万古霉素硫酸钙或万古霉素骨水泥治疗胫骨开放性骨折术后并发骨髓炎
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【摘要】 目的 探讨万古霉素硫酸钙或万古霉素骨水泥局部应用治疗胫骨开放性骨折术后并发骨髓炎的疗效。 方法 回顾性分析2005年5月至2013年8月期间收治的418例胫骨开放性骨折术后并发骨髓炎患者资料，男257例，女161例；年龄为19～55岁，平均35.6岁；骨折Gustilo分型：Ⅰ型163例，Ⅱ型132例，ⅢA型56例，ⅢB型67例。一期在外院行钢板固定334例，髓内钉固定21例，外固定支架固定63例。骨髓炎按Cierny-Mader分类：Ⅰ型21例，Ⅱ型26例，Ⅲ型366例，Ⅳ型5例。取出钢板或髓内钉，全部患者改行外固定支架固定。对于266例无骨外露患者，采用伤口放置万古霉素硫酸钙颗粒201例，放置万古霉素骨水泥65例；对于152例存在骨外露的患者，均采用伤口放置万古霉素硫酸钙颗粒加用皮瓣移植修复创面。 结果 单纯万古霉素硫酸钙治疗的201例患者中，骨髓炎愈合174例（86.6%），骨折愈合201例（100.0%）。单纯万古霉素骨水泥治疗的65例患者中，骨折愈合57例（87.7%），骨折愈合65例（100.0%）。万古霉素硫酸钙结合皮瓣治疗的152例患者中，骨髓炎愈合131例（86.2%），骨折愈合147例（96.7%）。413例患者骨折愈合时间为3.5～20.0个月，平均14.0个月。362例患者骨髓炎愈合时间为2～14个月，平均3.0个月。23例患者发生针道感染。 结论 对于创伤性胫骨骨髓炎，骨的固定首选外固定支架。无骨外露时，伤口内放置万古霉素硫酸钙或万古霉素骨水泥的治愈率均较高；存在骨外露时，采用万古霉素硫酸钙结合皮瓣效果满意。
【关键词】 骨折，开放性； 骨髓炎； 万古霉素； 硫酸钙； 骨水泥
Vancomycin calcium sulphate or vancomycin cement treatment of open fractures of tibia concurrent osteomyelitis Xu Yongqing, Zhu Yueliang, Fan Xinyu, et al. Traumatic Orthopaedic Research Institute, Kunming General Hospital of Chengdu Military Command, Kunming 650032, China
【Abstract】 Objective To evaluate the treatment results of Vancomycin for posttraumatic tibial osteomyelits with its local usage. Methods From May, 2005 to August, 2013, 418 patients (257 male, 161 female) with open tibial fractures and osteomyelists were treated in our center. The average age was 35.6 years, ranging from 19 to 55 years. There were 163 cases of Gustilo I, 132 cases of Gustilo II, 56 cases of Gustilo IIIA, and 67 cases of Gustilo IIIB. The male was 257 cases, and the female 161 cases. The fractures were fixed with plates(n=334), intramedually nails (n=21), and external fixators (n=63) in the primary hospitals. We removed the internal hardwares and fixed all the fractures with external fixators. For those tibial osteomyelitis without bone exposure (n=266), Vancomycin Calcium Sulfate Beads (n=201) or the Vancomycin Cement (n=65) were inset into the wound; for those with bone exposure (n=152), Vancomycin Calcium Sulfate Beads were inset into the wound combined with the flap transfers. Results For those wounds with only Vancomycin Calcium Sulfate Beads(n=201), 174 cases (86.6%) of osteomyelitis healed and 201 cases (100.0%) of fractures unioned. For those wounds with only Vancomycin Cement (n=65), 57 cases (87.7%) of osteomyelits healed, 65 cases(100%) of fractures unioned. For those wounds with Vancomycin Calcium Sulfate Beads and flap transfers（n=152）, 131 cases （86.2%）of osteomyelitis healded, and 147 cases (96.7%) of fractures unioned. 97%. Conclusion The optimal fixation for open tibial fractures with osteomyelitis is external fixators. For those wounds with no soft tissue defects, the cure rates of Vancomycin Calcium Sulfate Beads and Vancomycin Cement are not statistically significant. For those wounds with soft tissue defects, the combination of Vancomycin Calcium Sulfate Beads and flap transfers leads to satisfactory treatment results.
[Key words] Fractures, open; Osteomyelitis; Vancomycin; Calcium sulfate; Cement
胫骨开放性骨折临床非常常见，处理不好会造成慢性骨髓炎。目前慢性骨髓炎的治疗主要包括病灶清除、局部放置万古霉素硫酸钙颗粒、局部放置万古霉素骨水泥、置管抗生素液体冲洗、局部肌瓣填塞、局部伤口负压封闭吸引治疗，以及随后的全身抗生素治疗等[1-2]。2005年5月至2013年8月期间我院共收治418例开放性胫骨骨折术后并发骨髓炎患者，采用病灶清除、局部放置万古霉素硫酸钙颗粒或局部放置万古霉素骨水泥的方法治疗，取得了较好效果。本文回顾性分析此418例患者资料，报告如下。
资料与方法
一、一般资料
病例纳入标准：①骨髓炎或具有感染骨折不愈合的临床特征（如伤口窦道形成、局部红肿、流脓等）超过90 d；②X线片或CT扫描上表现有死骨形成，骨皮质增厚，髓腔模糊等；③细菌培养阳性；④骨/锝闪烁扫描和磁共振成像检查有炎性表现；⑤血沉、C-反应蛋白增高；⑥手术活检证实为慢性骨髓炎。病例排除标准：，有精神病而不能配合治疗者，孕妇，16岁以下患者，未受控制的糖尿病患者，对氨基甙类抗生素过敏者，严重的血管、神经或退行性骨病患者及有大段胫骨缺损者。
本研究纳入418例，男257例，女161例；年龄19～55岁，平均35.6岁。胫骨开放性骨折Gustilo分型：Ⅰ型163例，Ⅱ型132例，ⅢA型56例，ⅢB型67例。大部分患者首诊在外院处理：一期清创后行钢板固定334例，髓内钉固定21例，外固定支架固定63例。来我院时152例患者发展成骨外露，软组织缺损范围：4 cm×3 cm～30 cm×12 cm。按Cierny-Mader骨髓炎分类：Ⅰ型髓内骨髓炎21例，Ⅱ型浅表骨髓炎26例，Ⅲ型局部骨髓炎366例，Ⅳ型弥漫性骨髓炎5例。伤口分泌物培养球菌类209例（50%），包括金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌及中间葡萄球菌；单胞菌类71例（17%），其中铜绿假单胞菌50例（12%，属于革兰氏阴性菌）；杆菌类（包括大肠杆菌、鲍曼不动杆菌等）100例（24%）；伯克霍尔德菌（Burkholderia cepacia）类38例（9%）。
二、治疗方法
对于266例无胫骨外露和胫骨缺损的患者，放置万古霉素硫酸钙颗粒201例，放置万古霉素骨水泥65例。放置万古霉素硫酸钙颗粒的患者处理方法：取出钢板或髓内钉，行外固定支架固定，放置万古霉素硫酸钙颗粒，植入量为5～15 mL，平均6 mL；万古霉素硫酸钙颗粒的制备：准备5～15 mL载体系列硫酸钙人工骨（商品名为Osteoset），按5 mL加1 g万古霉素的比例混合调匀后用专用模具制成合适大小的颗粒﹙Osteoset提供的一次性模具可以制作直径分别为3.0、4.8 mm的颗粒﹚，充填于骨病灶内，放置负压引流管于创面深部，并另戳口引出，无张力关闭切口。放置万古霉素骨水泥的患者处理方法：于病灶处切开皮肤，将病灶窦道及炎性组织清除干净，取出钢板或髓内钉，显露病灶，骨刀开槽，电钻钻孔，凿去硬化无血供的骨质，凿去骨质时不超过骨周径的1/3，以防发生骨折。彻底清除骨髓腔内坏死组织与死骨，用双氧水、碘伏及生理盐水反复冲洗。切取病变组织，送病理检查并行细菌培养加药敏试验。将万古霉素骨水泥条作为填充物植入骨缺损处，同时将附近的肌肉作为肌瓣覆盖创面。万古霉素骨水泥条的制备按骨水泥10 g＋万古霉素0.5 g的比例混合，按量注入固定液调和均匀，制作成直径为0.5～0.8 cm的长条形骨水泥条，长度依据不同情况而定。将长条形骨水泥条放置于骨缺损处及髓腔内，尽量不留腔隙，用外固定支架固定。
对于152例胫前软组织缺损的患者，采用皮瓣移植修复骨外露创面，同时放置万古霉素硫酸钙颗粒，植入量为5～15 mL，平均6 mL。其中小腿穿支皮瓣转位修复45例，小腿皮神经营养血管皮瓣转位修复76例，吻合血管的旋股外侧动脉穿支皮瓣修复23例，吻合血管的腹壁下动脉穿支皮瓣修复3例，吻合血管的胸背动脉穿支皮瓣修复5例。
三、术后处理
术后根据伤口分泌物培养结果，静脉滴注敏感抗生素10 d，然后再口服抗生素2～3周。术后定期复查血沉、C反应蛋白、血常规及X线片。术后2～3个月，伤口分泌物较多，每天换药1次，以后伤口分泌物减少时，每2～3 d换药1次直至伤口窦道愈合。根据X线片显示骨折愈合情况，让患者扶拐早期下地活动。骨折愈合后拆除外固定支架。
四、评价标准
骨髓炎治愈标准：原伤口无红肿，无窦道和分泌物，X线片示局部病灶消失，骨折端愈合，血沉、C-反应蛋白正常。
结果
418例患者术后获12～108个月（平均37.5个月）随访。单纯应用万古霉素硫酸钙治疗的201例患者中，骨髓炎愈合174例，愈合率为86.6%；骨折愈合201例，愈合率为100.0%。单纯应用万古霉素骨水泥治疗的65例患者中，骨髓炎愈合57例，愈合率为87.7%；骨折愈合65例，愈合率为100.0%。应用皮瓣加万古霉素硫酸钙治疗的152例患者中，骨髓炎愈合131例，愈合率为86.2%；骨折愈合147例，愈合率为96.7%。413例患者骨折愈合时间为3.5～20.0个月，平均14.0个月。362例患者骨髓炎窦道愈合时间为2～14个月，平均3.0个月。本组23例患者并发针道感染，经静脉滴注或口服抗生素，加强感染针道换药，19例愈合，4例拔出感染处克氏针，重新在健康皮肤处置克氏针固定后愈合。骨髓炎未愈合者继续伤口换药，其中8例骨髓炎患者行2～4次病灶清除术，仍未治愈。2例骨髓炎因经济原因行小腿截肢。典型病例图片见图1，2。
讨论
一、胫骨开放性骨折术后并发骨髓炎的原因
开放性骨折内固定治疗的感染率为1%～5%，开放性粉碎性骨折内固定的感染率还要明显增加[3-9]。有很多危险因素发展成为骨髓炎已经确定，手术置入内固定物就是其中的1种重要因素[10]。更大的风险因素在于软组织的损伤程度和粉碎性骨折的严重程度[11]。此外，内在因素包括高龄或极低的年龄及肝或肾功能不全或恶性肿瘤。因此，手术前对软组织的评估非常重要[12]。按开放性骨折Gustilo分型分为3型，所有开放性骨折的处理原则上使用外固定比较安全，对于Gustilo Ⅰ型开放性骨折，在彻底清创的基础上可以慎用内固定。本组患者发展成为骨髓炎，其主要原因在于清创不彻底，应该采用外固定支架固定时没有使用，而是滥用了钢板和髓内钉。
二、万古霉素硫酸钙颗粒与万古霉素骨水泥治疗效果的比较
一些研究表明万古霉素硫酸钙颗粒与万古霉素骨水泥治疗骨髓炎的效果相当[2]。万古霉素硫酸钙颗粒与万古霉素骨水泥各有特点，前者释放万古霉素第1天达到高峰，释放速度快，释放时水解，对于松质骨有一定的成骨能力，但水解时伤口易流水，1～2个月就基本上吸收；后者释放万古霉素第1天达到高峰，释放速度比较慢，1个月时局部仍有较高的药物浓度。万古霉素骨水泥条一般在术后1～2个月拔出。万古霉素和妥布霉素在1项为期9周的体外研究中，最高浓度的释放发生在18 h，是72 h的3～5倍。但在术后几个月甚至几年后都可以被测量到，而相对术中的伤口冲洗只能在术后24 h内维持一定局部的抗生素浓度[13]。
McKee等[2]比较了妥布霉素硫酸钙骨水泥与聚甲基丙烯酸甲酯[poly(methyl methacrylate), PMMA]链珠清创后治疗慢性骨髓炎伴骨缺损的疗效，平均随访38个月，两组患者的感染清除率均为86%（各14例），硫酸钙骨水泥组8例骨不连患者中7例愈合，PMMA组8例骨不连患者中6例愈合；硫酸钙骨水泥组中5例患者接受了7次手术，PMMA组中9例患者接受了15次手术，硫酸钙骨水泥在治疗骨缺损和减少后续手术数量方面存在优势。
本组单纯采用万古霉素硫酸钙颗粒治疗的201例患者中，骨髓炎愈合174例（86.5%），骨折愈合201例（100.0%）。单纯采用万古霉素骨水泥治疗的64例患者中，骨髓炎愈合56例（87.7%），骨折愈合64例（100.0%）。应用皮瓣加万古霉素硫酸钙颗粒治疗的152例患者中，骨髓炎愈合131例（86.2%），骨折愈合147例（96.7%）。应用万古霉素硫酸钙颗粒和万古霉素骨水泥治疗的骨髓炎愈合率和骨折愈合率相当。
三 、内固定物是否需要去除?
对于放置内固定物的骨髓炎，目前大多数外科医生推荐的外科治疗策略是去除所有内置物和彻底清除病灶[2]。一般来说，生物膜覆盖的置入物是保留细菌或慢性骨髓炎复发的危险因素[14]。因此，取出内置物并更换外固定支架固定是目前较好的治疗方法。
少数学者[1,15]认为，至少暂时保留内固定物一段时间，一旦骨折愈合再取出内置物。内置物的保留以保证机械稳定，同时放置冲洗引流管负压引流。Sarac等[1]报告67例创伤和手术后骨髓炎患者，采取保留内置物、同时放置冲洗引流管负压引流的方法治疗，89%的患者骨折获愈合，取出内固定物后骨髓炎无复发。
根据我们以往的经验，放置内固定物超过3周的骨髓炎，分泌物比较多者，一般需要取出内固定物、尤其是不锈钢钢板。如果不取出，骨髓炎很难彻底治愈，或者骨髓炎易复发。目前使用比较多的钛合金板，细菌附着率较不锈钢钢板低，如果骨髓炎感染不严重，可以保留内置物以保证机械稳定，同时放置冲洗引流管负压引流。但是这种方法骨髓炎的治愈率还是较取出内固定物改用外固定支架治疗低。
四、软组织缺损时皮瓣的选择
首先是选用损伤较小的皮瓣，本着就近的原则，对于缺损较小的创面，可以选用随意皮瓣或筋膜皮瓣转位修复。如果创面较大，可以考虑使用皮神经营养血管皮瓣。腓肠神经营养血管皮瓣、隐神经营养血管皮瓣及腓浅神经营养血管皮瓣等具有皮瓣切取方便、容易、血供可靠的优点，可以修复中等大小面积的小腿组织缺损。对于小腿中下段的皮肤缺损，可选用腓肠神经营养血管皮瓣及腓浅神经营养血管皮瓣修复；对于小腿中段的皮肤缺损，可选用隐神经营养血管皮瓣修复。对于小腿创伤较重、伤口已累及深筋膜的患者，可选用腓肠肌内、外侧头肌皮瓣修复。对于小腿前部软组织缺损大、软组织条件差的患者，可以采用吻合血管的游离皮瓣移植[16-18]。
近年来的研究[19-23]发现小腿的胫后动脉、腓动脉、腓肠内侧动脉、腓肠外侧动脉及胫前动脉等血管共发出20余支直径≥0.5 mm的穿支血管。胫前动脉平均穿支为4.6支，胫后动脉平均穿支为5.7支，腓动脉平均穿支为5.3支，腘动脉平均穿支为2支，隐动脉平均穿支为1支，腓肠内侧动脉平均穿支为2.2支，腓肠外侧动脉平均穿支为2支，灵活利用这些穿支皮瓣转位可以修复胫骨外露创面。
五、本研究的不足之处
本研究为回顾性分析，分别采用单纯万古霉素硫酸钙颗粒、万古霉素骨水泥及皮瓣加万古霉素硫酸钙颗粒治疗3种方法治疗胫骨开放性骨折术后并发骨髓炎，每种方法病例数相差较大，统计分析的可比性较差。术后血沉、C-反应蛋白、血常规及摄X线片的时间不一致。在今后的研究中，我们会注重病例资料的收集，以期为临床治疗方法的选择提供理论依据。
综上所述，对于开放性骨折术后并发骨髓炎患者，固定主要采用外固定支架；对于无软组织缺损的患者，彻底清创后，伤口内放置万古霉素硫酸钙颗粒或万古霉素骨水泥均可取得较好的疗效；对于伴有胫骨软组织缺损的患者，采用皮瓣加外固定支架结合万古霉素硫酸钙颗粒治疗效果满意。
参考文献
[1] Sâraç A, Schnetzke M, Swartman B, et al. Posttraumatic and postoperative osteomyelitis: surgical revision strategy with persisting fistula[J]. Archives Orthopaedic Trauma Surg, 2014, 134: 159-165.
[2] McKee MD, Li-Bland EA, Wild LM, et al. A Prospective, randomized clinical trial comparing an antibiotic-impregnated bioabsorbable bone substitute with standard antibiotic-impregnated cement beads in the treatment of chronic osteomyelitis and infected nonunion[J]. J Orthop Trauma, 2010, 24: 483-490.
[3] Gustilo RB, Anderson JT. Prevention of infection in the treatment of one thousand and twenty-five open fractures of long bones: retrospective and prospective analyses[J]. J Bone Joint Surg Am, 1976, 58: 453-458.
[4] Boxma H, Broekhuizen T, Patka P, et al. Randomised controlled trail of single-dose antibiotic prophylaxis in surgical treatment of closed fractures: The Dutch Trauma Trial[J]. Lancet, 1996, 347: 1133-1137.
[5] Hansis M. Pathophysiology of infection––a theoretical approach[J]. Injury, 1996, 27 Suppl 3: SC5-SC8.
[6] Tsukayama DT. Pathophysiology of posttraumatic osteomyelitis[J]. Clin Orthop Relat Res, 1999(360): 22-29.
[7] Gillespie WJ, Walenkamp G. Antibiotic prophylaxis for surgery for proximal femoral and other closed long bone fractures[J]. Cochrane Database Syst Rev, 2001, 1: CD000244.
[8] Schierholz JM, Morsczeck C, Brenner N, et al. Special aspects of implant-associated infection in orthopedic surgery. From the pathophysiology to custom-tailored prevention strategies[J]. Orthopade, 2004, 33: 397-404.
[9] Poultsides LA, Liaropoudis LL, Malizos KN. The socioeconomic impact of musculoskeletal infections[J]. J Bone Joint Surg Am, 2010, 92: e13.
[10] Costerton JW, Stewart PS, Greenberg EP. Bacterial biofilm: a common cause of persistent infections[J]. Science, 1999, 5418: 1318-1322.
[11] Ziran BH. Osteomyelitis[J]. J Trauma, 2007, 62: S59-S60.
[12] 裴国献. 重视肢体软组织损伤的伤情评估与处理[J]. 中华创伤骨科杂志, 2012, 14: 829-830.
[13] Penner MJ, Duncan CP, Masri BA. The in vitro elution characteristivs of antibiotic-loaded CMW and palacos R bone cements[J]. Arthroplasty, 1999, 14: 209-214.
[14] Rightmire E, Zurakowski D, Vrahas M. Acute infections after fraceture repairi management with hardware in place[J]. Clin Orthop Relat Res, 2008, 466: 466-472.
[15] Berkes M, William T, Obremskey MP, et al. Maintenance of hardware after early postoperative infection following fracture internal fixation[J]. J Bone Joint Surg Am, 2010, 92: 823-828.
[16] 徐永清, 朱跃良. 四肢软组织缺损修复重建方法的选择[J]. 中华创伤杂志, 2009, 25: 291-293.
[17] 徐永清, 朱跃良, 李军, 等. 190例小腿严重损伤的修复重建[J]. 中华创伤杂志, 2009, 25: 298-302.
[18] 徐永清, 李军, 林月秋, 等. 皮瓣联合外固定架治疗胫骨骨折伴小腿软组织缺损[J]. 中华显微外科杂志, 2004, 27: 164-165.
[19] 徐永清, 范新宇. 小腿穿支皮瓣的临床应用[J]. 中华显微外科杂志, 2013, 36: 308-331.
[20] 徐永清, 朱跃良, 范新宇, 等. 吻合血管的小腿穿支皮瓣修复四肢创面[J]. 中华显微外科杂志, 2012, 35: 450-452.
[21] 徐象党, 周鹏, 杨新东. 小腿后区主要穿支的形态学分析与皮瓣设计[J]. 温州医学院学报, 2008, 38: 513-515.
[22] 梅劲, 任加武, 楼新法, 等. 小腿部主要穿支的形态学分析与皮瓣设计[J]. 中国临床解剖学杂志, 2006, 24: 251-254.
[23] 梅劲, 宋铁山, 戴开宇, 等. 人体皮动脉的解剖学定位定量研究[J]. 中国临床解剖学杂志, 2006, 24: 236-239.
徐永清教授简介：
徐永清，男，1962年5月出生于安徽省合肥市，汉族。现任昆明总医院附属骨科医院院长，全军骨科中心主任，博士，教授，主任医师，博导，博士后联系导师。1999年毕业于第一军医大学获博士学位。在创伤骨科，特别是显微外科和手外科方面有很高的造诣，2005年曾到德国汉堡进修人工关节置换。发表论文168篇，其中第一作者70余篇，主编专著1本，参加编写12本专著，获军队及云南省二等奖6项（以第一作者获军队医疗成果及云南省科技进步二等奖各1项，以第二作者获云南省科技进步二等奖1项，以第三作者获军队科技进步二等奖1项，以第六和第七作者获云南省科技进步二等奖各1项）；获军队及云南省科技进步三等奖11项（其中第一作者6项）。2001年被评为联勤部“学习成材”标兵，3次荣立三等功，2004年被军区联勤部评为“优秀基层主官”，享受2004、2006年度军队优秀专业技术人才岗位津贴（Ⅲ类），获2004年军队杰出人才基金。。2007年荣获“第四届中国医师奖”，是首位获此殊荣的优秀专家。目前担任的主要学术职务有：中华医学会手外科学会常委，中华医学会显微外科学会常委，中国医师协会骨科分会常委，全军显微外科学会副主任委员，云南省医学会骨科分会主任委员，骨科专业委员会主任委员，云南省康复医学会修复重建委员会主任委员，中国解剖学会临床解剖学分会副主任委员，《中国临床解剖学杂志》副主编，《西南国防医药》第四届编辑委员会副主任委员，《中华手外科杂志》、《中华创伤骨科杂志》、《中华显微外科杂志》、《中华创伤杂志》等12个杂志编委。
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