先天性脛骨假關節

先天性脛骨假關節概述

先天性脛骨假關節(CPT)是一種罕見的疾病,其特征為脛骨節段性發育異常、無正常骨形成,伴隨成角畸形、病理性骨折骨不連接。由於發育異常所致脛骨的畸形和特殊類型的不愈合,最終形成局部的假關節。常合併有Ⅰ型神經纖維瘤病。本病預後極差,一旦骨折,幾乎不能自愈。

先天性脛骨假關節病因

先天性脛骨假關節發病原因目前尚不完全清楚。

先天性脛骨假關節臨床表現

典型的先天性脛骨假關節畸形是患兒的小腿中1/3處向前彎曲畸形或假關節外形,患肢短縮。臨床最常使用的分型方法為Crawford分型。
Crawford分型的四種類型都有脛骨前弓(1986年)。
1.Ⅰ型
在畸形的頂點能夠觀察到骨髓腔通暢、皮質骨增厚。這種類型的患者常有好的預後,一些甚至可能不會發生骨折。
2.Ⅱ型
II型的定義是細小的髓腔和骨皮質增厚,和骨小梁的缺失。
3.Ⅲ型
III型的特點是囊性病變,這種類型的患者可能會骨折。這種類型的假關節患者會早期骨折,因此需要早期的治療。
4.Ⅳ型
IV型脛骨假關節表現為脛骨假關節和可能的腓骨不愈合。

先天性脛骨假關節檢查

1.常規X線片
疾病不同過程有不同的影像學改變。畸形的進一步發展後會發生骨不愈合。常規的X片顯示薄而萎縮的或寬而肥大的脛骨,通常近端是杯狀和遠端是尖的。假關節發生在脛骨遠端的1/3,也可發生在任何水平。腓骨常受到累及。
2.磁共振成像
磁共振成像(MRI)能為CPT疾病的範圍提供有價值的信息,有助於術前精確規劃切除的邊界。與標準的X片相比,在假關節形態和軟組織毗鄰方面,MRI能提供更精確的數據。假關節的位置在脂肪抑制像和T2加權圖像是高信號,在註入釓酸胺對比增強後T1加權圖像呈現輕微的低信號。假關節處的骨膜為厚的軟組織層。所有患者這層增厚的骨膜在脂肪抑制像和T1加權對比增強像顯示高信號。MRI可發現深部軟組織神經纖維瘤。
CPT的患者常規用X片診斷和隨訪過程中,MRI可推薦作為一種輔助的檢查。
3.CT
CT常能證實含硬化組織的溶骨性病變。

先天性脛骨假關節診斷

根據臨床表現及X線檢查即可作出診斷。

先天性脛骨假關節治療

1.新生兒期
石膏或支具保護:診斷確立後,不管是哪一型均應保護,防止外傷以免骨折後形成假關節。一部分囊性型的患兒,避免骨折,可以行刮除植骨術。部分患兒即使日後假關節的發生不可避免,由於保護得當而推遲發生的時間,待患兒年齡增長也可提高手術成功率。甚至一部分彎曲型的患兒在有效的防護下可獲得滿意的結果。如走路前以石膏托或石膏管型固定,定期更換,患兒開始走路後以輕便支具保護。部分患兒脛骨彎曲畸形逐漸減輕,最後髓腔通暢,完全恢復到正常骨質,避免了假關節的形成。
2.較大兒童期
(1)聯合手術
1)骨膜/骨移植
帶血管腓骨移植術是目前較好的治療方法,但再骨折形成假關節常有發生,尤其在骨遠端融合處。
2008年Thabet等報道用完整切除病變骨膜和結合游離骨膜移植、骨移植、脛腓骨用髓內棒、Ilizarov外固定器來提高骨折的愈合率和降低再骨折率。作者在兩個中心回顧性調查了20例患兒。最少隨訪2年(平均4.3年)。所有患兒在初期手術後獲得愈合。20例中8例發生10次再骨折,7例在行第二次手術時治療再骨折和成角畸形。3例再骨折的患者用BP輔助治療,這3例後來沒有發生再骨折。這20例中,沒有患者截肢。所有患者均戴支具至骨骼成熟。認為這種術式是一種有效的治療方法。然而,不能證實骨膜移植的直接效應,因為作者用了除骨膜移植以外的其他方法。
2)髓內棒結合皮質骨移植
2011年Shah等報道38例CPT有11例使用該手術方法治療,其中有9例獲得愈合。有2例在進一步手術後獲得愈合。最後隨訪的平均年齡是18.4歲,所有患兒均愈合,儘管10例有持續性的腓骨假關節。10例因不同情況而經歷了21次繼發性手術。最後隨訪時7例脛骨前中段彎曲(5~28度),5例踝外翻。患肢平均短縮2.6釐米,只有1例使用足底可升高支具的患兒患肢短縮8釐米。有3例拆除經足踝的髓內棒後,踝關節運動滿意。患兒使用美國足踝協會後足踝部評分在70~98分之間。所有患兒均無疼痛。對側脛骨骨皮質供區沒有併發症。作者得出結論:CPT使用假關節切除、髓內棒固定、皮質骨移植治療是非常有效的。從對側脛骨取骨皮質做骨移植的抗骨吸收能力比用松質骨要強,使用皮質骨移植的最初愈合率比使用松質骨高。但部分患兒將需要行額外的手術去治療再骨折和其他的併發症。
3)Ilizarov環形外固定器聯合髓內棒
2012年Agashe等複習了2003年~2008年間15例CPT,用Ilizarov外固定器和順行髓內棒治療。手術時患兒平均年齡7.5歲,平均肢体長度差異是2.5cm,術後平均隨訪4.5年,對患兒的踝關節功能和力線異常、骨愈合情況、下肢長度差異、併發症,行臨床和影像學評估。14例愈合,有6例初期愈合,8例行第二次手術後愈合。美國足踝協會後足踝部評分,從術前平均40分到術後平均64分,主要的併發症是1例發生再骨折,還有1例沒有愈合。與使用其他手術方式相比,應用這種術式可降低CPT的再骨折率,減少力線異常,且會獲得較好的踝關節功能。
4)包裹式自體髂骨植骨聯合手術
2011年梅海波等報道包裹式自體髂骨移植手術技術,自2007年3月至2010年7月,採取上述手術方法治療了51例CPT,手術時平均年齡3.2歲,3歲以下者共31例(占61%)。按照Crowford分型,其中Ⅱ型5例、Ⅲ型3例、Ⅳ型43例。結果所有病例均獲得完整隨訪。平均隨訪1.6年,其中獲得2年以上隨訪共19例。拆除llizarov外固定器的平均時間為3.5個月。按照Johnston臨床分級系統,I級26例,Ⅱ級21例,Ⅲ級4例;按照Ohnishi X線分級標準,假關節愈合42例,假關節延遲愈合5例,假關節不愈合4例。所有病例在術後3~4個月時隨訪發現,脛骨假關節包裹式植骨部位出現明顯增粗,呈現為明顯的梭形或紡錘形膨大,作者得出結論:自體髂骨移植能提供有活性的成骨細胞和誘導成骨的糖蛋白和BMP,而包裹式植骨有助於保持松質骨碎塊與假關節緊密接觸,允許在局部形成高濃度的糖蛋白和骨形態發生蛋白(BMP)等化學誘導因子,有促進假關節愈合的作用,初步臨床觀察證實,包裹式自體髂骨移植具有促進CPT愈合的作用,可作為一種新型的植骨方法,在臨床中推廣。
2012年作者報道了上述手術方法並得出結論:經足踝髓內固定、自體髂骨移植和llizarov環形外固定器的聯合技術是治療兒童CPT的相對可靠的方法,初期隨訪結果表明該手術方案不僅明顯的縮短愈合時間,也降低了再骨折發生率,尤其適用於多次手術失敗的病例。
(2)Masquelet技術
Masquelet技術分兩個階段。第一階段包括根治性切除病竈和骨缺損區骨水泥填充,用髓內釘內固定。第二階段(是在第6到8周後),去掉骨水泥,保留骨水泥周圍誘導膜,填充自體移植物(皮質骨和松質骨),縫合這層誘導膜。用經足踝髓內棒穩定重建的脛骨及移植物。
2011年Gouron報道對14月大的患兒行早期脛骨假關節切除和Masquelet技術重建骨缺損。七個星期後患兒獲得牢固愈合能夠完全負重。經過兩年半的時間,患兒脛骨重建良好和無長度差異。用這種技術治療CPT避免了從健側小腿上取帶血管蒂的腓骨,沒有用外固定架的併發症。作者認為應該在CPT早期治療中考慮行Masquelet技術,實現和維持愈合。
(3)“四合一骨融合術”
該術式精細而完整的切除假關節硬化部分和纖維錯構瘤組織,脛骨和腓骨髓腔再造。用寬大的自體骨移植是這個手術的重要部分。一般從髂骨的內板取骨,用伊氏架加壓,脛腓骨後側用矩形皮質骨,脛腓骨之間用大量的松質骨填塞。同理前側也用一塊皮質骨。然後用縫合線打結。脛骨的近端、遠端和腓骨近端、遠端放置在一起。
2011年Choi等報道了13例萎縮型CPT伴有B2型腓骨假關節,在1989年至2007年期間,因萎縮型CPT行伊氏架骨融合術。為了驗證“四合一骨融合術”的有效性,作者比較了2組B2型患兒發生再骨折和踝關節功能情況。8例(平均年齡6.3歲)行“四合一骨融合術”。對照組5例(平均年齡3.2歲)用其他的方法治療。“四合一骨融合術”組的8例沒有發生再骨折。而對照組只有1例沒有發生再骨折。踝關節的功能沒有明顯的區別。本手術的獨特優點是:①使假關節愈合區域最大化,②大範圍促進骨愈合,③使踝關節穩定和防止腓骨遠端部分向近端移位,④維持踝關節的可動性。
“四合一骨融合術”能穩定踝關節和促進骨愈合,對於萎縮型CPT伴有B2型腓骨假關節的患兒是一個較好的選擇。
(4)MSC移植
2010年Granchi等報道,認為骨愈合的病理生理基礎主要取決於細胞的成骨分化潛能。作者從7例CPT伴有1型神經纖維瘤病(NF1)和6例CPT不伴有NF1的病變部位和髂嵴(iliac crest,IC)收集骨髓標本。4例無CPT患者作為對照組。實驗表明,IC-MSC分化為成骨細胞的能力明顯高於病變部位的MSC,但CPT患者IC-MSC分化為成骨細胞的能力比對照組低。該研究表明,MSC移植對治療CPT可能是一種很有前途的治療方案。仍需進一步的研究來證實MSC移植比標準的外科治療更為有效。
2010年Tikkanen等報道2例神經纖維瘤病1型引起的CPT嘗試所有的早期治療失敗後,患者選擇截肢之前接受MSC移植治療。MSC來自髂嵴骨髓,用骨誘導性媒介培養3周。培養的MSC溶液註入脛骨的骨髓腔和脛骨假關節周圍,用一塊沾有MSC的膠原蛋白海綿包裹骨缺損區。在MSC移植後,隨訪10個月。觀察到這2例患者在假關節的部位形成了骨,三分之二的骨缺損區愈合。因一些新的感染、假關節和小腿嚴重短縮這些與細胞移植不相關的臨床原因,這2例患者最後選擇截肢。作者分析骨樣本去評價MSC治療的有效性和安全性,得出結論:MSC移植能使骨重塑正常,促進骨吸收和改善骨的總體結構。作者觀察到在MSC移植後,皮質骨破骨細胞的數量是移植之前的2倍。此外,在MSC移植後,患者的骨礦物質含量改善。沒有看到異常骨形成或惡變的徵象。這些數據表明,在患者病情不嚴重的況下,用MSC移植治療由NF1引起的CPT療效可,沒有副作用
2012年Granchi等報道10例CPT通過使用IC-MSC、富含血小板纖維蛋白(platelet-rich fibrin,PRF)和凍乾骨,其中6例CPT伴有NF1。用生化和分子分析去評價IC-MSC的內在成骨潛能(細胞培養用胎牛血清)與PRF的骨誘導特性(細胞培養用自體血清)。結果:3例CPT伴有NF1獲得愈合。在這些患兒中,IC-MSC放在含自體血清的試管中能夠形成礦物質骨,而形成礦物質的能力在患兒身上完全消失。作者發現,前成骨性的生長因子是促進骨愈合的重要因子,對於治療CPT用自身MSC和血小板源性的生長因子可能是有效的,它增加了獲得有效骨組織再生的機會。
(5)藥物和外科手術聯合治療
1)BMP
2010年Richards等報道7例CPT,行脛骨假關節切除、脛骨短縮截骨、腓骨截骨、脛骨Williams棒固定、自體髂骨移植。方法是將人重組骨形成蛋白2(two types recombinant human bone morphogenetic protein,rhBMP-2)註射浸透膠原蛋白海綿,包裹假關節局部。初次外科手術結合使用rhBMP-2治療,7例中有5例在X線上表現為假關節愈合,平均時間是6.4個月;4例獲得維持愈合的平均時間是5.4年。作者得出結論:使用rhBMP-2可能會縮短愈合時間、提高獲得長期愈合的機會。
2011年Spiro等複習了5例平均年齡7.4歲的CPT,患兒已用rhBMP-2和髓內棒治療,其中4例也用了Ilizarov外固定器。術後影像學平均愈合時間為3.5個月,平均4.2個月拆除伊氏架。這些結果表明使用rhBMP-2結合使用髓內棒和Ilizarov外固定器能提高初期骨愈合率和縮短愈合時間。
2012年Dohin等報道,33例使用rhBMP作為輔助藥物治療CPT,有26例獲得愈合,治愈率為78%,其治愈率沒有比其他治療方案高。而且藥物應用次數獲得的成功率只有66%,66%被認為是rhBMP的真實有效率,且愈合的時間沒有縮短。
(2)BP
自從在假關節周圍的錯構瘤組織中觀察到破骨細胞活性增加,於是通過給予BP來抑制破骨細胞。2013年khan報道BMP與BP合用獲得滿意的愈合率,但並沒有明顯的優於那些既沒用BMP也沒用BP的歐洲和日本的多中心試驗結果。不能確定BP對假關節獲得骨愈合的貢獻有多大,因為作者並沒有單獨使用這種藥物。
(3)聯合使用rhBMP與BP
2010年Birke等在2002年至2008年間,用這種方法治療的8例CrawfordIV CPT,其中7例(6例確診有NF1)手術時的年齡中位數為7歲。在手術時用BMP-7,隨後加用BP。用這種方法8例中有6例在平均5.5個月後獲得初期愈合。這6例中有1例在術後17個月獲得初期愈合後,出現了新的脛骨遠端骨折,這要多次手術治療並最後在19個月時愈合。其餘2例分別在14個月和30個月,通過多次手術最終獲得愈合,但需要治療再骨折。根據這些臨床數據及以前的臨床前沿結果,作者提出BP通過抑制破骨性骨質流失可能對於BMP誘導骨生成有很大的幫助。
(4)Shotgun治療方案
2012年Paley等報道用BP和BMP藥物聯合骨膜和自體松質骨移植、脛腓骨融合、髓內棒和外固定治療CPT。15例CPT使用這種方法,患兒平均年齡4歲。所有患兒獲得愈合,平均隨訪2年,沒有發生再骨折。這種shotgun治療方案,使CPT的機械力學環境和生物學環境達到最佳。作者認為這種聯合式的治療方案是目前CPT的最佳治療組合。
綜上所述,CPT愈合的關鍵因素包括充分的切除含病變骨膜假關節、足夠穩定的固定、建立適合骨愈合的最佳生物環境、及保護性負重至骨骼發育成熟是治療脛骨假關節的有效方法。外科手術治療及BMP、MSC、BP等治療CPT的前景可觀。複雜的CPT治愈率仍然不確定,有必要開展更大的前瞻性的多中心研究。在骨骼發育成熟時,需要用統一的評價方法進行多中心評價回答這些未解決的問題。