肿瘤型人工关节重建下肢骨肉瘤切除后的骨缺损.pdf

肿瘤型人工关节重建下肢骨肉瘤切除后的骨缺损郭卫姬涛杨毅【摘要】目的总结应用肿瘤型人工关节重建下肢骨肉瘤切除后骨缺损的效果及并发症。方法1997年7月 2004年7月共对167例下肢骨肉瘤实施广泛性切除后人工假体重建保肢术,100例获得随访。其中男56例,女44例。年龄1357岁。股骨近端5例,股骨远端57例,胫骨近端38例。Enneking分期 A期3例,B期85例,期12例。使用国产假体71例,进口假体29例。17例患者采用灭活肿瘤骨结合人工假体复合重建缺损,21例采用异体骨人工关节复合体,余62例采用人工假体进行重建。所有成骨肉瘤患者术前均行12个疗程规范化疗,术后35个疗程化疗。术后采用M STS保肢评分系统对随访患者进行功能评价。结果所有患者获随访18年,中位随访时间315年。人工关节3年生存率为8118%,5年生存率为65%。6例假体折断,13例假体迟发性感染,2例假体松动,5例移植物与宿主骨接合处不愈合,2例异体骨吸收,2例假体下沉,1例骨折。7例于术后6个月 2年内肿瘤局部复发,其中软组织肿瘤复发4例,接受肿瘤再切除治疗;另3例接受截肢手术。患者M STS评分平均为231305117。肢体功能优62例,良27例,中7例,差4例,优良率为89%。结论与其他保肢重建方法比较,肿瘤型人工关节能保留最好的关节功能。但并发症发生率仍较高,人工关节的设计及加工有待于进一步改进。【关键词】骨肿瘤复合关节重建中图分类号:R738.1R318108文献标识码:AENDOPROSTHETIC RECONSTRUCTI ON AFTER W I DE RESECTI ON OF SARCOMA IN LOW ER EXTREM ITIES?GUO W ei,J I T ao,YA N T Y i.M usculoskeletal T um or Center,Peop les H osp ital,Peking U niversity,B eijing,100044,P.R.ChinaCorrespond ing author:GUO W ei,E2m ail:bonetum Abstract】ObjectiveTo assess the clinicaloutcome of the li mb salvage surgery and complicationsoccurring inthe lower extrem ities after a w ide resection of sarcoma.M ethodsA total of 167 patients underwent a li mb2sparingprocedure by meansof the i mplantation of a custom2made ormodular tumor endoprosthesis from July 1997 to July 2004.Of the 167 patients,100 were followed up,including 56 males and 44 females,w ith their ages ranging from 13 to 57years at surgery.In 5 patients,a proxi mal femur prosthesiswas i mplanted;in 57 patients,a distal femur prosthesiswasi mplanted;and in 38 patients,a proxi mal tibia prosthesiswas i mplanted.A ccording to the Enneking staging,3 patientswere grouped in the stage ofA,85 inB,and 12 in.Seventy2one patients used a domestic prosthesis,and 29patients used a prosthesis made in L ink Company,Germany.For the reconstruction,17 patients used an autograftprosthesis composite,21 patients used the allograft prosthesis composite,and the remaining 62 patients used an artificialprosthesis.A ll the patients received chemotherapy for 122 courses and 325 courses before operation and after operation,respectively.A fter operation,TheM usculoskeletal Tumor Society(M STS)score was used to evaluate the recovery oftheir corresponding functions.ResultsA ccording to the follow2up for 128 years,w ith a median of 315 years,and theassessment by the Kaplan2M eier esti mate,the 32year survival rate of the prostheseswas 81.8%,and the 52year survivalrate was 65%.A s for the complications,prosthesis breakage occurred in 6 patients,periprosthesis infection in 13patients,aseptic loosening in 2 patients,non2union between the host bone and graft bone in 5 patients,allograftabsorption in 2 patients,prosthesis sinking in 2 patient,and periprosthesis fracture in 1 patient.Local recurrencedeveloped in 7 patients w ithin 6 months to 2 years after operation.Of the 7 patients,4 had a recurrence of the softtissue tumor for which resection was performed;the other 3 patients underwent amputation of the diseased li mb.Themean M STS score was 23.305.17,w ith an excellent li mb function in 62 patients,good in 27 patients,fair in 7patients,and poor in 4 patients.The overall excellent and good function was obtained in 89%of the patients.ConclusionW e conclude that tumor prostheses can give a satisfactory functional outcome after the tumor around theknee is removed;however,the tumor prostheses still need to be further i mproved because of a high complication rate.【Kew words】Bone tumorComposite jointReconstruction作者单位:北京大学人民医院骨与软组织肿瘤治疗中心(北京,100083)通讯作者:郭卫,教授,博士导师,研究方向:骨与软组织肿瘤,E2mail:079Chinese J Reparative and Reconstructive Surgery,2006,Vol 20(10)随着肿瘤分期的建立,手术重建方法的发展以及有效的化疗逐步完善,四肢恶性骨肿瘤的治疗近年来取得了较大发展,由过去以截肢为主的方法发展为目前以保肢治疗为主的外科治疗方法1。1997年7月 2005年7月,我们对167例下肢骨肉瘤患者进行了保肢治疗,所有患者术前规范化疗后,均进行了广泛性切除,肿瘤型人工假体重建术,其中100例患者获得随访。现就患者随访情况、手术效果总结及相关并发症报告如下。1临床资料1.1一般资料本组男56例,女44例。年龄1357岁。部位:股骨近端5例,股骨远端57例,胫骨近端38例。术前摄患肢X线片、CT及M R I,肺部CT,全身骨扫描。所有患者均行病理活检,病理诊断证实为骨肉瘤,Enneking分期A期3例,B期85例,期12例。均行12个疗程新辅助化疗,术后根据肿瘤标本坏死率行35个疗程化疗(阿霉素6080 mg?m2,顺铂100120mg?m2,氨甲喋呤812 g?m2,异环磷酰胺12.5 g?m2,其中顺铂采用动脉插管给药,其它药物为静脉给药)。1.2手术方法术前根据X线片测量相关解剖数据,定制人工假体。根据CT及M R I确定病变累及范围,截骨平面距离肿瘤边缘35 cm。股骨上段肿瘤切除人工关节重建多采用外侧入路,纵向劈开阔筋膜张肌,显露大粗隆,沿肿物周围正常组织分离切除,关节脱位后,根据术前判断截骨平面截断骨干,完整切除肿瘤;后行假体植入,常规行臀中肌重建(图1)。股骨下段肿瘤切除假体重建常采用膝关节内侧弧形切口,沿股内侧肌与缝匠肌之间间隙进入,在正常股直肌内切除肿瘤前方,沿股骨中段肿瘤外正常组织内分离,注意保护股动静脉,将肿瘤与周围正常肌肉一并切除;切断内外侧副韧带、交叉韧带及半月板,膝关节脱位;牵拉股骨,切断股骨后方附丽的肌肉,向上分离股骨干,同样根据术前制定截骨平面截断骨干,后植入股骨下段假体及胫骨平台(图2)。胫骨上段保肢手术方法常采用膝关节内侧切口,沿股内侧肌下缘进入至股骨,切开关节囊,切开胫骨结节内侧骨膜,保持髌韧带与下方筋膜的连续性,将髌骨连同髌腱一同翻向外侧,切断内外侧副韧带、交叉韧带及半月板,膝关节脱位;分离胫骨上段肿瘤,将肿瘤及周围正常组织一并切除,根据术前制定范围截断胫骨,保留股骨髁安装股骨侧假体,安装胫骨上段假体,复位(图3)。对于需部分骨段灭活再植的患者,肿瘤广泛切除后,锯下所需回植骨段,清除瘤骨上所有肿瘤组织,然后经20%高渗盐水20m in,95%酒精20m in,共灭活处理40m in。本组17例采用此方法结合人工假体进行复合假体重建骨缺损,21例使用异体骨人工假体复合体进行重建,余62例患者利用人工假体进行重建。本组应用国产假体(春立正达公司)71例,进口假体(L I N K,德国)29例。术后采用M STS保肢评分系统2对随访患者进行功能评价,评分系统包括疼痛、整体功能、接受程度、支持物、行走功能和步态6项,每项评分满分为5分,共30分。本次回顾研究功能优为2430分,良为1823分,中为1217分,差为 12分。2结果所有患者获随访18年,中位随访时间315年。本组肿瘤型人工关节3年生存率为8118%,5年生存率为65%。6例于术后412个月发生假体折断(2例为进口假体,4例为国产假体);13例于术后平均28.4个月出现假体迟发性感染(12例为国产假体,1例为进口假体);2例出现假体松动,分别为术后56个月和60个月;5例患者的移植物与宿主骨接合处不愈合,由于内固定坚强,患者可行走;2例出现异体骨吸收;2例发生假体下沉,分别为术后30个月和36个月;1例出现骨折。7例于术后6个月 2年内肿瘤局部复发,其中4例为软组织肿瘤复发,接受肿瘤再切除后,肿瘤局部控制满意,随访2年以上未再出现复发;另3例行截肢手术。本组未发生移植骨的疲劳性骨折。所有患者术后1周开始主动活动关节,练习股四头肌;2周后开始扶拐下地行走,关节功能良好;6个月后,M STS功能重建评分均在23分以上。100例随访患者得分平均为23.305.17;患者肢体功能优62例,良27例,中7例,差4例,优良率为89%。3讨论新辅助化疗的开展为保肢治疗创造了条件,因而术前化疗是保肢手术的前题。术前化疗能使肿瘤分界明显,血管减少,坏死增加;临床上可见肿瘤缩小,发热减轻,邻近关节活动增加;影像学检查可见钙化增多,肿瘤体积缩小及周围水肿消退等3,4。1980年以前,恶性骨肿瘤患者行保肢手术的不足20%。保肢术的主要目的是为了对原发肿瘤进行恰当的局部控制,但保肢性的切除必须确保局部复发率比截肢低,并且可产生良好的功能结果。在肢体恶性骨肿瘤切除后的重建方法中,肿瘤型人工假体置换具有最好的功能结果5,6。179中国修复重建外科杂志2006年第20卷第10期图1右股骨上段骨肉瘤a术前X线正位片b术前MR I可见髓内异常信号c术后2周X线片示瘤段截除,定制式肿瘤型人工假体重建图2左股骨下段骨肉瘤a术前正侧位X线片b术前化疗后MR I可见髓内肿瘤边界清楚c术后2周X线片示股骨下段肿瘤型人工假体图3左胫骨上段骨肉瘤a术前正侧位X线片b术前MR I可见病变位于胫骨近端c术后1个月人工假体正侧位X线片Fig.1Osteosarcoma of the right proxi mal femuraAn anteroposterior X2ray of the pelvisbMR I show s an intramedulla lesioncTwoweeks after operation X2ray show s a proxi mal femur replacement w ith a custom2made endoprosthesis after the tumor resectionFig.2Osteosarcoma of the left distal femuraAnteroposterior and lateral X2rays before operationbAfter chemotherapy but before operation MR Ishow s intramedulla lesion w ith a clear margincTwo weeks after operation X2rays show a distal femoral replacement w ith a metallicendoprosthesisFig.3Osteosarcoma of the left proxi mal tibiaaAnteroposterior and lateral X2rays before operationbMR I show s theproxi mal tibia osteosarcomacOne month after operation X2rays show the proxi mal tibia endoprosthesis279Chinese J Reparative and Reconstructive Surgery,2006,Vol 20(10)3.1肿瘤型人工关节置换的功能评价保肢手术后功能由肿瘤大小、切除范围、重建的外科技术、假体设计、康复锻炼效果、患者的主观能动性和配合程度等多方面决定。髋关节外展功能的重建对于术后功能十分重要,双动型髋关节重建与全髋关节重建对于术后功能影响差异无显著性7。而股骨近端复合假体较单纯假体有更好的术后功能8。有文献指出年龄、病理骨折和假体部位是影响膝关节周围肿瘤保肢术后功能的重要因素9。我们采用M STS功能重建评分系统对随访的100例骨肉瘤进行肢体功能评定。其中疼痛和支持物两项评分中满分者分别占79%和70%,即患者术后无任何疼痛症状,行走时不需任何支具。其余4项评分均为34分。股骨上段功能评分最高为241671115,其次为股骨下段231654198,功能得分最低为胫骨上段22.975.6。文献报道下肢肿瘤患者利用肿瘤型人工关节保肢术后M STS评分为67%83%10。本组随访发现股骨上段骨肉瘤患者术后功能最好。与其他重建方式比较,肿瘤型人工假体重建有更为满意的术后功能。3.2肿瘤型人工关节的生存分析本组肿瘤型人工关节3年生存率为81.8%,5年生存率为65%。影响假体生存因素包括肿瘤部位、截骨百分比、性别、年龄、假体柄直径和重建方式等因素。股骨上段假体5年生存率文献报道为63%90%11。该部位复合假体重建完好率明显优于单纯人工假体重建,复合假体10年生存率为77%84%11,而单纯假体重建10年生存率为65%。本组随访股骨上段5例患者假体均未出现并发症,预后较好。股骨远端肿瘤型人工关节文献报道的5年完好率为66%83%12,本组57例股骨远端肿瘤型人工关节3年、5年生存率分别为80.3%和69.1%。胫骨上段假体5年生存率一般为54%60%13,是下肢肿瘤常见部位中人工关节生存率最差的部位,可能一方面假体稳定性较股骨上段和股骨下段差;另一方面软组织覆盖困难导致假体并发症发生率高。本组胫骨上段人工假体3年、5年生存率分别为79%和57.1%。我们的研究结果表明下肢不同部位的肿瘤型人工假体预后不同,股骨上段最好,其次为股骨下段,胫骨上段人工假体预后最差。3.3肿瘤型人工关节置换的并发症肿瘤型人工关节已广泛应用并取得了较好的效果,但也存在一系列问题。不同部位假体并发症的发生率略有不同,股骨上段肿瘤型假体最常见的并发症为脱位、松动和聚乙烯衬垫磨损(主要为髋臼侧)。而该部位的人工假体异体骨复合物重建并发症主要是异体骨感染和移植骨不愈合。股骨下段肿瘤型假体和胫骨上段假体最常见的并发症是感染和无菌性松动,感染发生率为514%1810%14,15,无菌性松动发生率为4%26%16,17。水泥型和非水泥型人工假体的无菌性松动率不同文献结果不同,Plotz等5对64例膝关节周围肿瘤型假体随访发现,11%的非水泥型假体发生无菌性松动,而水泥型假体并未发生无菌性松动,作者分析可能是水泥型假体随访时间不够长。骨长入式非水泥型假体的远期无菌性松动发生率低于水泥型假体。此外假体还可发生折断、脱位等并发症,股骨下段和胫骨上段假体折断率为3%10%17,18。3.3.1假体的迟发性感染该并发症多出现于术后1年左右。患者反复出现手术部位的红、肿、热、痛,行走时加重,休息后可缓解,最后出现窦道,流出的液体混浊,但细菌培养多为阴性。本组13例假体迟发性感染者中,12例为国产假体,1例为进口假体,提示国产假体仍存在质量问题,可能主要是加工工艺的问题。迟发性感染的主要原因是人工假体刺激周围软组织,产生慢性炎性反应,逐渐形成窦道。本组迟发性感染翻修的人工假体术中,多见假体周围软组织呈黑色,大量炎性肉芽组织增生。有4例进行了一期假体翻修术,取出假体后,彻底清除假体周围炎性肉芽组织,取出髓腔内的水泥,反复冲洗,用稀碘浸泡,假体高压灭菌后重新植入,其中2例成功,随访3年未发生再感染;1例一期更换了新的假体,1年后再次出现感染;另1例于术后1年半再次出现感染。6例患者手术取出假体,用骨水泥临时替代,1年后再次植入新的假体,其中5例获得成功。另3例患者行截肢术。3.3.2假体柄的折断本组有2例应用进口膝关节假体,折断发生在假体柄与股骨髁部的连接处,属于假体设计问题,目前已改变设计。另有2例假体折断发生在假体柄骨内固定部分与骨外假体段的交界处(假体柄根部)。该类型折断与假体材料质量及假体柄的粗细有关。一般来讲,膝关节周围假体柄根部的直径应12 mm19。2例折断发生在关节的轴部,与假体的设计有关,发生折断的假体均为股骨远端假体,可能与股骨远端切除范围广、膝关节侧副韧带不能保留、人工假体应力过大有关。3.3.3假体柄的无菌性松动假体的无菌性松动是肿瘤型假体置换最常见的并发症13,20,主要表现在膝部出现逐渐加重的疼痛,X线片检查可见假体柄周围的骨质溶解,出现透亮区。假体的无菌性松动一般出现在术后45年。本组患者由于随访时间尚短,因而假体松动发生不多。有很多因素影响假体松动:植入位置,松动率最低的是股骨近端,其次为肱骨近端、股骨379中国修复重建外科杂志2006年第20卷第10期远端,最后是胫骨近端21;患者年龄,年轻患者失败率明显增高;切除骨组织的数量,切除远端股骨的40%以上骨组织的松动率明显高于40%以下者22。本组对于切除骨组织超过50%以上者均使用了复合人工关节,所以未显示出非切除骨组织的数量对假体松动的影响23。生物固定的假体松动率低于骨水泥型假体的松动率24,25。假体下沉多发生在已出现假体松动的患者,可能主要因为重力传导集中在假体与截骨水平交界处,使得交界处骨质逐渐溶解致假体出现下沉。人工假体置换后发生的骨折,往往出现在假体柄尖部,与假体柄植入的位置不正、直柄假体等因素有关,骨折常发生在股骨,因为股骨存在向前的生理曲度。本组100例患者术后M STS功能重建评分平均在23分以上,与其他保肢重建方法,如半关节灭活再植等比较,肿瘤型人工关节能保留最好的关节功能。局部复发率控制在7%以下,表明该手术方法是合理的,但并发症发生率仍较高,肿瘤型人工关节的设计及加工有待于进一步改进。4参考文献1Si mon MA,Springfield D.Surgery for bone and soft2tissuetumors.L ippincott2Raven,Philadelphia2NewYork,1998.4672487.2Enneking W F,Dunham W,Gebhardt MC,et al.A system forthefunctionalevaluationofreconstructiveproceduresaftersurgical treatment of tumors of the musculoskeletal system.ClinO rthop Relat Res,1993,(286):2412246.3M eyers PA,Heller G,Healey JH,et al.Chemotherapy fornonmetastatic osteogenic sarcoma:the M emorial Sloan2Ketteringexperience.J Clin Oncol,1992,10(1):5215.4Picci P,Sangiorgi L,Rougraff BT,etal.Relationshipofchemotherapy2induced necrosis andsurgical marginstolocalrecurrence in osteosarcoma.J Clin Oncol 1994,12(12):269922705.5PlotzW,Rechl H,Burgkart R,et al.L i mb salvage w ith tumorendoprostheses for malignant tumors of the knee.Clin O rthopRelat Res,2002,(405):2072215.6Frink SJ,Rutledge J,Lew is VO,et al.Favorable long2termresults of prosthetic arthroplasty of the knee for distal femurneoplasm s.Clin O rthop Relat Res,2005,(438):65270.7Ogilvie CM,W under JS,Ferguson PC,et al.Functional outcomeof endoprosthetic proxi mal femoral replacement.Clin O rthopRelat Res,2004,(426):44248.8EckardtJJ,EilberFR,RosenG,etal.Endoprostheticreplacement for stageB osteosarcoma.Clin O rthop Relat Res,1991,(270):2022213.9M ittermayer F,W indhager R,Dom inkus M,et al.Revision ofthe Kotz type of tumour endoprosthesis for the lower li mb.J BoneJoint Surg(Br),2002,84(3):4012406.10Ferguson W S,Goorin AM.Current treatment of osteosarcoma.Cancer Invest,2001,19(3):2922315.11Zehr RJ,Enneking W F,Scarborough M T,et al.A llograft2prosthesis composite versus megaprosthesis in proxi mal femoralreconstruction.Clin O rthop Relat Res,1996,(322):2072223.12Zeegen EN,Aponte2Tinao LA,Hornicek FJ,et al.Survivorshipanalysis of 141modularmetallic endoprostheses at early followup.Clin O rthop Relat Res,2004,(420):2392250.13Gri mer JR,Carter SR,Tillman RM,et al.Endoprostheticreplacement of the proxi mal tibia.J Bone Joint Surg(Br),1999,81(3):4882494.14Gri mer RJ,Belthur M,Chandrasekar C,et al.Two2stagerevision for infected endoprostheses used in tumor surgery.ClinO rthop Relat Res,2002,(395):1932203.15Gri mer RJ,Carter SR,Tillman RM,et al.Endoprostheticreplacement of the proxi mal tibia.J Bone Joint Surg(Br),1999,81(3):4882494.16U nw in PS,Cannon SR,Gri mer RJ,et al.A septic loosening incemented custom2made prosthetic replacements for bone tumors ofthe lower li mb.J Bone Joint Surg(Br),1996,78(1):5213.17M ittermayer F,Krepler P,Dom inkus M,et al.Long2termfollowup of uncementedtumor endoprostheses for the lowerextrem ity.Clin O rthop Relat Res,2001,(388):1672177.18Wodajo FM,Bickels J,W itlig J,et al.Complex reconstruction inthe management of extrem ity sarcomas.Curr Opin Oncol,2003,15(4):3042312.19Shin DS,W eber KL,Chao EY,et al.Reopration for failedprosthetic replacement used for li mb salvage.Clin O rthop RelatRes,1999,(358):53263.20Bickels J,W ittig JC,Kollender Y,et al.Distal femur resectionw ith endoprosthetic reconstruction.Clin O rhop Relat Res,2002,(400):2252235.21U nw in PS,Cannon SR,Gri mer RJ,et al.A septic loosening incemented custom2made prosthetic replacements for bone tumoursof the lower li mb.J Bone Joint Surg(Br),1996,78(1):5213.22Kawai A,M uschler GF,Lane JM,et al.Prosthetic kneereplacement after resection of a malignant tumor of the distal partof the femur.J Bone Joint Surg(Am),1998,80(5):6362647.23郭卫,杨荣利,汤小东,等.复合移植重建恶性骨肿瘤切除后骨缺损.中华骨科杂志,2003,23(4):2022205.24Griffin AM,Parsons JA,Davis AM,et al.U ncemented tumorendoprostheses at the knee.Clin O rthop Relat Res,2005,(438):71279.25M ittermayer F,Krepler P,Dom inkus M,et al.Long2termfollowup of uncementedtumor endoprostheses for the lowerextrem ity.Clin O rthop Relat Res,2001,(388):1672177.(收稿:2005211207修回:2006207211)(本文编辑:王雁)479Chinese J Reparative and Reconstructive Surgery,2006,Vol 20(10)