骨肉瘤的保肢治疗—改进初次和翻修手术效果的新方法

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    骨肉瘤的治疗现状
    骨肿瘤总的治疗方案有两种:保肢和截肢治疗。保肢手术需要重建,假体重建是一种重要的重建方法。假体又可分为:Finn旋转铰链膝关节(OSS)、生物型假体、异体骨移植重建。在异体骨移植重建中较新的方法是望远镜技术翻修术。
    骨肉瘤的标准治疗过程包括诊断、术前化疗、外科手术、肿瘤坏死率的评估和术后化疗。Bielack等报道骨肉瘤规范治疗后5年生存率可达到70%以上。

    骨肉瘤的发病部位主要位于股骨、胫骨和肱骨。骨肉瘤的转移部位主要是肺部(86.7%)和其他部位骨(21.3%)。我们对肿瘤坏死率和无瘤生存率的关系进行分析,结果显示肿瘤坏死率在90%~ 99%和100%的患者10年无瘤生存率分别可以达到92%±4%和89%±5%,而肿瘤坏死率小于50%的患者10年无瘤生存率仅为54%。

    在外科治疗方面,间室内切除范围显然不够,边缘性切除需要配合有效的局部化疗控制,而根治性切除和广泛切除就外科手术切除范围而言是足够的。Rougraff等人对股骨远端骨肉瘤行髋关节离断、膝上截肢和保肢手术术后局部复发率进行比较,发现保肢手术的复发率最低。

    保肢手术肿瘤切除重建的两条重要原则是:①肿瘤切除的原则:肿瘤切除应保证足够的外科边界,对于非有效的辅助化疗需要进行广泛甚至根治性切除;对于有效的辅助化疗可行广泛切除;对于非常有效的辅助化疗行边缘性切除即可。②肢体重建的原则:骨、关节、软组织都需要进行重建,软组织重建十分重要,一方面它提供软组织覆盖,另一方面它可能对肢体功能的恢复也有一定作用。

    Finn旋转铰链膝关节
    Finn旋转铰链膝关节可用于膝关节周围肿瘤切除后的重建。
    Finn膝关节的基本结构特点包括股骨侧的生物型股骨柄,胫骨侧的水泥型股骨柄,它的高分子聚乙烯胫骨侧衬垫可达12~24 mm,并且它有共轭装置。Finn关节置换后膝关节活动度可达0~135度,并有20度的内外旋,同时它有牢固的股四头肌肌腱附着装置,这些特点使得该假体有较好的稳定性。

    与公认的符合生物力学的HMRS旋转铰链膝关节比较,Finn型旋转铰链膝的屈肌力矩大于HMRS旋转铰链膝关节力矩,这样就可以用较小的肌力完成同样的屈膝动作。
    我们于1990-1999年对Finn型膝关节置换术(图1)进行研究。共110例患者接受该手术,80例随访超过5年以上,平均随访时间为6.7年。男性41例,女性39例,恶性肿瘤73例,良性肿瘤7例。外科分期 ⅡB期58例,ⅡA期5例,ⅠB期5例,Ⅲ期5例。术前及术后均接受化疗的患者为53例,只接受术前或术后化疗的患者为68例。61例行股骨远端带膝关节置换,15例胫骨近端带膝关节置换,4例股骨、胫骨同时行置换手术。其中有一些特殊情况:5例胫骨近端重建时采用异体骨移植,4例年幼患儿采用可延长假体,2例行全髋关节置换。柄的固定方式:股骨侧和胫骨侧均为非骨水泥固定为43例,两端都用水泥固定为23例。结果显示,本组病人预后较好,没有关节脱位,ISOLS功能评分平均24。

    Finn旋转铰链膝关节重建术失败的原因主要有以下3种:①关节内原因,主要是胫骨柄和胫骨平台聚乙烯衬垫的磨损;②假体折断;③柄部松动,包括细菌感染所致和无菌性松动。
    Finn假体骨水泥型胫骨柄与非水泥型股骨柄的随访结果提示,早期由于非骨水泥型股骨柄固定不能提供足够的稳定性,导致假体出现松动,但中远期随访结果提示,非骨水泥型股骨柄优于水泥型胫骨柄。
    研究结果还显示,性别、年龄、化疗及肿瘤部位均不与假体寿命相关。以上研究提示,Finn型人工膝关节为我们重建肢体提供了另外一种选择,假体的中期随访结果令人满意。中远期随访结果提示非骨水泥型Finn人工膝关节有一定优势。改进后的Finn假体的弧度更适合人体股骨的生理弧度,这样可能会使非骨水泥股骨假体柄得到更好的固定效果。

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    “CPS”适应性预加压人工假体

    现代固定技术中我们遇到下面3个问题:①假体髓腔内的长柄可以负担全部的重力负荷并向支撑骨产生明显的压力传导,从而产生应力遮挡(图2);②骨质疏松或由于化疗及制动引起的骨骼质量的下降,会使假体松动率增高;③骨溶解使得骨假体接触部位折断。
    为了能改善假体在体内的受力情况,使假体更符合体内生物力学环境,我们设计了“CPS”适应性预加压人工假体(图3)。

    我们采用CPS膝关节置换治疗1例男性(18岁)股骨下端骨肉瘤的病例,CPS型膝关节置换术后可见骨假体连接界面有明显骨质增生(图4)。
    截至2005年2月,美国4个医疗中心共99例病例接受CPS膝关节置换,随访3~5.5年,结果显示假体固定好,骨质明显增厚并长入多空表面的底座。其中4例由于假体原因导致固定失败。3例骨折,其中2例为翻修病例,骨折位于近端与假体连接薄弱处。
    通过以上初步研究我们获得以下经验:①骨与假体连接处要有足够的骨量,保证皮质骨2.5 mm厚,特别是翻修的病例,因为这些病例可能因为假体柄松动或翻修术中操作将皮质损坏;②术后患者感觉好,对手术的满意度高;③在金属钉锁定部位股四头肌增厚,屈曲功能的恢复较一般旋转铰链膝关节慢。

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    “望远镜式异体骨移植”技术在翻修-重建外科中的应用

    基于CPS假体的优点和存在的问题,我们发明了“望远镜式异体骨移植(telescope allograft)”技术,用于较大膝关节假体的翻修术。
    翻修手术的目标是:①固定良好并且功能良好的股骨远端置换;②保留髋关节、臀中肌及髂腰肌,避免进行全股骨置换;③使骨量恢复;④尽可能把股骨远端截骨长度控制在整个股骨长度40%以内。

    在重建或翻修之前要有明确的重建目标以便创造出更好的生物力学环境。异体骨的大小要合适,这样才有较快的骨愈合,并且可以早期负重锻炼。我们一共进行了16例望远镜式异体骨移植翻修-重建手术,平均随访0.5~6年,术后可见移植骨块和宿主骨间愈合良好,内固定物固定好。共有2例失败,主要原因是异体骨过短,固定不够坚强。另一例是全身感染后假体再次发生感染。

    望远镜式异体骨移植重建股骨远端骨缺损的手术过程是,在异体骨股骨髁水平截骨,扩髓至直径5 cm左右,翻转异体骨,将股骨近端插入异体骨近端2 cm(翻转前的远端),将异体骨远端截至想要的长度,后插入水泥型长柄假体(图5)。
    望远镜式异体骨移植重建技术应用于翻修手术具体步骤如下:①确定出截骨位置:主要根据正常骨的位置进行选择;②截骨后,多余的骨水泥容易被取出;③测量截骨面股骨外径;④测量截骨平面至股骨小结节的距离,如果该距离大于5 cm,则可进行望远镜式异体骨移植;⑤测量截骨面上5 cm处的外径;⑥找到符合上述各直径数据的移植骨块。

    翻修术中移植骨的处理:①将干骺端截去;②切记移植骨内径要恰好等于宿主股骨截骨面上5 cm处的外径;③移植骨近端截骨面的内径要和宿主骨股骨截骨面的外径相匹配;④用尽量长的移植骨代替患者的股骨干;⑤髓内柄的长度应当跨越整个移植物,至少柄的近端直径要略超过近端移植骨与宿主骨重叠处的内径;⑥重复前面异体骨移植重建股骨远端骨缺损的具体手术步骤。
    望远镜式异体骨移植可以增加移植骨与宿主骨之间的接触面积,因而可以加速愈合,同时可增加股骨近端重建所需骨量,特别是在股骨近端的重建中该优势更加明显。早期随访结果(1~ 5年)提示该方法是可行的。所以我们会在以后的股骨远端假体翻修术中应用“望远镜”翻修技术。