第6节

　　Ilizarov肢体延长术

　　一、Ilizarov对肢体延长术的基础研究

　　（一）张力-应力对组织的形成和生长的作用、延长段再生区的超微结构和生化观察

　　延长段再生区的中部有一生长带，延长过程中活跃的成骨均源于此带。延长后的固定阶段生长带逐渐骨化。受延长中张力-应力的影响，生长带的类成纤维细胞形成胶原纤维，其走行方向与牵开方向一致。在胶原纤维上，骨母细胞产生骨样组织。此骨样组织逐渐成为新的骨小梁，并远离中部的生长带。牵开期的全过程新骨生长在两端趋向成熟，即提高成骨活性（导致形态上和结构上的成骨）。类成纤维细胞存在于生长带的中部，长条形并延张力-应力的方向排列。这些细胞集中在毛细血管四周，超微结构检查发现这些细胞的特点是胞质中内质网（granular endoplasmic reticulum）和细胞核核仁均增殖。这是生物合成作用增强的两种典型所见。在类成纤维细胞四周有纵向排列成束的胶原纤维，也与牵开方向走行一致。凡固定坚固的，牵开区受张力-应力影响，表现为成骨作用活跃，成骨快，短时间内跨过软骨阶段直接骨化。骨母细胞产生骨样组织延胶原纤维走行，形成网状结构进而成为骨小梁。电镜检查生长区内骨母细胞的线粒体（mitochondria）的数量和体积均增加，并出现大而多的嵴，排列紧密。随后在胞质内质网出现空腔，其中充满核糖体（ribosomes）。这都说明代谢和蛋白合成活跃。拉长的骨母细胞及其细胞器（organelle），包括线粒体、Golgi体、溶酶体和中心体等也均与张力-应力方向一致。骨样组织、骨小梁和其中的骨细胞也沿纵轴排列。

　　对生长带的组织学也做了研究。生长区的代谢可因其成骨活性高而得到证实。成纤维细胞合成的碱性磷酸酶参与胶原基质的形成及其矿质化。在延长全过程中，成骨作用始终增强，生长区的丙酮酸（pyruvic acid）增多，有如乳酸脱氢酶降低氧耗一样，为生物合成提供能量。

　　新生的血管也沿张力-应力的纵轴走行，在理想的牵开条件下，第7天出现两类毛细血管：①毛细血管窦，管腔大，通向内皮细胞；②交通毛细血管，管径小。上皮细胞呈连续状。牵开21天后，张力影响产生新的毛细血管，其生长速度超过牵开的速度，血管内皮出现纵向和环形皱褶，新生毛细血管借许多交通支与牵开区四周软组织内的血管吻合，不论纵牵或横牵均出现这种形成血管的能力。

　　延长过程中，受张力-应力的影响，横纹肌的能量供应和蛋白合成都有变化。牵开后第14天（0.125mm/6h）供氧的线粒体肥大，嵴增多，表面积扩大。取肌肉两端和肌纤维膜下（subsarcolemmal）标本可见肌动蛋白（actin）和肌凝蛋白（mysin）合成活跃。核仁小体肥大并出现核膜内陷（karyolemmal invaginations），说明核仁的功能增强。在张力-应力影响下肌肉生长不仅是已有的肌纤维内肌原纤维的形成（myofibrilogenesis），而且有新的肌肉形成。新肌肉内细胞增多，出现肌母细胞，融合成肌管（myotubes）。新肌肉内肌纤维出现肌原纤维（myofibril）和肌节（sarcomeres）。

　　血管壁平滑肌的生长也受张力-应力的影响，牵开的第1周末（0.125mm/6h），在内皮下的内板间隙中出现活跃的血管壁平滑肌细胞。牵开第14天，活跃的平滑肌细胞又出现在血管的中间层。这种细胞（不同于有收缩性的肌细胞）有大量线粒体、核糖体（ribosomes）、胞质内质网和其他胞质内的细胞器。同时这种细胞也不同于正常动脉壁的肌细胞，其细胞核肥大、分散，细胞核内正染色质（euchromatin）功能活跃。这种平滑肌细胞生物合成、增殖活跃，在新形成的弹力结构间，细胞内的接触范围大、数目多。进而，平滑肌细胞的排列方向由通常的环形变为纵向，并在靠近弹力内膜处有细胞形成。这种动脉壁平滑肌细胞的形态变化与胎儿生前和生后的快速生长的动脉拉长非常相似。在张力-应力影响下，拉长的平滑肌细胞形态学表现为：①生物活性增加，平滑肌细胞数目增多，彼此紧连；②动脉壁内形成新的弹力结构；③平滑肌细胞纵向排列。具有上述类似表现的还有筋膜的结缔组织、肌腱、真皮、肌内膜、外膜、动脉外膜、神经外膜（epineurium）和神经干的神经束膜（perineurium）等。胶原纤维一般沿张力-应力的方向与成纤维细胞胞质内细胞器的方向一致。同时，在牵开过程中成纤维细胞的数目增多，彼此接触密切，不少区域连接紧密。这些都是胚胎、胎儿和新生动物成纤维细胞产生结缔组织的特点。成纤维细胞在牵开区的另一特征是Golgi体肥大，伴随线粒体、骨细胞微丝（cytoskeletal microfilaments）和内质网的增大，这种细胞的变化与B型胶原母细胞（collagenoblasts）相同，即典型的胚胎的结缔组织细胞。成纤维细胞内微原纤维（microfibrilla）的生命合成产物位于大的分泌空泡内或在内质网的小池内（cisternae of the granular endoplasmic reticulum）。有些可显示微原纤维绕过Golgi体而直接分泌到细胞周围间隙，表明分泌胶原和弹力纤维前体增多。进而，成纤维细胞的方向与牵开方向一致，新形成的胶原纤维的方向和结缔组织内新微循环血管的排列方向也一致。

　　如同正常肢体生长，拉长的肢体除受张力-应力影响也要受神经支配。延长7天，拉长的轴索由施万细胞的胞质突起包围，最后完全包裹轴索并彼此相连。牵开第21天，施万细胞拉长，螺旋状围绕轴索并形成鞘膜。这种变化，用电镜观察胎儿神经的形成已有了解，但在成年动物受张力-应力影响见于延长的肢体尚属首次发现。

　　皮肤也有相似变化。主要见于表皮的基底细胞层，牵开第21天，基底细胞明显呈圆柱状。长的染色质过多的细胞核也与细胞的方向一致，与基底膜垂直，基底细胞内可见很多丝状分裂。由于增殖的结果，基底细胞明显增厚（因而皮肤也变厚），达10层以上（对侧肢体皮肤内只有3～5层）。随之，增厚的基底细胞出现四个不同形态的层次：生长层、颗粒层、鳞状层和角质层。此系表皮基底膜增生的典型所见。此外，皮肤的附件也随张力-应力作用而活跃。牵引2l天，毛囊数目增多，皮脂腺和汗腺也如此，进而腺体，特别是皮脂腺肥大，毛根在真皮内彼此紧靠，不分散，与表面平行。进一步延长，则每个断面的毛囊数目持续增多，牵开侧毛囊内的毛发较对侧粗。

　　从超微结构角度研究，牵开区的细胞生长发育酷似胚胎、胎儿和新生儿的肢体，很多组织都可见到有线粒体、胞质内质网、核仁、Golgi体和其他组织的增生、肥大。细胞均按张力的方向拉长，同时也有细胞质内细胞器官的变长。截骨时保留骨内和骨外血管早已为人们所认识，并用于肢体延长术以及矫正畸形和治疗骨骼肌肉系统疾病。本技术可称为骨皮质切开（corticotomy）或称致密结构切开术（compactotomy），至于用哪种方法要看截骨平面。显然，经同一切口，又不横断骨髓很难做对侧面骨皮质截骨术。为此，不能达到的对侧骨皮质可在截骨同时加折骨术。临床也能证实保留骨髓和血管的重要性。作者医院治疗先天性侏儒延长上下肢时用同样的固定器，双侧固定相同只是偶伤一侧骨髓内血管，或截骨时一侧移动骨端过多，结果损伤少的一侧延长后成骨快而且坚强。临床用本法治疗骨折时也证明这个道理。很多闭合性横断骨折或短斜面骨折，移位轻的核素扫描，22天后同位素在局部聚集多，而移位超过骨横径的则聚集少。用环形固定器复位后，移位多的骨连接慢，反之则快。

　　动物实验表明，横向牵开区骨小梁在全过程中均与牵开方向平行。临床上可应用本原理增加骨的横径，解决美观及功能问题。如脊髓灰质炎并发骨萎缩，术后可使胫骨变粗近于正常。这种矫形可与肢体延长同时进行，也可分期手术。同样，治疗先天性胫骨假关节，增加骨的周径可防止连接后的再骨折。胫骨的骨干全长缺损的患者可延长腓骨，同时加宽腓骨，最后完成胫腓融合。

　　牵开区血管再生能力强，也可用于临床。对于闭塞性脉管炎引起的局部缺血，定位后在缺血平面纵劈胫骨，使用横向牵开设计的简单固定架。临床效果经血管造影和体积描记器（plethysmograph，测定某一器官或肢体大小变化，得知血液量的一种仪器）均证明周围血运改善，缺血症状减轻。

　　受张力-应力影响，皮肤及其附件生长活跃，可以此治疗皮肤大面积缺损、瘢痕、营养性溃疡而无需植皮。如逐渐拉长指间皮肤可治疗先天性并指而不需再植皮。

　　（二）延长时牵开速度和频率的影响

　　对肢体延长过程中骨形成的质量和数量因素进行的研究表明，骨形成的质量取决于延长器械的稳定，截骨局部保留骨膜、骨髓和营养血管的程度。每日牵开速度和频率不同，张力-应力对骨和软组织的作用各异。为此，对不同速度和频率影响的骨形成做了观察。

　　1.方法和材料

　　用狗的胫骨做实验，120只狗分为两组。第1组用手术截断胫骨，第2组用闭合折骨术。两组用相同的四个环形固定器，以张力克氏针连接上下骨端。

　　两组再各分为6个亚组，每组的第1亚组每24小时一次牵开1mm；第2亚组每24小时分4次（0.25mm/6h）延长1mm；第3亚组延长1mm/d，用自动撑开器（autodistractor），每24分钟延长0.017mm（相当于60次/日）；第4亚组延长0.5mm/d，分4次（0.125mm/6h）；第5亚组延长0.5mm/d，用自动撑开器，每24分钟延长0.0085mm，60次/日；最后的第6亚组延长2mm/d，0.5mm/6h，4次/日。牵开速度和频率关系见表7-2。

　　表7-2 牵开速度和频率

　　每个实验动物，无论手术截骨或闭合折骨后，均单纯固定5～7日，然后进行28天延长，再固定6周。每周拍X线照片。各亚组中选1只狗按如下时间处死：截骨术或折骨术后7、14、21、28日，6周，2、3、4和6个月。用胫骨做组织学和生化检查。组织染色除一般方法外，特殊染色包括Gieson和银染。对牵开段组织的生化检查包括氧还原酶（oxidative-reductive enzyems）、琥珀脱氢酶（succinyle dehydrogenase）、碱性磷酸酶和ATP酶。此外，还做组织化学检查。活体组织取自牵开区及其四周。同时做扫描和透射电镜检查。准备、固定和染色均采用常规方法。

　　2.结果

　　用折骨术的实验动物，以0.5mm/d速度，每次0.125mm，分4次牵开，其中3/4发生提早连接。这说明骨形成速度超过牵开速度。牵开区范围内在第10日时连接。切开截骨组实验动物的胫骨，以同样速度和频率牵开，虽骨形成显著，但不发生提早连接。

　　截骨后用自动撑开器以0.5mm/d，60次/日（0.085mm/24min）的方法延长，骨断端之间充以致密的再生骨，牵开的第23天骨实变。

　　每日一次完成延长1mm，对成骨作用是有害的，闭合折骨组也不例外。闭合折骨后第28日，骨端之间部分区域充以低密度再生骨。若以相同速度（1mm/d）而频率为0.25mm/6h的方法牵开，则骨端之间充以致密骨，其中央部有2～4mm范围的生长带。

　　用自动撑开器，以1mm/d延长的实验动物，其成骨尤为活跃，可看到生长带。

　　闭合折骨组的成骨活性也有显著不同。同样以1mm/d速度延长，唯频率不同，均固定5日，延长1个月并经1个月固定，术后第60日可见明显区别。用自动撑开器以0.017mm/24min的方法，牵开区内已形成骨皮质。此骨皮质与原骨皮质的厚度和密度完全相同。

　　若同样以1mm/d速度，但以0.25mm/6h频率牵开，第60日时牵开区的骨皮质尚不明显。每日1mm一次牵开的，骨端间无新生骨，要到第180日时才能达到用自动撑开器延长60日时的成骨程度。

　　有的动物用自动撑开器每日牵开1mm，其成骨速度超过牵开速度，第21日时发生提早连接。如继续延长，在原骨皮质和再生骨之间会发生牵开性骨折。

　　闭合折骨术组，延长速度最快的2mm/d，q6h，牵开处第28天牵开区已有中等度的成骨；而横断截骨组只充以致密的结缔组织而无成骨。而截骨组每日一次延长1mm的，术后第28日在牵开区内仍充以纤维组织而不是骨组织。

　　牵开区活组织的组织化学研究表明延长速度和频率对成骨的质量和数量都起作用。琥珀酰氢酶的活性反应与氧代谢（aerobic metabolism）水平（测定成骨作用方法之一）列为本实验的一部分。反应程度可用再生区细胞原浆phormasan蓝染度测定。细胞蓝染的越多，范围越大，说明需氧代谢水平越高。

　　无论截骨组或闭合折骨组，凡每日一次完成1mm的，其phormasan蓝染程度差，反映琥珀脱氢酶的活性低下，即牵开区内成骨作用不良。相反，以1mm/d，0.017mm/24min方法延长的，其蓝染程度更高。而以2mm/d，0.5mm/6h法延长的，蓝染程度又下降。

　　碱性磷酸酶法做组织化学检查也有相似所见。碱性磷酸酶可见于已矿化的骨样组织中。每日一次延长1mm的，再生区内碱性磷酸酶的活性低。每日分4次延长1mm的，此酶的活性分布不均匀，从中部向两端有所增加。用自动延长器以1mm/d法延长的，全部再生区此酶的活性均增强，这说明再生区的各部分成骨速度高。

　　两组凡是每日延长2mm，q6h的，再生区内碱性磷酸酶均低于1mm/d，q6h组，但高于每日一次完成1mm延长组。

　　再生区ATP酶做组织化学测定有相同发现。ATP酶反映原始骨基质（primary bone matrix）内骨母细胞的形成速度。反应的强弱借区域内染色细胞局部密度的饱和度测定。观察ATP酶的水平与琥珀脱氢酶水平相仿。

　　每日一次完成1mm法，牵开区散在有ATP酶弱活性，说明此方法成骨作用低。1mm/d，q6h法ATP酶的活性较高，该组动物再生区中部ATP酶最高，而两端的活性降低。

　　自动撑开器，每日1mm延长的，整个牵开区的碱性磷酸酶和ATP活性均增强，表明再生区内各部的成骨快。而每日2mm，q6h法，其碱性磷酸酶低于1mm/d，q6h组，但高于每日一次延长1mm组。

　　可见，不同条件延长其牵开区成骨取决于延长的速度和频率，随频率增加其成骨速度也增快。骨四周软组织的组织化学也有相似所见。撑开方法和截骨的方式二者是独立因素。

　　光学显微镜检查正常状态下的筋膜呈波浪状。每日1mm一次完成法牵开，第14天时筋膜的胶原纤维松弛，失去原有的波浪形，对银染色也呈不均匀状态。这是水肿和局灶性同质化（homogenization）的缘故。若每日1mm，q6h法延长，第14天时较对侧未延长的肢体仍有少许纤维水肿，并失去波浪形。延长区边缘出现未分化的类成纤维细胞，系生长刺激的结果。纤维的同质化是组织受损的征象，在少数区域内仍可见到。

　　自动撑开器每日延长1mm组，在延长第14天筋膜近似正常，保持原有的波浪形，较上述标本有更多的未分化类成纤维细胞，表明微纤维生成（fibrillogenesis）活跃。对比发现每日延长1mm而频率低（次数少）的纤维水肿少，受损轻。

　　每日1mm一次完成牵开的，第28天完成延长时胶原纤维呈直线形与牵开方向一致。纤维束的界限因水肿和局灶性同质化而不清晰。切片内只见少数成纤维细胞，说明生长慢。

　　1mm/d，q6h组第28天胶原纤维失去其波浪形，因水肿而密度增加。幼稚成纤维细胞积聚在纤维束的边缘，表明新组织形成活跃。

　　自动撑开器每日1mm组，第28天筋膜组织与对侧未延长的肢体相似。纤维水肿很轻，保持其原有的波浪形。沿纤维束边缘有多数成纤维细胞，证明组织形成的活性很高。

　　筋膜内的毛细血管也与牵开的频率有关。1mm/d一次完成的，筋膜内只有很少量的毛细血管形成。1mm/d，q6h延长的毛细血管形成的较多，而且有终端方向性细胞（terminal directional cells）。这种毛细血管尚未形成毛细血管网。自动撑开器1mm/d延长的，多数毛细血管形成并从各个方向朝牵开区的深部生长，彼此靠拢易于吻合。

　　1mm/d一次完成延长的，骨四周的小动脉受损，牵开第28天电镜观察小动脉的内皮细胞线粒体结构受损，大量微噬细胞（micropinocytic cells）彼此形成细胞内接触，这种表现表明小动脉有广泛的扩张。0.25mm/6h延长的，第28天这样的营养不良的变化不太明显。线粒体的内部结构轻微受损。但生物合成的细胞活动却显著增多，并与受张力-应力影响所新生的组织相平行。小动脉壁内活跃的平滑肌细胞说明组织在生长。0.25mm/6h法延长的胞质增多，胞质内器官小体丰富，细胞内接触的长度增加等都是血管生长活跃的特征。

　　自动撑开器以0.017mm/24min的方法延长，小动脉组织生长活跃尤甚。特点是血管内平滑肌细胞胞质器官小体肥大，可收缩的肌细胞（myocyte）保持正常结构。内皮细胞的胞质量增加，而且细胞内接触的长度和串联增多。

　　2mm/d，q6h快速牵开，小动脉的细胞生物合成活性下降并有负性反应，特点是出现多数胞质的赘疣（cytoplasmic excrescences）。

　　神经组织对牵开的速度和频率也有不同反应。1mm/d一次完成的，神经轴索的直径不均匀，有不规则的胞质蓄积。此改变在2mm/d，q6h组则不明显。1mm/d，q6h组神经轴索的改变与对侧未牵开的肢体对比仅稍有变化；自动撑开器以0.017mm/24min延长的，其神经纤维结构正常。0.25mm/6h组或牵开更慢的组可见处于分化不同阶段的新形成的神经纤维。0.25mm/6h或0.017mm/24min两组均可见施万细胞围绕轴索。自动撑开器延长组的动物的组织学所见确有典型的胎儿型神经干。

　　上述研究结果清楚地表明，在张力-应力影响下，牵开的速度和频率对骨形成都是重要的。0.125mm/6h，0.5mm/d法延长，成骨速度超过延长的速度导致提早连接。这种现象更多见于闭合折骨组。相反，2mm/d（0.5mm/6h）法延长，不仅成骨作用迟缓，而且对延长区四周的软组织也是有害的。1mm/d（0.25mm/6h）的效果要比延长更快的或更慢的都好。

　　上述实验还表明在已知延长速度和频率高（延长的次数多）的效果好。自动撑开器以1mm/d的方法证实比每日4次延长的还要好，比每日一次完成延长的更好。筋膜的牵开也证明如此。正常筋膜在休息的状态下其胶原纤维束呈波浪状。1mm/d一次延长筋膜呈受牵拉状态，不少区域有同质化改变，这说明有组织受损。1mm/d，q6h法延长的，仍有受牵拉现象，但同质化现象要少得多。1mm/d，分60次延长时，筋膜的成纤维细胞增殖，超微结构观察有胶原生成。虽有组织生长，但仍保持原有的波浪状。其他组织的变化均说明同样问题。

　　简言之，自动撑开器延长时，多种组织都有细胞增殖、代谢和生物合成等细胞内活性的变化。而这些改变都是胚胎、胎儿和初生后的组织形成的特点。本实验观察张力-应力对组织的影响，认识到固定器的稳定和保留骨髓完整的重要性。同时，也清楚表明延长肢体的速度和频率同样重要。理想的条件加上正确使用外固定器，牵开区内有生长板形成，骨四周的软组织在组织学上和功能上都产生适应性变化，这些创造了正常生长的条件。

　　延长过程中，牵开区内骨髓的造血功能暂时增强。延长后的固定期逐渐成熟的再生骨内的骨髓造血细胞又逐渐恢复至正常状态。这一所见可设想造血细胞和成骨细胞之间有共同的基因关系。而两者均受张力-应力的影响。已知失血可刺激造血功能，可否观察失血刺激造血的同时或可增强成骨作用？

　　曾在另一研究中以家兔腓骨5mm缺损做模型，使之失血量为体重的1%，失血1小时后在腓骨上做一5mm缺损作为对照。另在不失血家兔也做同样骨缺损作为对照。结果失血组较对照组的成骨作用强。失血组动物于第21天骨缺损完全修复，而对照组则需35天。对这两组均用放射免疫法测定，集中观察血浆中单磷酸核腺苷（cyclic adenosine-3，5-monophosphate）。若血浆中单磷酸核腺苷的浓度升高，同时伴骨髓内成骨细胞和造血细胞功能活跃则有意义。起初刺激骨髓造血功能，结果对成骨也有好作用，这说明造血细胞和成骨细胞的前身都是基质干细胞（stromal stemcell）。

　　正确应用作者设计的环形固定器能使骨端在各个方面都能得到固定，但同时又能使骨端有轴向的微量活动（axial micromotion），这又可刺激成骨作用。用细克氏针将骨端固定在环形固定器上可减少对软组织、骨膜和骨髓的血供的损伤。固定器的各部件又允许各环形固定器在各方向上变动位置，所以可同时矫正成角、旋转和短缩。临床应用自动撑开器可加速矫正过程中骨形成的坚强度。

　　因先天性畸形、肿瘤手术切除、外伤性骨缺损或骨髓炎大块死骨摘除后的骨缺损等均可安全、有计划地延长残存部分，本方法可保持肢体的长度并治愈病变。还可用环形固定器在远离病变处做骨皮质切开术（corticotomy），同时矫正畸形。骨皮质切开后，上下骨端（缺损以上或以下）均用细克氏针连在环形固定器上，以此作为交通环向上或向下延长，即在牵开的同时对原病变加压。牵开区在张力-应力影响下形成新骨延长，同时骨缺损消失而无需植骨。

　　二、Ilizarov肢体延长操作技术

　　（一）理论根据

　　Ilizarov根据大量实验室研究发现一生物学规律，即任何组织在张力-应力的影响下均表现出极高的生成能力（genesis），细胞代谢旺盛，生长能力强。但这要靠消除其他应力，如扭曲、旋转、剪力等应力为条件，单纯施加张力-应力始能实现。

　　由于Ilizarov环形骨外固定器可以达到上述要求，同时加用一些配件即可组装成各种部位所需要的矫形工具。具体来讲，这种骨外固定器可以发挥纵向延长、加压、去成角、去旋转和横向移位等各种功能。近年来借助此种骨外固定器组装成有推拉双重功能的装置来矫正严重足部和踝关节畸形，因此受到很多骨科医师和患者的欢迎，已经在许多国家普遍推广使用。

　　（二）手术适应证

　　张力-应力生物学原理加之骨外固定器使骨科医师能治疗许多过去不能解决的外伤和矫形方面的问题。

　　1.经皮治疗闭全性干骺端和骨干的骨折以及不少骺骨折。

　　2.一期修复广泛骨、神经、血管和软组织的缺损而无需移植术。

　　3.骨加厚（横向延长）以加强骨的负重能力。

　　4.经皮一期治疗先天性或外伤性假关节。

　　5.因肢体延长或骺延长所造成的肢体发育停滞。

　　6.长骨或关节畸形，包括顽固性或复发性畸形足（图7-12）。

　　图7-12 外固定器加双向轴矫正畸形足

　　7.经皮矫正关节挛缩畸形（图7-13）。

　　8.配合截骨术矫正关节畸形强直并能调整关节面的角度（图7-14）。

　　图7-13 前方加轴，后方撑开，矫正膝关

　　图7-14 跟、跖骨推拉技术矫正马蹄足畸形

　　A

　　9.经皮关节融合。

　　10.延长肢体同时行关节融合（融合大关节而不引起肢体短缩）。

　　11.骨囊肿的侧壁加厚（横向延长），以消除骨囊肿及类似病变（图7-15）。

　　12.借助刺激感染骨的愈合，治疗化脓性骨的不连接。

　　13.逐渐加厚一侧骨腔的壁而消除骨髓炎的空洞。

　　14.延长截肢后的残端。

　　图7-15 纵劈增厚法——横向延长

　　15.治疗下颌骨发育不良的类似病变。

　　16.解决因血管栓塞的病变而不用血管移植。

　　17.矫正软骨发育不全（achondroplasia）和其他类型的侏儒。

　　（三）Ilizarov外固定器简介

　　Ilizarov外固定器由四个基本配件组成。

　　1.不同直径的环形配件（图7-16）

　　还包括克氏钢针、螺纹杠和固定钢针用的螺栓。环形配件通常按直径大小分为13种（80mm、100mm、110mm、120mm、130mm、140mm、150mm、160mm、180mm、200mm、220mm和240mm）。小儿常用的是80～140mm直径大小的配件，成人则多用150～ 240mm直径大小的配件。另外，环形配件又可分为半环和整环两类。半环组装方便，有18～28孔，每孔直径8mm，孔与孔之间的距离为4mm，而整环不用螺栓连接，故重量较轻，且较半环组装后平均多6孔，为插入螺纹杠和固定栓有了更多的余地。

　　图7-16 环形配件及组装法

　　另外，为延长肱骨使用的有近端的Omega环和远端的相当于全周径的5/8环，以利肘部屈伸（图7-17）。

　　2.克氏针

　　按体重和肌肉力量选择直径0.8～1.2mm的克氏针。根据解剖学知识，避开大的神经、血管钻入克氏针。每个环形配件的平面可钻入2～3根（图7-18）。

　　每根钢针尽量接近90°最为稳定，否则过针的骨局部承受外力过于集中，而且钢针易在骨内滑动（图7-19）。

　　图7-17 上臂延长，上方用Omega环

　　图7-18 克氏针贯穿肢体和骨外端连环形配件

　　图7-19 两枚钢针交叉角尽量接近90°

　　图7-20 两种固定螺栓

　　3.固定螺栓

　　分为中央孔洞和偏口型两类（图7-20），目的是保持钢针笔直而不应利用弹性而任意弯动。克氏针穿过中央孔洞或偏口沟槽中，然后将螺栓的螺纹部插入环形配件的对应部位的孔中，再以螺母拧紧在环形配件上，拧紧前要将钢针以90～110kg力量拉紧。拉紧钢针方法很多，有很多种钢针拉紧器，其中以俄法最简易（图7-21），即克氏针一端固定直接转动中央孔洞的固定螺栓，其另一端缠绕在螺栓的螺纹。

　　图7-21 克氏针一端固定，另一端转动拉

　　4.螺纹杠

　　通常直径为6mm，螺距为1mm，即螺母在螺纹杠上转动一圈，可前进1mm（图7-22）。此外，有一些其他配件可为不同目的而选用，如增高柱、2～8孔的条形长板、活动轴、弓形板（Cattaneo板）以及斜行连接杠等（图7-23）。

　　增高柱多用于在环形配件以上或以下固定钢针，或增加另一排钢针之用。

　　图7-22 环形配件用螺纹杠连接

　　图7-23 弓形板用于大腿上方的固定

　　图7-24 长条形固定板的应用

　　条形长固定板可加强组装后骨外固定器的整体稳定性（图7-24）。

　　活动轴多在矫正成角时用，但要注意安装部位一定要恰当，应与成角平面一致。轴有单向和“万向”（多方向）两种。

　　弓形板常借斜行连接杠与其下方的环形配件连接，在弓形板上利用钢针夹子与钻入股骨上端的粗钢针相连接，达到不贯穿肢体预防损伤神经和血管的目的（图7-25）。

　　图7-25 弓形板和斜形连接杠的应用

　　（四）技巧要点

　　1.克氏针的应用

　　钻入克氏钢针时，两根之间尽可能保持接近直角交叉以求稳定。进针和出针的位置和方向应与环形配件平行一致，提前注意钢针走行方向的环形配件上有无合适的用孔。此外，钻入对侧骨皮质后宜改为锤出而不再用钻，以免扭卷神经和血管，造成严重损伤。

　　2.橄榄针的作用

　　欲横向移动截骨断端时可用橄榄针，平行贯穿两枚橄榄针可起到理想的横向拉动矫正的功效。

　　3.骨皮质切开取代截骨术

　　切开部位习惯在干骺端和骨干的移行部，以免损伤骨的主要营养血管。一般采用皮肤小切口，逐步调换骨刀的方向，逐渐切断骨皮质，保持髓腔完整。后面的骨皮质切断有困难时，偶可增加另一小切口。相反方向扭转上、下环形配件以确定骨皮质是否已全部切开（图7-26）。

　　图7-26 骨皮质切开术——渐进截开骨皮

　　在干骺端截骨也可用传统截骨术，但需预先考虑邻近关节的环形配件的位置，钢针是否有穿入关节的可能性。

　　4.环形配件的选择

　　手术前要按患者的肢体直径，尤其是计划安装环形配件水平的粗细选用口径合适的环形配件。最准确的测量方法是在术前将组装的环形配件套在患肢上，肢体的相应高度与环之间要有两横指宽（two-fingers breadth rule）的间距。环的口径过小，术后软组织肿胀会引起压迫性坏死；环过大会影响骨外固定器的稳定性。

　　5.去除骨外固定器的标准

　　一般延长进度是每日4次（频率），每次延长0.25mm，全天延长1mm（速度），即螺母在螺纹杠上转动一圈。假如患者需延长100mm时，则需时100天。另外，骨外固定器的全部固定时间，即延长的软骨痂实化（consolidation）的时间平均为自开始延长之日算起，每延长1cm需固定1个月，称之为平均延长指数（average lengthening index），但这与骨皮质切开的技巧、部位及患者骨的质量、年龄等因素有关。为此应注意两项条件：①X线片上延长段实化的同时，已出现新的骨皮质；②将螺纹杠固定环形配件上、下的螺母松开0.5cm，患者继续负重而无异常感觉。综合以上三个条件（即固定时间大体符合平均延长指数，X线片上延长段有新骨皮质形成和松动螺母后无异常感觉），始可拆除骨外固定器，切勿提前，否则有发生再骨折的可能。若因某些原有计划，提前拆除骨外固定器，宜在麻醉下拆除，并立即用石膏固定。

　　三、Ilizarov肢体延长术的临床应用

　　（一）临床资料

　　我们依不同年龄的患儿，对Ilizarov外固定器进行了改进，观察是否能完成多项矫形问题，1989—2002年共13年，总计治疗了154例，资料如下：

　　1.肢体延长96例。其中股骨22例，胫骨60例，肱骨10例，尺骨3例，桡骨1例。

　　2.骨缺损8例。其中胫骨6例，股骨2例。

　　3.假关节20例。其中胫骨18例（先天性14例，骨髓炎2例），股骨2例（骨髓炎）。

　　4.先天性肱骨头内翻10例。

　　5.髋内翻4例。

　　6.顽固性畸形足5例。

　　7.侏儒6例。

　　8.膝关节屈曲挛缩5例。

　　随访3～10年，平均6.5年，治疗结果分别是：

　　1.肢体延长3～16cm，平均8.7cm。

　　2.假关节愈合17/20（85%）。

　　3.骨缺损连接6/6。

　　4.颈干角恢复正常，肱骨上端9/10，股骨颈4/4。

　　5.膝关节屈曲消失5/5。

　　本组病例的问题和并发症为：针道表浅感染12例；原螺丝杠短，需延长过程更换2例。其他包括假关节再骨折4例（26.66%），膝关节半脱位2例，踝关节脱位1例，足下垂7例（12.5%），延长段成角2例，延长段过细1例。

　　（二）问题和并发症

　　问题和并发症均有明确的定义。问题是指在延长过程中所遇到的困难，这些困难常是可以想到而又不容易避免的。问题本身多不致影响治疗的最终效果。在处理上，只要做适当改变，即可得到解决。例如，螺钉或钢针滑动、皮肤受压等可用延长皮肤切口而缓解。

　　并发症多是没有预料的，但采取预防措施有些也是能够预防的。例如，伤口感染就属于并发症而不是问题。轻的并发症不妨碍治疗及其效果。相反，较重的并发症会遗留永久性后遗症，并可能无法达到原定的治疗目的。延迟愈合在小儿属轻的并发症，但对青少年或成人来讲，这类问题一定要预先对患者讲清楚可能需要再植骨。骨不连接则属于并发症。

　　肢体延长手术一般无大风险，但在延长的过程中，时常发生问题和并发症。因此术前要对患者讲清。对并发症的病因、预防和处理依时间顺序介绍如下：

　　1.术中

　　（1）钻针过程中的神经和血管损伤。

　　（2）骨皮质切开术：①干扰骨内、外膜的血运；②截骨部位发生斜形或粉碎性骨折；③牵拉腓总神经。

　　2.术后早期

　　（1）间隙综合征。

　　（2）皮肤坏死。

　　（3）切口感染。

　　3.牵开延长期

　　（1）螺钉或针道问题：①软组织坏死；②软组织感染；③骨髓炎。

　　（2）肌肉挛缩。

　　（3）肌肉无力。

　　（4）神经损害：①筋膜条压迫腓总神经；②腓骨近端骺分离致腘窝外侧神经损害；③股神经或坐骨神经损害罕见——延长速度低于2mm/d不易发生。

　　（5）血管问题：①高血压；②晚期——钢针腐蚀血管；③深层静脉栓塞；④ Sudek骨萎缩；⑤肢体软组织水肿和肥大性肿胀。

　　（6）关节半脱位和脱位。

　　（7）关节僵硬。

　　（8）轴性偏离。

　　胫骨：①外翻和前弯（小腿前弯）——延长远端干骺端或骨干中段；②内翻和前弯——近端干骺或骨干中段延长。

　　肱骨：①内翻和屈曲——近端干骺延长；②屈曲——骨干中段或远端干骺延长。

　　前臂：桡尺骨屈曲。

　　4.骨实变延迟。

　　5.应力骨折和延长段弯曲。

　　6.精神状态异常。

　　（三）术中、术后并发症的预防

　　Ilizarov手术矫治膝关节屈曲畸形时，偶尔在患肢伸屈过程中发生血压的骤然突变，甚至在完成矫形的各个阶段，发生深层血管的血栓或脂肪栓塞。卧床时间过长可能是发生血栓的诱因。若血栓发生在肺部或心、脑部位则有猝死的危险，病变发生突然，且缺少明显征兆；且患儿在矫治前并无凝血异常，致防治困难，应予重视和警惕。

　　钻入钢针或螺钉时可能伤及血管或神经，在小腿、前臂的操作过程中尤为可能。为此，术者应熟悉局部横断面解剖学。Ilizarov手术，最好先将钢针刺入直达骨面，然后钻透两层骨皮质，再改用槌子将针逐渐深入，直至从对侧软组织贯穿而出。用此法预防仍然会发生血管、神经损伤。停用麻醉前先松开止血带并做唤醒试验，及时发现血管、神经损伤并发症。还可用体感兴奋电位监测神经功能。怀疑有损伤应立即更换进针部位。

　　1.骨皮质切开的问题

　　首先应尽量少干扰骨内膜和骨髓的血运。骨锯的速度过快而产热，可将表面骨细胞灼伤，故不宜使用。骨钻或骨刀只能进入骨皮质。另外，截骨时可能造成斜形骨折或粉碎骨折。应于截骨后向外转动远端环形配件以检查截骨是否完整，而避免远端环形配件向内转动，以防止牵拉腓总神经。

　　2.术后早期的问题

　　骨皮质切开或因钢针、螺钉损伤血管可导致间隙综合征。缝合切口前应仔细止血。必要时可延长切口，用电灼止血。胫骨截骨术后应纵向切开筋膜，但Ilizarov手术行骨皮质切开的切口只有1cm长，切开筋膜就比较困难。可留置负压吸引管。术后早期宜对血管、神经功能进行监测。一旦可疑出现间隙综合征，要测间隙内压并进行相应减压治疗。

　　胫骨和尺骨延长，因骨皮质切开部位就在皮下，故可能发生皮肤坏死和脱落，还可能发生伤口感染。

　　（四）结论

　　1.严格按Ilizarov的理论和技术，进行矫治，对各年龄组小儿是安全、有效的。

　　2.Ilizarov方法损伤极小，是治疗许多矫形外科难题的新方法之一。术中安全性高，但术后宜密切观察有无问题和并发症，以及早解决。

　　（潘少川 孙琳 邓京城） 实用小儿骨科学（第3版）