ilizarov技术基础及临床应用研究进展

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1、万方数据虫堡置秘苤志2Q12笙3旦筮32鲞筮3翅gh地』Q堕hQB丛a塑h垫!互yQ!：32，盟Q：3Ilizarov技术基础及临床应用研究进展庄乾宇翁习生秦泗河前苏联骨科医生GavrilAbramovichIlizarov于20世纪50年代，对骨牵拉再生的生物学理论及延长骨愈合机制进行了系统研究，发现了张力一应力法则(1awoftension—stress，LTS)[1-2]，发明了环型外固定器及研制出200多种外固定器附件，能够组装成800多种构型，创建了治疗骨创伤和骨科疾病的技术体系。这一技术及理论的问世，解决了不少传统治疗方法不能解决的难题，对骨科其他相关技术的研究和临

2、床应用起到了启迪和推动作用，是骨科发展史的里程碑之一，并在世界医学界产生越来越广泛的影响。一、Ilizarov技术的基本原理．Ilizarov技术的生物学原理是张力一应力法则，即生物组织在持续、稳定、缓慢牵拉下能刺激细胞分裂、组织再生和活跃生长，从而可修复肢体的各种缺损“]。与其他骨科治疗方法不同的是外固定技术通过缓慢牵拉产生应力，刺激自身局部组织细胞的分裂再生潜能，可达到畸形矫正、感染愈合、组织缺损修复等治疗目的。Ilizamv外固定器具有加压、延长、去成角、去旋转和横向移位五种功能【2]，在张力下多平面、多方向穿细钢针固定，施加于骨断端的应力分布均匀，消除了剪力和旋转应力，

3、比传统的单平面外固定架更加牢固可靠；通过发挥张力一应力刺激、加压作用及负重行走时的周期性轴向微动，促进骨愈合，减少应力遮挡，防止骨质疏松。Ilizarov治疗的多是骨科领域中最复杂的病例。因此，术前应对一个和多个(骨和软组织)畸形和功能障碍的位点进行分析阳]。生物学策略，在不造成软组织损伤的前提下，促进骨的形成。机械学策略，从上百种外固定部件中选取合适的部件构成个体化的构型，通过在肢体安全区域穿针固定，为骨段根据治疗需要移动提供稳定支撑与机械环境。术后需经历观察期、潜伏期、拉伸期和巩固期。每1cm新骨生长儿童所需时间通常为1个月，成人需要2-3个月[33。二、Ilizarov技

4、术基础研究Ilizarov进行的基础研究多采用犬胫骨的拉伸模型，后来一些学者将其改为股骨、尺桡骨和下颚骨拉伸模型№]。组织学研究发现，拉伸后的缺隙主要由l型胶原交联填充。I型胶原能够同成骨细胞簇一同构建成微型骨柱。组织学(脱钙或非脱钙作用下)和超微结构研究(扫描电镜)显示，成骨细胞能够使各个胶原柬汇集在一起，形成骨样物质，最终通过膜内骨化进行矿化。这种由中心胶原“生长区”向周边矿化骨柱DOI：10．3760／cma．j．issn．0253—2352．2012．03．016作者单位：100730中国医学科学院北京协和医院骨科(庄乾宇、翁习生)；北京市垂杨柳医院矫形外科(秦泗河)通

5、信作者：翁习生，E—mail：xshwa“g@medmail-corn．cn·277·述·的过渡过程在影像学上有清晰的表现盱]。大量研究旺-8圳证实，从I型胶原区域到邻近的血管生长区域，均存在单纯由膜内成骨形成的骨生长，并在这些区域可见大量沿新生微型骨柱的纵轴方向增生和分化的成骨细胞。这些骨柱直径约150肛m，与外固定架的拉力方向平行，在拉伸分离的宿主骨表面(包括骨膜、骨皮质和骨小梁等)起‘桥接作用，最终将横向融合，在X线和电镜扫描下呈现蜂窝状外观。当拉伸结束时，这些骨柱将穿过纤维界面，完成骨连接。如此完成了大体和显微结构的快速塑形，并且与宿主骨部位(干骺端或骨干)以及髓内成分

6、相一致。Yasui等“刚研究发现，在拉伸区域内以纤维软骨组织为主，这提示还存在软骨内骨化过程。新生骨的化学成分与正常骨相同，含有15％的水，5％的脂肪、25％的钙、12％的磷、24％的胶原。在骨形成的早期，胶原占主要成分，而随着骨形成过程的进展，钙、磷含量以钙磷灰石的形式逐渐升高【l”。在外固定架拆除后的6周内，新骨的机械硬度在轴向、扭转及弯曲方面约为正常骨的50％[1“。拉伸结束后的一段时间内，新骨的最大扭转负荷逐渐降低，这可能与外固定架的应力遮挡效应有关。对拉伸区域内血管和血流方面的免疫组化研究发现，位于血管基底膜层的黏连蛋白(1aminin)和Ⅳ型胶原与拉伸后活跃的血管生

7、长密切相关。组织学和超微结构学研究发现薄壁血管旺盛生长。血管造影和微血管造影研究也证实，存在一些窦状血管，直径约为150～200¨m，由宿主骨表面(包括骨外膜和骨内膜)流向中心的纤维区域，平行包绕在新生骨柱的周围阻]。区域灌注研究对血流量进行量化分析，发现在受试肢体内血流量明显升高，约是对照肢体的10倍以上。血流增加的程度与拉伸的部位有关，但即使是受试肢体的远端也同样存在血流量的增加。在骨折模型中，存在暂时的血流量增加，大约在截骨后5周左右达到高峰；而拉伸性骨生长过程中的血流增加与其不同，并