深冻辐照同种异体骨钉在骨折治疗中的应用
【摘要】 目的 通过手术及随访，评价深冻辐照同种异体骨钉在骨折治疗应用中的优缺点。方法 1997年5月～2001年10月应用深冻辐照同种异体骨钉治疗各类骨折35例。结果 随访2～36个月，失败3例。结论 深冻照射同种异体骨钉具有良好的生物相容性，但由于骨钉的强度不足，只适用于松质骨及非承重骨骨折固定，禁用于粉碎性骨折及在承重骨作为主要内固定。
关键词 骨折固定术 同种异体骨
【文献标识码】 A 【文章编号】 1726-7587(2003)05-0392-02
Allogenic bone rods with freeze drying and gamma rays
irradiation for treatment of fracture
Zhou Zhenbin
, 百拇医药
Department of Orthopaedics，Wujing Hospital，Shanghai200241.
【Abstract】 Objective Evaluating the advantages and the deficiencies of the application of the allogenic bone rods with freeze drying and gamma rays irradiation in the treatment of fracture by operation and follow-up survey.Methods From May1997to Oct.2001，35fracture cases which used the allogenic bone rods with freeze drying and gamma rays irradiation for treatments had been followed up.Results Follow up these cases2to36months.3cases failed.Conclusion The allogenic bonerods with freeze drying and gamma rays irradiation have good biologic compatˉibility.However，because of lacking intensity，the allogenic bone rods is well applicable in the fixation of cancellous bones fracture and unloaded bone fracture，and can be used as supplementary fixation of loaded bone，and is not indiˉcated for fixation of comminuted fracture.
, 百拇医药
Key words fixation of fracture allogenic bone
切开复位内固定是治疗骨折的常用方法，金属内固定物的应力遮挡作用，需二次手术取出内固定物等不足已为临床重视。本院1997年5月～2001年10月应用深冻辐照同种异体皮质骨骨钉治疗骨折35例，报告如下。
1 临床资料
1.1 一般资料 本组共35例，男25例，女10例。年龄8～78岁，平均年龄42岁。其中，单臂外固定支架固定时，骨断端用骨钉作辅助固定，治疗胫腓骨双骨折17例;尺桡骨双骨折，钢板固定后碟形骨片固定4例;作为髓内钉固定2例;左肱骨内髁陈旧性骨折1例;左髋关节脱位伴髋臼骨折1例;肱骨外髁骨折1例;内踝骨折3例，取内固定后钉孔植骨填塞6例。
1.2 骨钉制备及测定 同种异体骨钉由山西医用组织库利用成人股骨皮质骨制备而成，经深冻，辐照去除抗原性后灭菌包装，备用。其生物力学性能在instron电子万能实验机上测定并同不锈钢斯氏针、克氏针、SP-PLLA棒的抗弯强度，剪切强度作比较，结果见表1。
, http://www.100md.com
表1 4种内固定钉生物力学测定对照(略)
1.3 手术方法 显露骨折断端，解剖复位，用同骨钉直径相同的直钻头钻孔，将骨钉在生理盐水中浸泡5min后击入孔内，骨钉由于液体复水作用，8h后略有膨胀，固定将更加牢固。根据固定部位选用适当长度、直径的骨钉，骨钉使用应在2枚以上，呈交叉位固定。植骨填塞一般3～5枚。
2 结果
随访2～36个月，失败3例，均为开展早期适应证选择不当所致，其中1例为粉碎性内踝骨折，碎骨块以1枚骨钉固定，术后骨块移位。还有1例外固定支架治疗胫腓骨双骨折，骨钉作为髓内钉辅助应用，由于骨延迟愈合，骨缺损，外固定失败，内固定也同时失败。另1例肱骨外髁骨折以1枚骨钉固定，术后3周发现断钉，骨块移位失败。在全部病例中，无白细胞异常升高，发热，伤口肿胀或渗出等近期或远期排异反应。X线随访中，未见骨钉周围有较其他部位骨痂明显增加现象。断钉病例术后2.5个月第二次手术时，未见骨钉周围有较多量骨痂生成。
, 百拇医药
3 讨论
3.1 同种异体骨钉应用适应证 本组早期失败3例，1例骨钉用于粉碎性内踝骨折，由于无法将全部碎骨块固定，术后骨块移位失败。另1例，作胫骨髓内钉应用，由于主要的外固定支架失效，仅靠骨钉在髓内是无法维持对位对线的。第3例，由于肌肉牵拉应力造成断钉。因此，骨钉只适用于松质骨及非承重骨骨折固定，在承重骨固定时，只能作为辅助固定应用，禁用于粉碎性骨折及在承重骨作为主要内固定。只有在适当的病例中应用骨钉才能收到良好的效果。
3.2 关于排异反应 目前一般认为，同种异体骨的免疫活动经过冷冻干燥处理后已遭到破坏或减少，特别是再经过γ射线辐照后进一步降低了免疫原性，可视为无免疫原性植入物应用 [1，2] ，在本组35例中，有6例是取内固定后钉孔用3～5枚骨钉填塞植骨，用骨钉较多，但均未出现近期及远期排异反应。同目前常用的可吸收高分子固定物相比较，后者植入后有7.9%病人发生迟发性无菌性炎症组织反应，需再手术切开引流换药后伤口才能愈合 [1，3] 。同种异体骨钉具有良好的生物相容性。
, 百拇医药
3.3 固定稳定性 固定稳定性首先同骨钉强度相关，皮质骨的生物力学性质主要由羟基磷灰石，胶原及它们组成的结构决定。冻干使组织免疫排斥进一步下降，虽然骨成分没有改变，但它对骨强度的影响也是明显的。冻干骨在复水前很脆，植入骨内后相当于被体液逐渐复水膨胀，经复水1～8h后各种生物力学指标才逐渐恢复。辐照对不脱钙骨机械强度的影响主要同剂量有关。为弥补骨钉强度不足，我们应用的骨钉不同的长度采取不同的横截面积，也就是越长的骨钉越粗，每例使用骨钉在2枚以上，并且要交叉位置入，这样，可以减少每钉所受的应力，增强固定稳定性。
3.4 关于骨钉的成骨作用 研究表明，冷冻干燥过程在改变骨基质的抗原性和抑制骨组织的相容抗原的同时，仍保留深冻骨的骨诱导能力。但在我们使用骨钉的35例病例X线片随访中，未见骨钉周围有较其他处增量骨痂生成，骨愈合时间也无明显缩短。在断钉病例第二次手术时(距第一次手术2.5个月)未见骨钉周围有较其他处增量骨痂，未显示出骨钉的骨诱导作用，这种情况的存在有两种可能:一 种是应用骨钉量少，而且骨诱导作用发生缓慢，因而表现得不明显。其次同辐照灭菌过程相关。如能使骨钉的骨诱导作用发挥出来，骨钉应用的优势将更加明显 [4，5] 。
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3.5 优势与局限 Hofman [6] 等认为，良好的可吸收骨折内固定物应具备以下几个条件:(1)足够的强度和稳定的固定，弹性模量和骨接近，强度逐渐衰减以使负荷传导于骨折端，促进骨折尽早愈合;(2)良好的生物相容性，无毒，无抗原性和致癌性;(3)适度的生物降解性，降解产物能被生理排泄系统清除;(4)尽可能少的并发症。
同种异体骨钉基本上具有以上各项条件，缺点是强度不够，以增粗来增加强度是有一定限度的，还有待找出一种既保持骨钉现有特性，又能增加强度的方法。这是扩大骨钉应用范围的一个突破口。骨钉机械强度随时间的衰减过程，及最后转归还有待进一步的随访及实验研究。
参考文献
1 郭晓东，郑启新，杜靖远，等.可吸收骨折内固定材料的新进展.骨与关节损伤杂志，1997，6:374-376.
2 陈永强，裘世静，戴克戎，等.同种异体骨固定物治疗踝部骨折的临床观察.组织移植通讯，1995，5:22-25.
, 百拇医药
3 徐又佳，郑祖根，王晓东，等.骨折愈合中可吸收固定材料降解过程的超微结构观察.骨与关节损伤杂志，1997，6:323-325.
4 孙世荃.同种骨的制备方法及其成骨效果.中华外科杂志，1996，8:473-474.
5 孙世荃.骨移植专题讨论会会议纪要.中华外科杂志，1996，8:469-470.
6 Hofman.GO.Arch Orthop Trauma Surg，1995，114:123.
作者单位:200241上海市吴泾医院
(收稿日期:2003-06-22)
(编辑 小川), 百拇医药(周振彬)
关键词 骨折固定术 同种异体骨
【文献标识码】 A 【文章编号】 1726-7587(2003)05-0392-02
Allogenic bone rods with freeze drying and gamma rays
irradiation for treatment of fracture
Zhou Zhenbin
, 百拇医药
Department of Orthopaedics，Wujing Hospital，Shanghai200241.
【Abstract】 Objective Evaluating the advantages and the deficiencies of the application of the allogenic bone rods with freeze drying and gamma rays irradiation in the treatment of fracture by operation and follow-up survey.Methods From May1997to Oct.2001，35fracture cases which used the allogenic bone rods with freeze drying and gamma rays irradiation for treatments had been followed up.Results Follow up these cases2to36months.3cases failed.Conclusion The allogenic bonerods with freeze drying and gamma rays irradiation have good biologic compatˉibility.However，because of lacking intensity，the allogenic bone rods is well applicable in the fixation of cancellous bones fracture and unloaded bone fracture，and can be used as supplementary fixation of loaded bone，and is not indiˉcated for fixation of comminuted fracture.
, 百拇医药
Key words fixation of fracture allogenic bone
切开复位内固定是治疗骨折的常用方法，金属内固定物的应力遮挡作用，需二次手术取出内固定物等不足已为临床重视。本院1997年5月～2001年10月应用深冻辐照同种异体皮质骨骨钉治疗骨折35例，报告如下。
1 临床资料
1.1 一般资料 本组共35例，男25例，女10例。年龄8～78岁，平均年龄42岁。其中，单臂外固定支架固定时，骨断端用骨钉作辅助固定，治疗胫腓骨双骨折17例;尺桡骨双骨折，钢板固定后碟形骨片固定4例;作为髓内钉固定2例;左肱骨内髁陈旧性骨折1例;左髋关节脱位伴髋臼骨折1例;肱骨外髁骨折1例;内踝骨折3例，取内固定后钉孔植骨填塞6例。
1.2 骨钉制备及测定 同种异体骨钉由山西医用组织库利用成人股骨皮质骨制备而成，经深冻，辐照去除抗原性后灭菌包装，备用。其生物力学性能在instron电子万能实验机上测定并同不锈钢斯氏针、克氏针、SP-PLLA棒的抗弯强度，剪切强度作比较，结果见表1。
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表1 4种内固定钉生物力学测定对照(略)
1.3 手术方法 显露骨折断端，解剖复位，用同骨钉直径相同的直钻头钻孔，将骨钉在生理盐水中浸泡5min后击入孔内，骨钉由于液体复水作用，8h后略有膨胀，固定将更加牢固。根据固定部位选用适当长度、直径的骨钉，骨钉使用应在2枚以上，呈交叉位固定。植骨填塞一般3～5枚。
2 结果
随访2～36个月，失败3例，均为开展早期适应证选择不当所致，其中1例为粉碎性内踝骨折，碎骨块以1枚骨钉固定，术后骨块移位。还有1例外固定支架治疗胫腓骨双骨折，骨钉作为髓内钉辅助应用，由于骨延迟愈合，骨缺损，外固定失败，内固定也同时失败。另1例肱骨外髁骨折以1枚骨钉固定，术后3周发现断钉，骨块移位失败。在全部病例中，无白细胞异常升高，发热，伤口肿胀或渗出等近期或远期排异反应。X线随访中，未见骨钉周围有较其他部位骨痂明显增加现象。断钉病例术后2.5个月第二次手术时，未见骨钉周围有较多量骨痂生成。
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3 讨论
3.1 同种异体骨钉应用适应证 本组早期失败3例，1例骨钉用于粉碎性内踝骨折，由于无法将全部碎骨块固定，术后骨块移位失败。另1例，作胫骨髓内钉应用，由于主要的外固定支架失效，仅靠骨钉在髓内是无法维持对位对线的。第3例，由于肌肉牵拉应力造成断钉。因此，骨钉只适用于松质骨及非承重骨骨折固定，在承重骨固定时，只能作为辅助固定应用，禁用于粉碎性骨折及在承重骨作为主要内固定。只有在适当的病例中应用骨钉才能收到良好的效果。
3.2 关于排异反应 目前一般认为，同种异体骨的免疫活动经过冷冻干燥处理后已遭到破坏或减少，特别是再经过γ射线辐照后进一步降低了免疫原性，可视为无免疫原性植入物应用 [1，2] ，在本组35例中，有6例是取内固定后钉孔用3～5枚骨钉填塞植骨，用骨钉较多，但均未出现近期及远期排异反应。同目前常用的可吸收高分子固定物相比较，后者植入后有7.9%病人发生迟发性无菌性炎症组织反应，需再手术切开引流换药后伤口才能愈合 [1，3] 。同种异体骨钉具有良好的生物相容性。
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3.3 固定稳定性 固定稳定性首先同骨钉强度相关，皮质骨的生物力学性质主要由羟基磷灰石，胶原及它们组成的结构决定。冻干使组织免疫排斥进一步下降，虽然骨成分没有改变，但它对骨强度的影响也是明显的。冻干骨在复水前很脆，植入骨内后相当于被体液逐渐复水膨胀，经复水1～8h后各种生物力学指标才逐渐恢复。辐照对不脱钙骨机械强度的影响主要同剂量有关。为弥补骨钉强度不足，我们应用的骨钉不同的长度采取不同的横截面积，也就是越长的骨钉越粗，每例使用骨钉在2枚以上，并且要交叉位置入，这样，可以减少每钉所受的应力，增强固定稳定性。
3.4 关于骨钉的成骨作用 研究表明，冷冻干燥过程在改变骨基质的抗原性和抑制骨组织的相容抗原的同时，仍保留深冻骨的骨诱导能力。但在我们使用骨钉的35例病例X线片随访中，未见骨钉周围有较其他处增量骨痂生成，骨愈合时间也无明显缩短。在断钉病例第二次手术时(距第一次手术2.5个月)未见骨钉周围有较其他处增量骨痂，未显示出骨钉的骨诱导作用，这种情况的存在有两种可能:一 种是应用骨钉量少，而且骨诱导作用发生缓慢，因而表现得不明显。其次同辐照灭菌过程相关。如能使骨钉的骨诱导作用发挥出来，骨钉应用的优势将更加明显 [4，5] 。
, http://www.100md.com
3.5 优势与局限 Hofman [6] 等认为，良好的可吸收骨折内固定物应具备以下几个条件:(1)足够的强度和稳定的固定，弹性模量和骨接近，强度逐渐衰减以使负荷传导于骨折端，促进骨折尽早愈合;(2)良好的生物相容性，无毒，无抗原性和致癌性;(3)适度的生物降解性，降解产物能被生理排泄系统清除;(4)尽可能少的并发症。
同种异体骨钉基本上具有以上各项条件，缺点是强度不够，以增粗来增加强度是有一定限度的，还有待找出一种既保持骨钉现有特性，又能增加强度的方法。这是扩大骨钉应用范围的一个突破口。骨钉机械强度随时间的衰减过程，及最后转归还有待进一步的随访及实验研究。
参考文献
1 郭晓东，郑启新，杜靖远，等.可吸收骨折内固定材料的新进展.骨与关节损伤杂志，1997，6:374-376.
2 陈永强，裘世静，戴克戎，等.同种异体骨固定物治疗踝部骨折的临床观察.组织移植通讯，1995，5:22-25.
, 百拇医药
3 徐又佳，郑祖根，王晓东，等.骨折愈合中可吸收固定材料降解过程的超微结构观察.骨与关节损伤杂志，1997，6:323-325.
4 孙世荃.同种骨的制备方法及其成骨效果.中华外科杂志，1996，8:473-474.
5 孙世荃.骨移植专题讨论会会议纪要.中华外科杂志，1996，8:469-470.
6 Hofman.GO.Arch Orthop Trauma Surg，1995，114:123.
作者单位:200241上海市吴泾医院
(收稿日期:2003-06-22)
(编辑 小川), 百拇医药(周振彬)