Ilizarov骨搬移技術在糖尿病足治療中的應用進展研究

聶繼平，楊又瑋，白志剛

(內蒙古醫科大學第二附屬醫院手足顯微外科，內蒙古 呼和浩特 010010)

糖尿病足是糖尿病的一種嚴重慢性并發癥，發病率高，病程遷延且醫療花費巨大。糖尿病足患者約占糖尿病患者的40%，因原發的糖尿病控制不佳，導致下肢血管病變和神經病變繼而引發足部潰瘍及深層組織破壞，同時可伴或不伴感染。國內報道顯示，我國50～60歲和60歲以上糖尿病患者發生下肢動脈病變比例分別為19.5%和35.4%[1]。我國糖尿病患者新發潰瘍1年內發生率為8.1%，糖尿病足患者新發潰瘍1年內發生率為31.6%[2]。糖尿病足病理解剖主要是下肢微、小動脈基底膜增厚，內皮細胞損傷處血小板黏附，紅細胞聚集，管腔狹窄、栓塞；血液與組織細胞物質交換障礙，代謝產物不能排除；嚴重的肢端缺血缺氧，易并發細菌感染進而導致足部壞疽的發生發展，創面及周圍深部組織均不易愈合[3]。

治療糖尿病足一直遵循以治療原發病為主，輔以多科室、甚至多學科治療技術聯合應用，治療的最終目的為保肢。但在既往臨床工作中，局部清創、血管重建或血管腔內治療、中藥方劑治療、干細胞移植、封閉式負壓引流等技術均未能取得滿意療效，糖尿病足患者的致殘率及截肢率仍較高。近20年的研究報道顯示，我國學者們相繼在臨床實踐中引入并改進Ilizarov教授發明的“Ilizarov骨搬移技術”，同時將其應用到糖尿病足的治療中，療效優越。本文將就Ilizarov骨搬移技術及該技術在糖尿病足治療中的應用進展情況進行綜述。

1 Ilizarov骨搬移技術的起源及“中國化”

1976年蘇聯Ilizarov教授發明了下肢骨橫向重塑技術。這種技術最開始因其能達到增粗骨質骨重建修復的效果，解決了脊髓灰質炎患者小腿較細需增粗恢復形態的難題；之后Ilizarov教授通過犬動物實驗發現該技術可以改善肢體遠端血供，并在臨床工作中開展實踐[4]。1989年，Ilizarov教授總結其多年臨床經驗及動物實驗研究成果提出了“張力-應力法則”[5]，此法則闡述了一種組織再生規則，即通過給予活體組織穩定、緩慢、持續的牽張應力可以刺激該組織持續且活躍地生長及再生[6-7]。1991年，Ilizarov教授受邀到北京301醫院講課，使國內第一次有機會可以深入了解到Ilizarov骨搬移技術的原理與實際療效，引發了對該治療技術感興趣的學者前往國外研究學習[8]。1992年，Ilizarov教授的著作《Transosseous Osteosynthesis》[9]問世，報道其進行的血管再生動物實驗，犬脛骨開窗骨搬移術后可見犬肢體遠端毛細血管網及淋巴管再生現象，詳細闡述了發現的組織牽拉再生的生物學原理及其發明的Ilizarov橫向骨搬移技術。

之后數年，國內對Ilizarov技術的引入范圍卻并不廣泛，更多被應用于肢體延長等矯形外科方向，取得了良好效果。Ilizarov技術引入后，國內學者們對Ilizarov環狀外固定器械進行了部分改進，在牽伸桿上加入彈簧，更加貼合了彈性牽拉理念，并完成了國內首次與髓內釘固定技術的結合應用，這也使國內的相關研究得到了國際矯形骨科學界的認可。2000年，曲龍等由該技術研發改良出了Ilizarov脛骨橫向骨搬移的專用手術器械，并首次應用于臨床治療血管閉塞性脈管炎，取得了滿意療效的同時也開啟了該技術應用于下肢缺血性疾病[4]；2002年，斷肢再植奠基人陳中偉院士提議將Ilizarov骨搬移技術更名為“骨搬移微血管網再生技術”。國內學者們對Ilizarov骨搬移技術愈加重視，學術交流與學習培訓活動范圍不斷擴大，更加廣泛地將該技術應用于臨床實踐中，相關的研究報道、學術論文也日漸增多。國內學者們將該治療技術擴展、改良應用于骨缺損、骨畸形、骨髓炎等骨感染疾病以及下肢缺血性疾病等的治療；自2013年花奇凱等學者將脛骨橫向骨搬移技術應用于糖尿病足的臨床治療，2019年國內學者相繼發表了大樣本量的臨床研究報道，顯示采用脛骨橫向骨搬移技術治療的高Wagner分級糖尿病足患者保肢率高達96.1%[10]。

2 脛骨橫向骨搬移技術治療糖尿病足

Ilizarov骨搬移技術經過國內逐漸改良及其手術器械的演變，名字也逐漸演變為“脛骨橫向骨搬移技術”或“Ilizarov微循環重建技術”，前者由操作方式而定較為具體，后者是實質指代更為寬泛，但在國內文獻報道中指代的技術是相同的。國內早期關于脛骨橫向骨搬移技術治療糖尿病的文獻報道多屬于單中心、小樣本量、短隨訪期的療效報道；手術操作方法較為保守，傾向于長切口[平均(13.5±1.5)cm]、大骨窗(約10.0 cm×2.0 cm)的形式，外固定搬移裝置需待較長愈合期(3個月以上)后拆除[11]；術前的常規準備包括控制血糖，改善微循環，糾正水腫及營養不良，去除創面的壞死失活組織，同時做細菌培養和藥敏，選擇合理抗生素；除此之外，患肢的中動脈病變也需要嚴格排除。術中在麻醉平穩生效后，以脛骨中下1/3為骨搬移區，在脛骨內側做一長12.0～15.0 cm弧形皮膚切口，銳性分離皮下組織至骨膜，再沿脛骨內側切開骨膜，向脛骨兩側完整剝離骨膜，確定脛骨搬移骨窗的范圍(長10.0～12.0 cm，寬1.8～2.0 cm)，在骨窗內擰入2枚3 mm搬移外固定針，用于搬移骨塊，用鉆頭和擺鋸分離骨搬移骨塊，注意不要損傷髓腔內骨髓，使其形成可活動的骨瓣，在骨窗近、遠端脛骨側各擰入2枚4 mm的外固定針，安裝并調整脛骨搬移架并擰緊針夾，標記骨搬移方向，逐層縫合骨膜、皮下組織及皮膚，術口敷料包扎[11]。

研究中通常選擇踝肱指數、患足皮溫恢復程度、皮膚感覺測試、疼痛視覺模擬評分及CT血管造影術等作為指標進行手術前后對比；這些指標的改善與創面的臨床愈合共同證明了脛骨橫向骨搬移術對糖尿病足的療效顯著，能刺激下肢的微循環再生，改善周圍神經功能，控制局部感染，促進潰瘍愈合并降低復發。

趙曉明等[12]的研究中，回顧性對比分析了脛骨橫向骨搬移術與下肢血管球囊介入治療糖尿病足患者的療效，結果顯示脛骨橫向骨搬移治療組患者的術后指標與球囊介入治療組十分相近，且部分主要指標優于球囊介入組。董妍等[13]影像學方面的學者研究報道，利用CT搖籃床灌注技術對采用脛骨橫向骨搬移治療的糖尿病足患者進行檢查分析，橫向骨搬移術后搬移側肢與非搬移側肢的足底血流量、血容量及毛細血管通透性均增加，術后雙足血容量差值顯著減小。這種現象被國內學者們稱為骨搬移產生的“召喚效應”，說明了Ilizarov技術并不局限于患肢，其產生的修復效應是廣泛性的。

進一步的臨床研究中脛骨橫向骨搬移被應用于嚴重糖尿病足(Wagner分級3～5級)伴發嚴重合并癥患者的治療。鎮普祥等[14]報道，糖尿病足3～5級合并全身炎癥反應綜合征(systemic inflammatory response syndrome，SIRS)患者經脛骨橫向骨搬移治療后保肢率達100%；還有研究顯示，即使是嚴重腎功能不全同時需要維持透析的高Wagner分級患者的足部潰瘍創面，也在治療6個月時達到愈合。雖然以上研究的樣本量較小，但仍能證明脛骨橫向骨搬移治療效果，也證明其療效可能具有更高上限[15]。肖炯哲等[16]在臨床研究中比較分析脛骨橫向骨搬移手術前后的相關化驗指標，得出骨搬移術對糖尿病足患者的糖代謝、炎癥狀態及凝血功能具有一定的改善作用。秦泗河教授等[17]報道，對6例8足糖尿病足潰瘍、壞疽并發跖骨骨髓炎及骨缺損患者采用骨搬移技術治療，創口均一期愈合，骨髓炎治愈，糖尿病足保肢成功。其他糖尿病足并發癥諸如Charcot關節病，也會造成患肢潰瘍創面更難愈合，且創面擴大的可能性極大。國外學者Hegewald等[18]研究發現，患有糖尿病足并發charcot關節病的患者，在經過關節融合術聯合Ilizarov骨搬移技術治療后，保肢率高達91%。

以上報道說明了骨搬移技術對糖尿病足感染有一定控制效果，而糖尿病足慢性骨髓炎的截肢風險是單純足部軟組織感染患者的4倍。對嚴重糖尿病足伴合并癥患者實現保肢是糖尿病足治療領域的重大突破，但還需多中心、大樣本量、長期隨訪證實其療效。2020年，國內學者相繼發表了大樣本量的研究報道填補了該治療技術領域的許多空白。其中花奇凱教授等[10]的研究中，516例糖尿病足患者的保肢率達到96.1%，術后平均隨訪時間長達32個月，其中隨訪期2年的136例患者復發率2.9%，再發率1.5%。脛骨橫向骨搬移技術趨于更加微創，骨窗面積已縮小至5.0 cm×1.5 cm，切口長度根據微創截骨技術縮短至3 cm，改良“手風琴”式搬移方法也避免了骨愈合后的畸形隆起，這些均極大降低切口壞死及繼發骨折的可能性。根據花奇凱等學者的改良型技術，外固定搬移器械通?？稍谛g后1個月左右拆除。王斌等[3]的最近報道中，從血管外科角度探討了脛骨骨搬移技術治療下肢缺血性疾病的相關適應證與禁忌證，并提出考慮到其他下肢缺血性疾病的預重建條件，需慎重選擇該治療技術或將其作為選擇項，而糖尿病足是脛骨橫向骨搬移的適應證。2020年，趙勁民等[19]學者起草并發表了《脛骨橫向骨搬移技術治療糖尿病足的專家共識》一文，這也標志著國內該領域的學者們對糖尿病足保肢治療已經達成了具有臨床指導意義的共識。

3 Ilizarov骨搬移技術的作用機制研究

相較于臨床應用進展，Ilizarov骨搬移技術的基礎機制研究進展緩慢。連浩宇等[20]研究發現，骨搬移治療糖尿病足的過程中患者血管內皮生長因子和CD31陽性表達細胞明顯增多，提示術后新生血管形成大量增多，也能佐證骨搬移技術是以再生修復的形式修復損傷。高偉等[21]的研究中發現，M2型巨噬細胞減少引發的極化失衡是導致糖尿病足創面潰瘍遷延不愈的重要因素，而橫向骨搬移術促進巨噬細胞極化平衡重建可能是使糖尿病足潰瘍創面愈合的原因。武黎等[15]的實驗研究間接證明干細胞動員參與了微循環的再生修復，并進一步推測基質細胞衍生因子-1/趨化因子CXC亞族受體4(stromal cell-derived-factor-1/cysteine X cysteine receptor 4，SDF-1/CXCR4)在患者體內引起干細胞動員后，啟動了干細胞歸巢程序，進而引發后面的微血管重建、神經功能恢復及潰瘍窗口愈合等修復過程，并通過實驗證明這種效果是持續的且具有不局限于患肢的較大生效范圍，這符合“召喚效應”現象，但仍需深入探索。

4 結合Ilizarov骨搬移技術的聯合方案治療糖尿病足

隨著基礎醫學的研究發展，臨床實際應用的治療技術越來越多，也相對更加容易實現。例如自國內將骨搬移技術初步用于糖尿病足治療時，已開始聯合應用負壓引流技術[22]。堿式成纖維生長因子、血管內皮生長因子、富含血小板血漿等以生長因子為主的促生長劑成品制備技術也較為成熟，許多三級醫院已應用于臨床；國內骨搬移治療糖尿病足臨床實驗報道中，不同學者在治療過程中或多或少對創面應用了各類生長因子[19，23]；臨床藥劑的應用并不局限于西藥，國內學者對中藥藥劑的聯合應用也有報道，如消渴安糖方、芪歸通絡湯、補腎活血顆粒等，均表現出良好的聯合療效[24-26]。國外學者報道，MRI即時應用配合清創技術可以使糖尿病足潰瘍創面的處理效果更具精確性，同時一定程度上減少壞死組織成為感染源的可能；Akkurt等[27]發現，通過磁共振成像引導清創壞死組織聯合Ilizarov治療，可確定感染部位的愈合情況，也能幫助臨床醫生更加精確地判讀療效水平。張永紅等[28]最近報道，抗生素骨水泥技術聯合Ilizarov骨搬移技術治療糖尿病足伴足踝部慢性感染，患者感染病程平均達14.9年，最終足部愈合患者占比91.67%，預后優良；這也體現了組織工程技術與微循環重建技術的聯合臨床應用思維。

5 展 望

有報道指出，骨搬移手術和/或器械相關的并發癥發生率高達20.9%(主要包括針道感染、截骨處的皮膚壞死、骨折)，如果能根據患者個體情況制定個性化治療方案，規范術中操作可有效規避風險[29]。該技術雖然手術操作并不復雜，但長久以來對具體臨床醫生手術方式并沒有統一詳實的規范。例如正確規范的術中截骨形式能最大限度地規避術中對骨髓、骨膜的損傷。國內學者也從術中操作形式以及術中器械的發明或改良中逐漸積累經驗，以更加微創化為目標進行臨床研究[24]。筆者認為，2020年由國內權威學者發表的《脛骨橫向骨搬移技術治療糖尿病足的專家共識》[30]，能為廣大臨床工作者提供較成熟細致的治療指南，也為Ilizarov骨搬移技術在糖尿病足治療中的應用提出了更高要求。中國骨科醫師協會骨搬移糖尿病足學組提議進行“跨學科研究與臨床合作”[31]，為接下來的發展指明了方向，其中涉及啟動多中心臨床課題研究，促進多學科的合作研究與實踐，加強國內與國際上的研學交流，聯合基礎研究與臨床研究構建良性循環。

綜上所述，Ilizarov骨搬移技術是20世紀一項偉大的醫學技術發明，近20年內通過國內學者不斷地鉆研與實踐，初步完成了該技術的“中國化”。該技術在糖尿病足治療中的應用成效尤為顯著，國內外報道的圍繞該技術的多學科聯合應用研究也展現出了更佳成效。Ilizarov骨搬移技術技術的潛力巨大，其持續發展仍有賴于基礎研究的進展、規范化的“共識”以及多中心、多學科的聯合研究。