顱骨缺損的臨床修復進展

毛小炎 歸來

顱骨缺損的臨床修復進展

毛小炎 歸來

目前，臨床上顱骨缺損修復材料主要包括：自體骨、同種異體骨、異種骨和人工材料，自體骨修復仍是顱骨重建的金標準。隨著科技的不斷進步，新型顱骨修復材料不斷出現，顱骨修復新材料的研發和支架-種子細胞-生長因子的組織工程骨修復將是未來顱骨重建的發展方向。筆者查閱近年來國內外有關顱骨缺損領域的臨床修復文獻，對其修復方法和發展方向進行分析總結。

顱骨缺損；顱骨重建；移植物；修復材料

完整的顱骨不僅有助于維持頭面部外形，而且還是顱腦與外界的一種屏障。顱骨缺損是臨床上一種常見的繼發性疾病。主要見于各種外傷和術后，如電擊傷、車禍傷、槍彈傷、顱骨惡性腫瘤切除、先天性畸形、去顱骨瓣減壓術后等。達到以下3個要求即顱骨重建成功：（1）保持硬腦膜的完整性，即大腦的保護；（2）顱腦與外界之間的屏障保護，即生物力學穩定；（3）維持頭部正常穹窿狀外形，即美學要求[1]。

1 顱骨缺損的修復材料

理想的顱骨缺損修復材料需要具備以下7點：（1）獲取方便；（2）生物相容度高；（3）重建顱骨輪廓；（4）大腦屏障保護，抗外力；（5）具有誘導成骨潛能；（6）頭顱影像檢查兼容；（7）無供區問題，可降解，在一定的時間內被宿主骨替代，不影響宿主骨修復，無毒副作用。目前，應用于臨床的顱骨修復材料主要有自體骨、同種異體骨、異種骨和人工材料。

1.1 自體骨移植

1821年，Von Walther進行了世界上首例自體骨移植修復顱骨缺損，L Ollier于1867年提出了骨膜在骨再生中的重要作用。隨后有大量關于自體顱骨瓣、下頜骨外板、肋骨、髂骨和腓骨瓣等移植修復顱骨缺損的文獻報道。自體肋骨制成條狀或粉末狀適用于修復面積較小的顱骨缺損[2]。目前，自體骨修復仍是顱骨重建的金標準，常用的骨組織供區包括顱骨、肋骨、髂骨、腓骨等，自體顱骨外板是首選[3]，距離中線2 cm外的頂骨和枕骨區域可以降低發生靜脈竇損傷的風險，是自體骨的常用供區。自體骨組織具有良好的骨傳導性和組織相容性，無排異反應，術后骨外露率低，但存在供區有限、塑形困難、增加二次創傷、移植骨具有較高的骨吸收率等問題，臨床應用受限。自體骨移植愈合的關鍵因素是良好的血供和穩定的固定，有利于成骨細胞的遷移；研究表明，自體骨移植修復大面積顱骨缺損的遠期骨吸收率非常高，自體肋骨移植表現非常明顯[4]。

1.2 同種異體骨移植

第一次世界大戰和第二次世界大戰中大量的士兵由于槍擊和爆炸造成顱骨缺損，推動了顱骨缺損修復方法的顯著進步。20世紀初，出現了用人尸體顱骨移植修復顱骨缺損的報道[5]，J Sicard和C Dambrin通過碳酸鈉、二甲苯、乙醇、乙醚處理切除下來的顱骨，再通過高溫滅菌，解決了異體骨組織處理和保存的問題。20世紀50年代，美國海軍骨組織庫的建立，使同種異體骨來源、儲運和免疫原性得到了解決，異體顱骨移植開始興起。但術后的高感染率、移植骨吸收率以及宗教、倫理等因素限制了同種異體顱骨移植在臨床的廣泛應用，且異體骨使用的安全性也一直受到關注，潛在的疾病傳播是個不容忽視的問題。

1.3 異種骨移植

1668年，Van Meekeren用犬骨組織對人顱骨缺損進行修復，這是世界上首例有文獻記載的異種骨移植。隨后相繼出現用猿、兔、牛等骨組織移植于人類。異種骨來源豐富，但免疫原性較強，臨床上使用的凍干骨、煅燒骨和脫蛋白骨是將動物骨組織分別經過凍干、高溫煅燒、輻照和脫鈣等處理，去除了細胞、膠原等有機成分，保留了天然孔隙結構，消除了抗原性，但組織機械強度小，疏松易碎，力學強度差，降低了可塑性。隨著人工骨材料的大量研究和成功應用，異種骨的研究和應用逐漸減少。

1.4 人工材料移植

人工材料制備方法可控，使用方便，可塑性強，部分材料具有孔隙結構，可以誘導骨生長，無供區畸形問題，但一些人工材料的生物相容性較差，植入后易發生感染及材料外露。臨床上常用的人工修復材料主要有醫用鈦合金、鈦網、羥基磷灰石、聚甲基丙烯酸甲酯、高密度多孔聚乙烯、聚醚醚酮等。

1.4.1 鈦合金和鈦網 醫用鈦合金具有較好的生物相容性和較高的機械強度，可以抗擊二次外傷，并且通過鈦釘就能很容易地固定。但其術中可塑性差，不易調整，臨床上術前一般通過計算機輔助設計和制造（CAD/CAM）方法預制成個體化的鈦植入體，整個過程大約需要2周，然后通過手術再將個體化的鈦合金植入體固定在缺損周圍的正常顱骨上。鈦金屬在術后CT或MRI成像亮度高，患者術后顱內植入物附近如果出現血腫或腫瘤，影像上很難判定。另外，由于鈦的熱傳導作用，患者在極端的天氣中常常會感到不適[6]。

鈦網修復顱頜面缺損是一種比較常用的方法，其比較容易根據缺損的形狀塑形，固定牢靠，另外還可與其他人工材料如羥基磷灰石合用，增加植入物的穩定性，用于修復大面積顱骨缺損，但術后感染率相對較高[7]。Mukherjee等[8]多中心回顧性研究報道，鈦網修復顱骨缺損術后并發癥發生率為26.4%，10.3%的患者不得不再次手術取出鈦網，最常見的并發癥是感染，占二次手術取出鈦網患者的69.0%，創傷較其他因素所致的顱骨缺損患者術后并發癥的發生率相對要高。

1.4.2 羥基磷灰石 羥基磷灰石的分子結構和鈣磷比與正常骨骼中的無機成分極為相似，屬于鈣磷陶瓷。羥基磷灰石具有良好的生物相容性、骨傳導性和骨誘導性，植入體內后，鈣和磷會游離出材料表面被身體組織吸收，并誘導出新的骨組織生長。通過CAD/CAM技術，可以在術前根據缺損的大小和形狀將羥基磷灰石預制成個性化的植入體，但其主要的問題是術中螺釘固定和術后外力作用容易使其碎裂，術后感染率較高。Stefini等[9]報道1549例采用羥基磷灰石修復的顱骨缺損患者中，27例患者術后發生假體裂開，33例患者發生感染。羥基磷灰石在體內降解過快，通常用來修復顱骨鉆孔留下的小面積骨缺損，大面積顱骨缺損（缺損面積大于25 cm2）需要輔以鈦網固定[10]。

1.4.3 聚甲基丙烯酸甲酯 聚甲基丙烯酸甲酯俗稱有機玻璃，又名亞克力，是一種透明的熱塑性材料，其質量輕、價格低、塑性強，可以根據骨缺損的形狀即時塑形，并牢靠地固定，這種固定可以保持20余年，廣泛應用于骨科、整形外科和牙科。聚甲基丙烯酸甲酯由兩種成分合成，將固體粉末（主要為高聚物成分）和液體（聚甲基丙烯酸甲酯）按2∶1混合，很快發生聚合反應，發生固化，這個過程中局部溫度可以達到70℃左右。聚甲基丙烯酸甲酯第一次應用于顱頜面骨缺損修復是在20世紀40年代。第二次世界大戰期間，醫師可以在術中根據缺損部位用手將其塑形成相應形狀來修復缺損。隨著CAD/CAM技術的不斷發展，外科醫師可以術前根據顱骨缺損CT影像，3D打印出聚甲基丙烯酸甲酯假體，術中直接植入患者的體內[11-12]。聚甲基丙烯酸甲酯的主要缺點是質地較脆，外部強力打擊易碎裂，術中固化的過程中對周圍組織有一定的熱力損傷，術后感染和外露的概率較高[13]。Klinger等[14]報道，聚甲基丙烯酸甲酯修復顱骨缺損術后感染發生率為5.8%。

1.4.4 高密度多孔聚乙烯 高密度多孔聚乙烯是一種生物相容性較好的多孔結構材料，在臨床上作為一種植入物廣泛應用于顱頜面組織缺損的修復與填充，在兒童和成人顱骨缺損的病例中均取得了較好的效果[15-16]。長期應用表明，高密度多孔聚乙烯與其他人工材料性比具有植入體內后，周圍組織可以長入，術后感染發生率低，無排斥反應，可根據條件用鋼絲或鈦板鈦釘固定，且固定牢靠的優點。此外，高密度多孔聚乙烯可塑性好，在100℃水溫中軟化，經塑形后冷卻變硬，可以保持塑形后的形狀，術中還可根據缺損的形狀任意修整和塑形。高密度多孔聚乙烯的不足之處是價格較貴，在大面積的顱骨缺損中不足以起到結構支撐的作用，且用在眶周等突出部位和竇壁容易外露。我們曾報道，將高密度多孔聚乙烯與自體骨聯合應用可以修復復雜的顱骨缺損，術后并發癥發生率低[17]。

1.4.5 聚醚醚酮 聚醚醚酮是一種全芳香族半晶態熱塑性高分子材料，具有良好的生物相容性、耐磨性和穩定的化學特性，耐高溫和輻照，可以用高溫蒸汽或伽馬輻照消毒。自20世紀80年代起，聚醚醚酮作為一種植入體主要是椎間融合器和人工關節置換材料，已廣泛應用于脊柱、關節外科。2009年，MM Hanason首次報道了聚醚醚酮在顱骨重建中的應用經驗，此后關于聚醚醚酮在顱骨缺損修復中應用的報道相繼出現，并表現出廣闊的應用前景[18-20]。聚醚醚酮可塑性強，X線可以穿透，不具有磁性，在CT或MRI圖像中無偽影，不影響患者術后影像學分析，顱骨缺損患者選用聚醚醚酮或自體骨修復，二者術后并發癥發生率無明顯差異[21]。

2 顱骨缺損修復策略

顱骨缺損修復方法的選擇主要考慮到缺損部位的局部解剖結構及要求、醫師手術經驗等。良好的軟組織覆蓋可以降低術后材料外露和感染的概率。魏福全認為，對于創面基底組織健康而無需遠期放射治療的顱骨缺損創面，修復方法可以有多種，可以選用自體骨或人工材料修復，游離皮瓣覆蓋。如果術后需要輔助放射治療，可以選擇鈦網修復，筋膜皮瓣或肌皮瓣覆蓋。感染性創面不適合選擇異種骨或人工材料修復。對于頭皮完整，單純顱骨缺損的患者，可以選擇人工材料植入物修復，如有機玻璃，但在眶周或骨質腔竇區域外露的概率很高，易造成手術失敗[22]。Reddy等[23]提出顱骨缺損個體化的修復，方案的選擇需要綜合考慮受傷的原因；缺損的位置、大小和形狀；其他因素，如感染創面和術后放射治療，對于感染性創面建議選擇自體組織修復，帶血管蒂的骨組織瓣是一個不錯的選擇。對于顱骨缺損的患兒應選用自體骨組織修復，這樣不會影響患兒顱骨的生長發育。用凍存自體顱骨瓣修復比室溫儲存的顱骨瓣發生骨吸收率要高，但感染率較低。顱骨缺損修復時間越早，骨吸收率越低；新鮮的自體骨移植骨吸收率要較儲存的自體骨低[24]。目前尚無關于顱骨缺損大小、患者年齡與并發癥之間相關性的報道。

3 展望

至目前為止，還沒有一種材料被證實是理想的顱骨缺損修復材料，顱骨修復新材料的研發和支架-種子細胞-生長因子的組織工程骨修復將是未來顱骨重建的發展方向。新的人工修復材料要求生物相容度高，抗感染，具有一定的強度和穩定性，并且能夠通過CAD/CAM技術進行個性化的塑形，隨著材料科學的不斷進步，新型顱骨修復材料將會不斷出現。組織工程骨修復是將干細胞接種于能夠引導新骨生長的支架材料上，通過生物活性因子刺激干細胞向成骨細胞分化，誘導新生骨形成，完成顱骨缺損的修復，目前已經在部分動物實驗中取得了可喜的成就[25-27]。但動物實驗不能代替人體試驗，干細胞技術最終應用于臨床將是未來發展的方向。

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2016-10-12）

10.3969/j.issn.1673-7040. 2017.03.019.

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歸來，Email：guilai2015@aliyun.com

本文引用格式：毛小炎,歸來.顱骨缺損的臨床修復進展[J].中國美容整形外科雜志,2017,28(3):184-186.