亚非的骨修复园地

骨不连的原因和病理改变
李亚非

一、骨不连接的原因

骨不连与延迟连接的原因可分为三类：技术性因素、生物学因素和联合因素。

全身性因素：病人的代谢和营养状况、一般健康状况和活动情况，激素、药物、年龄、性别、人种、营养和其他因素等。最近有报道吸烟与骨不连有关。
技术性因素：生物学过程是正常，骨愈合异常主要是由于治疗方法不当引起的。
与以下因素有关：
1．感染使骨折端坏死以及营养血管闭塞，破坏骨痂形成的正常进程，骨质吸收或形成死骨，导致骨不连。
2．治疗不当使骨折端分离；不能消除骨折端不利的异常活动及应力；肌肉收缩力使骨折断端间隙增大，如尺骨鹰嘴骨折，膑骨骨折等。开放性粉碎性骨折清创时过多地去除碎骨片造成骨缺损；骨折间隙嵌有软组织。
3．严重开放性骨折造成软组织损伤，影响骨折端血运，骨不连发生率也较高，可达5%～17%。手术切开复位，也因骨膜剥离过多，骨不连发生率可高于闭合复位的4倍。传统的坚强内固定和一期愈合与应力遮挡，钢板下的血运破坏发生率较高，易发生坚强内固定后的骨吸收以及拆除内固定物后的再骨折。
近二十年来骨折治疗由机械力学向生物学的转变，考虑保留骨和软组织的血供，尽量保留骨折周围软组织的完整。从绝对解剖复位，坚强内固定、一期愈合的力学固定方式向生物学固定方式（BIOLOGICAL FIXATION)演变即间接愈合方式（骨痂）。骨折的生物学固定(BO)概念的内涵，即应用微创外科技术操作以保护骨折端和软组织的血运，采用生理的、合理的接骨术，骨折生物学固定的应用原则：小切口或远离骨折端的切口，复位利用间接复位技术，对粉碎性骨折进行非解剖复位，主要恢复骨骼的长度、轴线、矫正扭转，达到解剖排列，骨折愈合的主要条件是依靠存在活力的骨块,通过骨痂，形成骨的迅速连接。
生物学因素
治疗方法是得当的，骨延迟连接和骨不连接是由于生物学过程异常造成的，包括骨痂形成障碍、骨痂钙化障碍、异常分化、骨改建塑形异常。作者研究发现多种骨生长因子、神经肽类通过影响细胞间的通讯影响骨痂的形成量和改建。
1. 骨痂形成障碍：如果长管骨骨折骨痂形成量不足或根本不出现骨痂，说明局部多细胞介质活性产生异常，也说明正常骨愈合过程中的骨折初期细胞致敏-刺激-增殖-分化-机化等环节上出了障碍。临床表现为长骨骨折2月以上，X线摄片显示骨折端没有足够骨痂形成。组织病理学研究显示其骨折间隙很少有新的骨组织产生，而取代它们的是大量的纤维组织。
2. 骨痂钙化障碍：骨痂钙化障碍可导致骨不连。骨改建和骨塑形必须等到骨痂完全钙化后开始。骨痂钙化障碍所致的骨延迟连接和骨不连接所占比例在3%以下。
3. 区域性加速现象(RAP)低下：骨折后的软、硬组织损伤具有促进正常骨愈合的作用，称为RAP。RAP低下可导致骨痂形成减少和板层骨取代编织骨机能低下。骨折3个月以后，如临床X线显示局部密质骨纵向遂道样改变缺失或邻近干骺端骨小梁稀少、骨质疏松，骨扫描显示局部冷相，考虑RAP，提示骨改建受严重影响，预示骨愈合过程变慢。
临床上某些疾病可使RAP低下，包括糖尿病、合并周围神经损伤、各种原因引起的区域性主要感觉丧失、二磷酸中毒、严重放射性损伤和营养不良等。
4. 异常分化：如果骨折早期局部组织细胞致敏-刺激-增殖反应是正常的，但成骨细胞和成软骨细胞被成纤维细胞或成脂肪细胞替代，那么骨折端间隙将被瘢痕组织或脂肪组织所填充，而不是骨痂，成为异常分化。
临床上导致异常分化的常见原因包括某些转移性肿瘤和骨折不适当治疗；其他原因包括慢性原发性甲状旁腺机能亢进、神经纤维瘤病、糖尿病性神经病变、局部神经完全切除和先天性胫骨假关节。
5. 骨改建异常：骨改建异常可导致板层骨取代骨痂的进程延缓。6. 骨塑形异常：骨塑形异常大多发生在小儿的成骨不全，其板层骨替代编织骨或塑造骨的能力接近完全或完全丧失。骨塑形异常也可发生在软骨病和各种佝偻病，从而导致胫骨或股骨弯曲，这可能是由于新生板层骨钙化障碍，从而导致未钙化的板层骨基质堆积。适当范围的机械刺激才有促进骨愈合的作用。

二、骨不连的病理改变

经临床或X线证实骨折愈合停止而未连接的可能性很大时才能诊断为骨不连。1986年，美国FDA将骨不连定义为“损伤和骨折后至少9个月，并且没有进一步愈合倾向已有3个月”。但这个标准并不适用于每一处骨折。长骨干部骨折愈合需要较长的时间，至少在6个月之内不能认为是骨不连，特别是在局部伴有感染等并发症时。相反，股骨颈骨折有时在3个月时就可诊断骨不连。

（一）骨不连的病理学说
骨折后新骨生成的过程，大体上是骨折端血肿形成，血肿转变为肉芽，纤维组织机化，再形成纤维软骨；纤维软骨首先要有矿物质沉着化，血管进入，成骨细胞也随之而入，刺激成骨作用，同时需胶原纤维合成，最后才能形成新骨。也就是说，纤维软骨必须在矿物盐沉着后才能形成，此时也有软骨介入或骨化。当骨缺损段较长及骨外膜丧失较重，致骨折愈合不能按前述一般骨折愈合的方式进行，在骨断端形成疤痕组织。骨折不连接是由于骨折断端的骨缺损距离较远，或骨外膜丧失较重，影响骨外膜及骨髓腔中有关细胞的成骨机能，即骨外膜的成骨细胞转变为骨母细胞和软骨细胞数量不足，同时骨内膜的成骨细胞及骨髓中间叶细胞的成骨作用也受阻，或因各种细胞（纤维母细胞、骨母细胞及软骨母细胞）出现规律的失常，杂乱无章的出现在各种不同的骨痂，尤其是纤维母细胞不能化生为骨细胞和骨组织，而是变为纤维细胞，在骨折断端处形成疤痕，同时，纤维母细胞产生胶原及骨母细胞产生骨基质的功能也受阻，致影响成骨作用⑸。加之，破骨细胞在骨折愈合的全过程中始终处于活跃状态，吞噬功能旺盛，往往将新形成的少量骨组织即使未达到多余程度就被其吞噬、破坏，致骨性骨痂无法形成，而是由最易生长的纤维疤痕将骨折断端衔接起来，十分脆弱，因而无法适应力学和机体功能的需要。

（二）、骨不连的形成
骨不连的形成主要是纤维软骨未能矿物盐沉着化，这种情况最易发生在固定不够完善时，其机制尚不清楚。但只要骨折后早期立即改用完善的固定，钙盐沉着可以形成，骨折能够愈合；若此时不予纠正固定，骨不连即难避免，这也是为什么要改用合理的固定，如加压钉、加压钢板、髓内针及骨外穿针加压固定，可以治愈骨不连（不是所有的骨不连）的道理。

（三）早期固定和肢体负重对骨不连的影响
纤维软骨矿物盐沉着化后，血管虽已长入，新骨形成，早期仍是网状骨（woven bone）,骨小梁还不坚实，此时固定十分重要，必须继续坚持，骨小梁间空隙再加以充实，最后才能变为较硬的骨密质。在后期出现破骨细胞，它可吸收骨质，吸收骨的速度每天可高达60μm，而成骨细胞使骨折端的对合速度每天只有1.5μm，此时骨折附近形成骨质疏松(osteoporosis)，纠正的方法是使肢体负重或取出钢板等内固定物。

（四）骨不连的先兆
因纤维软骨未钙化，骨折间缺乏成骨作用，逐渐形成间隙，此时骨膜虽可形成骨痂，骨折端可增粗，但因间隙逐渐加大，而骨折端髓腔的成骨作用仍存在，所以两骨端都逐渐硬化，封闭髓腔。这一现象的出现，显示了骨不连的先兆，髓腔边缘成骨，变成薄的连性平板，若继续发展，纤维组织覆盖住硬化骨端，如果此时不采取相应措施，骨不连即形成。骨折端硬化，并不说明骨折端已失去活力，相反，只要及时采取合理的措施（如电刺激或加压），硬化可逐渐消失。硬化骨在消失过程中可借助大量矿物盐参与骨折的修复；其实，硬化骨仍有一定的活力。切开复位时，最好不将硬化骨过多地咬除。