks. The X-ray films were taken regularly and the function of the knees were evaluated by the Hospital for Special Surgery (HSS) score system.

Results

The results of bacteria culturing were positive in 8 patients and negative in 4 patients, and the pathological results of all the patients were confirmed to be chronic bone infection. All the fractures healed with no signs of exudation and ulceration of the incisions. The 12 patients were followed up 18-36 months (mean, 29.6 months). The fracture healed well and no re-fracture occurred. The fracture healing time was 14-22 weeks (mean, 18 weeks). At last follow-up, the function of the knee joint was excellent in 9 cases and good in 3 cases according to HSS score system.

Conclusion

The treatment of re-fractures after femur fracture operation needs to determine whether there is an occult infection, and non-contact locking plate placed under the deep fascia is an effective way for the re-fracture.

股骨干骨折术后或股骨内固定物取出后再骨折是内固定的并发症之一，通常认为应力遮挡、应力集中及内固定下血供减少是其主要原因，且在骨折发生前患肢常遭受暴力诱因^[1-4]。2010 年 1 月—2014 年 12 月，我科对股骨骨折术后再骨折患者进行回顾性研究，发现股骨骨折部位无明显临床症状的隐匿性感染亦是骨折愈合不佳、导致再骨折的原因之一，并采用深筋膜下肌肉外非接触锁定钢板固定联合松质骨颗粒移植的方法治疗，取得良好效果。报告如下。

1. 临床资料

1.1. 患者选择标准

纳入标准：① 股骨干骨折术后再骨折患者，无明确临床感染症状；② 术后病理检查或细菌培养证实患者为慢性骨感染；③ 患者全身情况稳定，能够耐受手术；④ 患者依从性好，能够积极配合治疗，并能完成定期随访。排除标准：① 明确具有临床感染症状的再骨折，伴软组织红肿热痛及大量脓性物质，或有皮肤软组织窦道；② 清创后骨缺损>5 cm；③ 骨质明显疏松患者；④ 高龄患者合并其他基础疾病。2010 年 1 月—2014 年 12 月共 12 例患者符合选择标准纳入研究。

1.2. 一般资料

本组男 8 例，女 4 例；年龄 28～69 岁，平均 42.8 岁。内固定物取出后 3 d～4 周（平均 10.6 d）再骨折 5 例，其中钢板固定 4 例、髓内钉固定 1 例；内固定术后 7～16 个月（平均 9.3 个月）内固定物断裂并骨折 7 例，其中钢板断裂 5 例，髓内钉断裂 2 例。再骨折部位均邻近原骨折部位：股骨干上 1/3 4 例，中 1/3 6 例，下 1/3 2 例。入我院前患者曾经历手术 1～6 次，其中 1 次 5 例，2 次 3 例，3 次 2 例，4 次 1 例，6 次 1 例。术前常规行 X 线片、CT 检查；术前白细胞计数、红细胞沉降率及 C 反应蛋白分别为（7.26±2.41）×10⁹/L、（15.6±3.8）mm/1 h、（18.3±4.9）mg/L。

1.3. 手术方法

为防止细菌交叉感染，手术分两组进行，一组进行清创，另一组进行髂骨取骨及钢板固定。清创组沿患侧大腿原手术切口进入，如有残留内固定材料均取出，无内固定材料者只切开骨折端周围组织，尽量保护骨折端血供，清除骨折端病灶内的肉芽组织、部分纤维瘢痕组织、死骨，凿除缺血硬化的骨组织；用不同大小的刮匙刮除软组织腔壁炎性不健康的肉芽组织；生理盐水反复冲洗病灶后，根据骨性病灶的形状及大小，分别选用直径 0.5、0.8 及 1.2 cm 的磨钻，磨削髓腔壁、表层骨皮质及骨折端至有良好渗血，并使其光滑，不残留大小不等的炎性骨质死腔；病灶区内螺钉及钢板均取出，螺钉孔选用大于螺钉直径的钻头行钉道超扩；清创完毕后再次生理盐水彻底冲洗并擦干创腔，准备植骨。另一组术者根据骨缺损大小自髂前上棘向上在髂嵴切取松质骨（保留髂前上棘），修剪成大小约 0.5 cm×0.5 cm×0.5 cm 的颗粒备用，骨量约 15～35 mL；根据骨折端的情况及部位选择长短合适的锁定钢板，骨折端对位对线良好后先以 2 枚 2.0 mm 克氏针固定，自外侧深筋膜下肌层外插入锁定钢板，经骨折远近端皮肤表面分别切开约 1 cm 长切口，微创植入锁定钉，一般骨折端上、下各植入 3 枚螺钉，骨折固定牢固后拔除临时固定克氏针，骨折端及其周围植入松质骨颗粒，髓腔及肌层下分别放置橡胶引流管，一期关闭切口。

1.4. 围术期处理及疗效评价标准

术前 0.5 h 及术后初步静脉滴注的抗生素常规选用克林霉素或第 3 代头孢菌素，如患者原有骨感染病史，根据原有细菌学检查结果选择敏感抗生素。待得到术中切取组织细菌培养结果后再行调整。如细菌培养阴性，但术后病理检查结果为慢性骨感染，亦继续静脉滴注克林霉素或第 3 代头孢菌素。静脉给药 2～3 周后改为口服给药 4 周。

术后待 24 h 负压引流量<5 mL 后拔除引流管，引流时间为 7～15 d，平均 8.9 d。术后 6 个月内每月复查 X 线片、血常规、红细胞沉降率、C 反应蛋白，6 个月后每 3 个月复查上述指标。术后 1 个月患肢可扶拐不负重行走，正侧位 X 线片示有三层骨皮质连续后，逐渐行负重功能锻炼；期间积极进行膝髋关节功能锻炼。末次随访时 7 例患者行三维 CT 检查以明确骨折愈合情况；膝关节功能按美国特种外科医院（HSS）膝关节评分系统评定膝关节功能，总分>85 为优，70～84 分为良，60～69 分尚可，60 分以下为差。

2. 结果

术后细菌培养阳性 8 例（表皮葡萄球菌 4 例、普通金黄色葡萄球菌 1 例、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌 3 例），阴性 4 例，病理检查均证实为慢性骨感染。

所有患者伤口未出现渗液、破溃等现象。12 例患者均获随访，随访时间 18～36 个月，平均 29.6 个月。骨折愈合良好，未再发生骨折，骨折临床愈合时间为 14～22 周，平均 18 周。术后 2 个月白细胞计数、红细胞沉降率、C 反应蛋白分别为（5.65±2.17）×10⁹/L、（11.2±4.2）mm/1 h、（9.2±1.8）mg/L，骨折愈合后分别为（5.11±1.48）×10⁹/L、（10.6±2.3）mm/1 h、（4.9±2.5）mg/L。术后前 2 个月 3 例患者活动膝关节时股外侧肌肉有疼痛感，口服药物缓解，未影响关节功能锻炼；随访期间无感染复发、螺钉及钢板断裂、皮下异物感等并发症发生。末次随访时根据 HSS 膝关节评分系统评定患侧膝关节功能：优 9 例，良 3 例。

3. 典型病例

患者　男，33 岁。反复 3 次左股骨骨折术后再骨折，第 2 次再骨折后断端周围组织外院细菌培养曾为表皮葡萄球菌，但患者无切口及周围皮肤红肿、破溃及流脓病史。第 3 次再骨折内固定物取出后 9 d，无诱因出现股骨再骨折入我院。行骨折端清创，非接触锁定钢板深筋膜下固定并移植松质颗粒骨，骨折断端周围组织细菌培养为表皮葡萄球菌，病理亦证实为慢性骨感染。术后 20 个月正侧位 X 线片及 CT 示骨折愈合良好，根据 HSS 膝关节评分系统评定患侧膝关节功能为优。见图 1。

图 1.

A typical case

典型病例

a. 外院第 1 次内固定物取出后再骨折 X 线片；b. 外院第 2 次内固定后 5 个月失败 X 线片；c. 外院清创感染控制后，第 3 次内固定并植骨正侧位 X 线片；d. 外院第 3 次内固定术后 16 个月正侧位 X 线片示骨折愈合；e. 外院第 3 次内固定术后 3 年，取出内固定后再骨折正侧位 X 线片；f. 清创术中；g. 植骨非接触钢板固定术后 1 周正侧位 X 线片；h、i. 术后 20 个月正侧位 X 线片及 CT 示骨折愈合良好；j. 术后 20 个月患肢功能良好

a. X-ray film of re-fracture after the first-time internal fixator removal at external hospital; b. X-ray film of failed fixation at 5 months after the second-time internal fixation at external hospital; c. Anteroposterior and lateral X-ray films after the third-time internal fixation and bone graft after control of debridement infection at external hospital; d. Anteroposterior and lateral X-ray films at 16 months after the third-time internal fixation at external hospital, showing healing of fracture; e. Anteroposterior and lateral X-ray films of re-fracture after removal of internal fixator at 3 years after the third-time internal fixation at external hospital; f. During debridement; g. Anteroposterior and lateral X-ray films at 1 week after non-contact locking plate fixation and bone graft; h, i. Anteroposterior and lateral X-ray films and CT at 20 months after operation, showing good fracture healing; j. Good limb function at 20 months after operation

4. 讨论

4.1. 股骨骨折术后隐匿感染性再骨折的临床特点及原因

临床常见的股骨骨折内固定术后或内固定物取出后再骨折一般具有如下特点^[1-4]：① 骨折好发于原钢板下方，因钢板固定后应力遮挡或内固定物与骨接触部位影响骨周围的血供，导致此处易出现骨质吸收，骨生物力学强度降低；② 原螺钉周围亦是骨折好发部位，因内固定物取出后原螺钉皮质缺损部位的应力集中，生物力学发现在长骨上钻 2.8 mm 或 3.6 mm 的螺钉孔会造成撞击能量吸收能力下降 55%；③ 骨折诱因多为患侧股骨经受暴力作用；④ 骨折部位无明显局部感染迹象。但本组患者明显有别于上述特点：① 再骨折患者内固定方式不仅有钢板，还有髓内钉；骨折前并未受到明显暴力；再骨折部位均位于或邻近原骨折端，且部分患者骨折有缓慢进展的过程，提示虽然 X 线片下骨折愈合良好，但骨折端股骨愈合质量差，生物力学强度低，并有 4 例患者骨折端含大量纤维连接，骨痂组织少。② 术前红细胞沉降率及 C 反应蛋白明显增高。③ 术中可见骨折端炎性反应组织增生明显，部分患者髓腔或骨折端有少量脓性物质且细菌培养阳性。④ 术后病理检查证实骨折部位存在慢性骨感染。故以常见的钢板应力遮挡、骨外膜血供破坏及钉孔应力集中等无法解释本组患者股骨再骨折。

隐匿性感染指有明确的感染证据，而无明显临床症状（发热、局部红肿热痛、窦道形成或伤口不愈合）的感染，又称亚临床感染、不显性感染^[5-8]。隐匿性感染是临床骨不连的原因之一，当患者有多次手术史或外伤史时，如无其他明确的导致骨不连的因素，必须高度警惕存在感染性骨不连的可能性，特别是在股骨部位，这种现象较为常见^[5-7]。孔志刚等^[8]总结 26 例隐匿性感染导致的骨不连或骨愈合不良患者，其中股骨 15 例。结合本组患者，我们认为股骨骨折部位慢性隐匿性感染亦是导致骨折愈合质量欠佳、引起再骨折的主要原因，而应力因素及血供破坏等增加了骨折发生的几率。Howe 等^[9]报道在股骨髓内钉固定术后再骨折患者中，亦发现由细菌生物膜所导致的隐匿性感染，并认为这种感染可能是股骨再骨折的原因。此类隐匿性感染的发生原因主要如下：① 开放性骨折或手术操作使细菌进入骨折部位，但围手术期高效、高浓度抗生素的应用，杀死了大部分细菌，残存的少量细菌（如金黄色葡萄球菌）不足以引起症状，或者细菌本身的毒力低下（如表皮葡萄球菌）而未出现临床症状；② 细菌生物膜的形成；③ 股骨肌肉丰富及骨干周围血供好，感染不易急性发作亦是其解剖学基础^[7-9]。

4.2. 术前判断隐匿性感染在股骨骨折术后再骨折治疗中的作用及方法

国内外学者对于股骨骨不连或愈合不良患者，均强调了术前预先判断是否存在隐匿性感染的重要性^{[6, 8]}。因为感染或非感染性骨不连的治疗方案是完全不同的。在没有充分术前准备的情况下，或错误判断感染性骨不连患者为无菌性时，手术医师在术中将会遇到意想不到的情况，导致手术不能顺利进行。由于病因中隐匿性感染的相似性，上述情况也适用于股骨骨折术后再骨折的患者。因此，隐匿性感染的术前判断在股骨干内固定术后再骨折的患者中亦十分重要，特别是在术前评估时，对选择手术方案具有决定性作用。

目前，如何预测及判定隐匿性感染是一个值得深入探讨的问题。细菌培养是传统检测感染的主要方法，但是在此类患者中只能术中检测，且通过常规的细菌培养技术很难检测和确认生物膜感染，临床中已发现大量骨不连及关节置换患者当细菌培养阴性时，实际上却存在生物膜感染^[10-11]。Stucken 等^[6]报道白细胞计数、红细胞沉降率及 C 反应蛋白与感染有良好的敏感性及准确性，且优于 MRI，可作为术前评估感染性骨不连的主要指标。而 IL-6 被认为较红细胞沉降率及 C 反应蛋白更为敏感，亦可被用于骨感染的判断^[12]。术前连续的 X 线片检查也是简便有效的方法，X 线片显示已形成骨痂或正常骨质的吸收、远离骨折部位的骨痂出现、钉孔的骨质吸收出现钉痕现象等，均可间接地判断感染存在^[8]。目前在判断及评估此类骨折的隐匿性感染方面，我们仍未形成一套确实、可行的方案，需进行进一步临床研究。但通过不同时间段各项检查进行综合判定是有效且可取的方法：① 术前连续 X 线片的骨质吸收或远离骨折端的骨膜反应现象；术前白细胞计数、红细胞沉降率及 C 反应蛋白组合的阳性率判断（当三项中分别有 0、1、2、3 项为阳性时，所对应的感染可能性分别为 19.6%、18.8%、56.0% 和 100%）^[6]；以及术前的 IL-6、MRI 等。② 术中所见及细菌培养。③ 术后病理诊断。

4.3. 筋膜下非接触锁定钢板治疗股骨隐匿性感染再骨折的优缺点及适应证

锁定钢板外置固定已在开放性骨折、感染性骨不连中应用并取得良好疗效，主要集中于胫骨、肱骨及锁骨等^[13-15]。与传统外固定支架相比，其具有以下优点：① 可缩短固定器与骨之间的距离，相当于一个外置的框架固定装置；② 可增加骨折固定的稳定性，由于其较贴近皮肤，可以藏于衣服内，方便患者日常生活，使患者更易接受；③ 在 X 线下伪影较少，有利于骨折端的观察；④ 全螺纹螺钉较传统外固定支架的半螺纹螺钉更易与皮肤及皮下组织相附着，可减少针孔与皮肤间的死腔。石展英等^[16]采用锁定钢板外固定治疗股骨远端骨折术后感染亦取得良好疗效，认为具有感染控制彻底、骨折固定稳定及膝关节功能恢复良好等特点。但股骨肌肉软组织丰厚，骨与皮肤表面距离较大，而锁定螺钉的长度有限，并且较长的螺钉存在生物力学问题，易引起断钉，故此类方法报道极少。Alemdar 等^[17]近年提出非接触锁定钢板的方法治疗感染性胫骨及股骨骨折，即将锁定钢板放置于骨膜外，与骨质保持一定距离，防止钢板与皮质骨接触；钢板与骨质接触的面积大小与细菌膜形成有关，非接触钢板消灭了接骨板与骨质的接触面积，可预防细菌生物膜的形成，并可保护骨膜血运，故适用于感染性骨折的治疗。

我们结合上述研究，将锁定板应用于深筋膜下肌肉外进行股骨骨折固定，兼具外固定支架及非接触锁定桥接固定的优点：① 螺钉远离骨折感染部位，肌肉及肌膜的隔离有效防止了细菌生物膜或感染灶在内固定装置周围的形成；② 克服了股骨外固定架较为笨重，造成患者生活不便的缺点；③ 保留了锁定钢板桥接固定的优点，有利于骨折愈合；④ 锁定钢板较外固定支架轻便，螺钉对肌肉活动影响相对小，更有利于邻近关节的功能恢复。本组除 2 例患者在术后 2 个月出现活动时股外侧肌肉部位疼痛外，其余患者均无明显并发症，所有患者骨折愈合，相邻关节功能优良，与常用治疗感染性骨折或骨不连的方法相比，优势明显。目前常用的 Masquelet 技术虽然操作简便、成功率高，但需 2 次手术，患者承受较大痛苦^[18]；一期植骨外固定术需要术者具有丰富的临床经验及高超的清创技术^[19]；Ilizarav 技术需要术者经专门训练，否则具有较高的术中、术后并发症^[20-21]。并且以上 3 种方法都需要较长时间的外固定，存在针孔感染、外固定针松动等不足，特别是股骨位置深在，肌肉附着多，外固定极可能影响髋、膝关节功能，且大腿外固定严重影响患者日常生活。

本方法的主要不足之处：① 股骨包裹的肌肉力量强大，锁定钢板远离股骨固定，缺乏生物力学方面的研究证据，存在是否会导致固定不确切、骨折微动影响骨愈合及钢板螺钉断裂等问题；② 螺钉与感染部位的最佳距离，细菌是否会由螺钉部位渗透，感染是否会复发等需要进一步研究；③ 本组为回顾性分析，病例数较少，随访时间亦有限；④ 对于本组患者的纳入标准问题，因隐匿性感染目前无确切诊断标准，故何为隐匿性感染亦有待进一步商榷。

由此，我们认为本方法的主要适应证如下：① 隐匿性感染股骨再骨折，无明显股骨感染的临床症状；② 股骨干骨折；③ 螺钉长度能透过股外侧肌至股骨对侧骨皮质者；④ 患者股骨无明显骨质疏松；⑤ 清创后骨缺损<5 cm。

综上述，股骨骨折术后再骨折治疗需判断是否存在隐匿性感染，筋膜下肌肉外非接触锁定钢板固定是治疗此类再骨折的有效方法。但对于隐匿性感染再次复发的几率、非接触锁定钢板的生物力学问题，以及其与外固定支架的临床效果对照等仍需进一步研究。

Funding Statement

全军十二五医学科研基金面上项目（CLZ13J002）

Medical Research Foundation of PLA Twelfth-Five-Year Plan (CLZ13J002)