一 背景
颅骨成形术是神经外科常规手术,其不仅修复头颅外观,确保颅内压稳定、脑脊液循环顺畅、脑血流动力学[1],而且有助于患者神经功能恢复,进而防止因颅骨缺损造成的继发性损伤[2,3]。
颅骨修补材料相伴于颅骨成形术出现,其历史渊源可追溯至公元前3000年的古秘鲁文明[4,5]。其中,作为骨缺损修复材料,自体骨依旧是临床的金标准[6]。1821年,Wather[5]首次尝试自体颅骨修补术。此后,胫骨、肋骨、肩胛骨、髂骨及胸骨等自体骨组织相继被用于颅骨修补。美国Anthony Wolfe教授[7]用四十多年自体颅骨修补实践证明了自体颅骨的安全性和有效性,中国创伤后颅骨成形专家共识提倡“自体颅骨保存再植入”[3],自体颅骨因其组织来源一致,符合人体解剖生理状态,具有完整骨质结构以及转导、诱导、爬行成骨潜能,血管形成反应明显,回植后能形成骨性愈合等特点[8]。在欧美多个中心数据统计,自体颅骨作为颅骨缺损修补材料使用比例超过40%[9,10,11,12]。
虽然自体颅骨在欧美备受推崇,但是术后骨吸收并发症的风险仍难以完全规避,即便是发达国家的神经外科专家也面临这一挑战。一项来自美国单中心11年研究,揭示出因骨吸收而需二次实施颅骨成形术的患者占比为6.3%[11]。朱锡德等[2],在颅骨缺损修复领域有着独到的见解,经过多年实践,将发生重度骨吸收的概率降低至0.92%。
通过检索Pubmed、中国知网与“自体颅骨”、“骨吸收”、“自体颅骨修补”、“颅骨修补”、“颅骨修补并发症”相关文献资料,系统性地探讨骨吸收相关各种因素及预防措施。
二 骨吸收相关因素
2.1 保存方式
自体颅骨保存方式一直是自体颅骨临床应用关注焦点。一项单中心回顾性分析,指出腹壁保存、风干法、乙醇浸泡保存以及碘伏浸泡导致较高感染风险和显著骨吸收,而骨库深低温(-80℃)保存技术,配套科学、严谨的管理标准,可确保自体颅骨的安全性与有效性[13]。边剑平等[14]针对自体颅骨储存方式对回植后颅骨修补术骨质吸收的影响进行了深入研究。研究发现,采用常温保存并煮沸灭活处理的骨瓣,在术后18个月时的骨质吸收率高达28.91%,这一比例显著高于采用深低温(-80℃)保存技术处理的骨瓣,其骨质吸收率仅为2.68%。
2.2 修补时机/保存时间
黄宝辰等[15]深入探究216例深低温保存自体骨瓣患者,早期(去骨瓣术后12周内接受自体颅骨修补术)骨瓣患者骨瓣不愈合/吸收发生例数少于晚期组(去骨瓣术后12周后接受自体颅骨修补术):7例vs12例,P=0.003,因此提出深低温保存颅骨早期原位回植可降低术后并发症,而李斌等[16]回顾分析40例自体颅骨修补患者,观点结论也是早期修补并发症低于晚期。朱锡德[2]与范英俊等[17]也提出超低温保存只是降低了离体骨瓣的活性,减缓骨瓣氧化过程,其保存时间越长,修补后骨质吸收越明显。马兰义等[18]同样认为保存时间过长也会增加骨吸收风险。
2.3 患者年龄
骨吸收现象与患者年龄之间存在着紧密的关联性[11]。据美国华盛顿地区一家医疗机构的统计数据显示,当儿童和青少年患者采用自体颅骨作为修补材料时,骨吸收的发生率相对较高,这一发现与Göttsche J[19]及车东方等[20]的研究结论一致。值得特别关注的是,车东方进一步强调,年龄小于6岁的患者群体骨吸收尤为显著。朱凤军等[21]通过一项回顾性研究揭示,即便经过深低温保存的骨瓣在回植后依然能够保持其生物活性,而遵循标准灭菌流程则能有效预防术后感染的发生。然而,骨吸收作为这一方法的主要并发症,尤其在3岁以下患儿中表现得更为突出。
2.4 骨瓣面积
车东方等[20]在其研究中,通过对62例深低温保存自体颅骨的回顾性分析,揭示了深低温保存自体颅骨修补术中的一个关键高风险因素:当回植的骨瓣面积超过100 cm²时,患者面临骨吸收的风险会显著增加。这一发现与Fan等人[22]的研究结论高度一致,进一步证实了骨瓣面积与骨吸收风险之间存在相关性。此外,Gerald A等[23]则专注于儿童与青少年群体,通过对40例自体颅骨回植病例分析,对于儿童而言,当颅骨缺损面积超过75 cm²时,骨吸收的发生率可高达60%以上。这一数据不仅揭示了儿童颅骨回植术中的特殊风险,也为临床决策提供了重要的参考依据。
2.5 基础疾病
如糖尿病、骨质疏松等基础疾病[24]不仅削弱患者的营养状况,还降低身体对应急情况的代偿能力和愈合能力[25],这些因素共同构成了术后独立影响骨吸收的重要变量。同样马兰义等[18]通过长期随访观察65例自体颅骨修补患者,揭示了多个导致骨吸收风险的关键因素,其中患者整体健康状态不佳(具体表现为合并肾功能衰竭、卵巢癌以及重度骨质疏松等并发症),会增加患者骨吸收风险风险。
2.6 同期分流
对于合并脑积水并接受同期分流手术的患者,马兰义等[18]与彭飞等[26]指出,这类患者的骨吸收风险会增加。分流手术的虹吸作用会导致颅内压发生大范围波动,这种波动不仅会引起骨瓣的细微活动,还会导致骨瓣在颅内压变化下的上下浮动,进而可能导致钛螺钉的松动,并最终导致固定失败。
2.7 激素水平
甲状旁腺素(PTH)[27,28]在促进骨骼吸收与转换过程中扮演着核心角色。当机体持续暴露于大剂量PTH之下时,会触发一种失衡状态,其中破骨细胞的活性显著超越成骨细胞,进而导致骨量的流失速度超过骨质的生成速度。雌激素[28,29]的自然减少或病理性缺失会抑制骨形成过程,同时增强骨吸收活动。于自体颅骨修补患者而言,术后适当补充钙质,可通过血钙浓度变化来调节降钙素与甲状旁腺素平衡,进而为自体颅骨修补术后成骨和破骨之间提供潜在的激素稳定性。
2.8 颅骨骨折
Falko Schwarz等[11],彭飞等[26]认为骨瓣碎裂成2块或更多碎片是骨吸收的独立危险因素。吕京波等[30]对40例深低温储存自体颅骨再回植患者进行总结,伴有骨折碎片的骨瓣其骨吸收发生概率明显高于不伴骨折碎片的骨瓣。骨折不仅会破坏血液循环,干扰新生血管的形成,从而阻碍成骨作用,而且骨折造成的骨折线和骨间隙还会进一步干扰新生血管的发生和骨瓣的成活,间接地促进了骨吸收的发生。
2.9 内毒素
内毒素(LPS)是革兰氏阴性细菌细胞壁中的脂多糖成分,一种“热原”。曹康军等[31],曾立等[32]与Kenjiro Bandow等[33]的研究揭示了内毒素(LPS)不仅对破骨细胞增殖分化具有明显的促进作用,还会对成骨细胞骨架蛋白 F-actin造成损伤;LPS通过激活 RANKL/RANK/OPG信号通路、TLR4/NF-κB信号通路、Connexin43蛋白和 TNF-α因子来诱导破骨细胞增殖分化,从而促进骨吸收。
2.10 其他因素
Satoru Shimizu等[34]在骨吸收研究领域开辟了新的视角,他推测开颅手术过程中工具造成的颅骨热损伤可能会对二期回植的骨愈合产生不利影响,然而,这一猜想是否真的与骨瓣吸收存在直接关联,尚需通过更多的临床病例进行深入研究以验证。Jung Hwan Leel等[35]则认为术中骨瓣悬吊和引流孔的孔径超过5mm,显著增加骨吸收风险。陈风华等[36],从血运建立的角度分析了骨吸收的原因,自体颅骨在修补后若未能及时建立血运,颅骨瓣将无法有效发挥支架移植的作用,很难实现爬行取代。石岩等[37]研究发现,术后皮下积液是骨吸收的独立危险因素,建议术后负压引流。
骨吸收是自体颅骨过往临床研究中独特的并发症,报道的严重骨吸收发生率约1%~12%,但轻中度骨吸收并不少见且容易被忽视。把控患者筛选、采取标准化的骨库保存和处理工艺、规范化术中操作以及术后干预,或是进一步降低自体颅骨吸收风险的可行策略。
3.1 患者筛选
除骨瓣污染或粉碎的情况外,对于伴有骨折、计划在同期或后续接受脑脊液分流手术以及骨瓣菲薄患者,均不推荐使用自体颅骨。
3.2 手术规范
吕京波等人[30]在一项针对40例自体颅骨回植患者的回顾性研究中指出,在进行一期去骨瓣减压手术时,建议将患者的头皮肌瓣与颅骨膜一并自颅骨上剥离,此操作旨在有效减少手术过程中的出血量,并为后续的二期回植手术中新骨的生成创造更为有利的条件。王湘等[38]主张,在手术实施过程中,确保彻底移除前次手术中遗留的缝线、骨蜡,并尽量减少电凝及结扎止血的应用,力求使骨瓣与骨窗边缘实现紧密贴合,此举能够促进自体骨瓣迅速接触并建立血液循环,进而可能加速骨骼愈合过程。卢奕等[39],高翔等[40],刘子彪等[41]强调,在执行去骨瓣减压术的过程中,预先精确规划并制作出足够尺寸的骨瓣是极为关键的步骤。这一做法能够显著减少因设计缺陷而不得不依赖咬骨钳进一步拓宽骨窗的情况,进而有效预防二期颅骨移植手术中可能出现的骨瓣稳定性不足及移植颅骨吸收的风险。此外,Gerald A等[23]主张在手术操作中,应通过精细的骨边缘处理技术,即向下精确钻削供体骨与受体骨的边缘,并力求实现边缘的最大化重叠,以此来最大限度地增加骨骨接触面积,从而有效促进成骨细胞的迁移与增殖。陈风华等[36]提倡在进行二次颅骨移植修补术时,应采取严格的清创措施,彻底清除骨窗边缘的骨蜡及所有可能干扰骨愈合的软组织,以充分暴露骨窗缘的板障结构。这一步骤的目的是为了促进移植颅骨边缘与骨窗边缘之间形成新的、生物学活性更高的骨创面,从而加速骨愈合过程。
3.3 标准化骨库
朱锡德等[13]则强调,应提升颅骨的保存标准,采用-80℃的专业骨库环境进行保存。同时,对于使用自体颅骨的标准需逐步严格化与完善化,并考虑将颅骨修补的时间窗口适度提前。
3.4 术后干预
除常规术后抗骨质疏松药物干预外,还应重视基础疾病控制。一项研究显示,在术后60天时,接受自体骨移植并同时暴露于磁场刺激的大鼠展现出了优越的骨修复效果[42],电磁场刺激骨组织再生或许是未来可供研究的术后干预方向。
四 总结
自体颅骨修补术后所观察到的骨吸收现象,往往源自于一个错综复杂的因素网络,这一网络不仅涵盖了患者因素,还涉及了手术操作及外部环境等因素。具体而言,患者因素主要包括年龄、基础疾病及激素水平等,这些因素均可能对骨骼的再生与融合能力产生直接或间接的影响。在非患者因素层面,骨瓣保存、手术时机、骨瓣面积、分流依赖、是否合并骨折、内毒素以及术后血管化等,均构成了影响骨吸收的重要变量。因此,术前进行详尽而全面的评估显得尤为重要,它有助于精确识别并预测可能影响术后骨吸收的各种风险因素。在此基础上,精准把握最佳的颅骨回植时间窗口,即在确保患者生理状态稳定且手术条件最优的情况下进行回植,是提升手术成功率与减少并发症的关键。同时,不断提升手术操作的精细度与技巧,优化手术流程,也是促进自体颅骨有效融合、减少骨吸收不可或缺的一环。
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