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实用小儿骨科学第3版第6节 Ilizarov肢体延长术（第2页）

再生区ATP酶做组织化学测定有相同发现。ATP酶反映原始骨基质（primarybonematrix）内骨母细胞的形成速度。反应的强弱借区域内染色细胞局部密度的饱和度测定。观察ATP酶的水平与琥珀脱氢酶水平相仿。

每日一次完成1mm法，牵开区散在有ATP酶弱活性，说明此方法成骨作用低。1mmd，q6h法ATP酶的活性较高，该组动物再生区中部ATP酶最高，而两端的活性降低。

自动撑开器，每日1mm延长的，整个牵开区的碱性磷酸酶和ATP活性均增强，表明再生区内各部的成骨快。而每日2mm，q6h法，其碱性磷酸酶低于1mmd，q6h组，但高于每日一次延长1mm组。

可见，不同条件延长其牵开区成骨取决于延长的速度和频率，随频率增加其成骨速度也增快。骨四周软组织的组织化学也有相似所见。撑开方法和截骨的方式二者是独立因素。

光学显微镜检查正常状态下的筋膜呈波浪状。每日1mm一次完成法牵开，第14天时筋膜的胶原纤维松弛，失去原有的波浪形，对银染色也呈不均匀状态。这是水肿和局灶性同质化（homogenization）的缘故。若每日1mm，q6h法延长，第14天时较对侧未延长的肢体仍有少许纤维水肿，并失去波浪形。延长区边缘出现未分化的类成纤维细胞，系生长刺激的结果。纤维的同质化是组织受损的征象，在少数区域内仍可见到。

自动撑开器每日延长1mm组，在延长第14天筋膜近似正常，保持原有的波浪形，较上述标本有更多的未分化类成纤维细胞，表明微纤维生成（fibrillogenesis）活跃。对比发现每日延长1mm而频率低（次数少）的纤维水肿少，受损轻。

每日1mm一次完成牵开的，第28天完成延长时胶原纤维呈直线形与牵开方向一致。纤维束的界限因水肿和局灶性同质化而不清晰。切片内只见少数成纤维细胞，说明生长慢。

1mmd，q6h组第28天胶原纤维失去其波浪形，因水肿而密度增加。幼稚成纤维细胞积聚在纤维束的边缘，表明新组织形成活跃。

自动撑开器每日1mm组，第28天筋膜组织与对侧未延长的肢体相似。纤维水肿很轻，保持其原有的波浪形。沿纤维束边缘有多数成纤维细胞，证明组织形成的活性很高。

筋膜内的毛细血管也与牵开的频率有关。1mmd一次完成的，筋膜内只有很少量的毛细血管形成。1mmd，q6h延长的毛细血管形成的较多，而且有终端方向性细胞（terminaldirectionalcells）。这种毛细血管尚未形成毛细血管网。自动撑开器1mmd延长的，多数毛细血管形成并从各个方向朝牵开区的深部生长，彼此靠拢易于吻合。

1mmd一次完成延长的，骨四周的小动脉受损，牵开第28天电镜观察小动脉的内皮细胞线粒体结构受损，大量微噬细胞（micropinocyticcells）彼此形成细胞内接触，这种表现表明小动脉有广泛的扩张。0.25mm6h延长的，第28天这样的营养不良的变化不太明显。线粒体的内部结构轻微受损。但生物合成的细胞活动却显著增多，并与受张力-应力影响所新生的组织相平行。小动脉壁内活跃的平滑肌细胞说明组织在生长。0.25mm6h法延长的胞质增多，胞质内器官小体丰富，细胞内接触的长度增加等都是血管生长活跃的特征。

自动撑开器以0.017mm24min的方法延长，小动脉组织生长活跃尤甚。特点是血管内平滑肌细胞胞质器官小体肥大，可收缩的肌细胞（myocyte）保持正常结构。内皮细胞的胞质量增加，而且细胞内接触的长度和串联增多。

2mmd，q6h快速牵开，小动脉的细胞生物合成活性下降并有负性反应，特点是出现多数胞质的赘疣（cytoplasmicexcrescences）。

神经组织对牵开的速度和频率也有不同反应。1mmd一次完成的，神经轴索的直径不均匀，有不规则的胞质蓄积。此改变在2mmd，q6h组则不明显。1mmd，q6h组神经轴索的改变与对侧未牵开的肢体对比仅稍有变化；自动撑开器以0.017mm24min延长的，其神经纤维结构正常。0.25mm6h组或牵开更慢的组可见处于分化不同阶段的新形成的神经纤维。0.25mm6h或0.017mm24min两组均可见施万细胞围绕轴索。自动撑开器延长组的动物的组织学所见确有典型的胎儿型神经干。

上述研究结果清楚地表明，在张力-应力影响下，牵开的速度和频率对骨形成都是重要的。0.125mm6h，0.5mmd法延长，成骨速度超过延长的速度导致提早连接。这种现象更多见于闭合折骨组。相反，2mmd（0.5mm6h）法延长，不仅成骨作用迟缓，而且对延长区四周的软组织也是有害的。1mmd（0.25mm6h）的效果要比延长更快的或更慢的都好。

上述实验还表明在已知延长速度和频率高（延长的次数多）的效果好。自动撑开器以1mmd的方法证实比每日4次延长的还要好，比每日一次完成延长的更好。筋膜的牵开也证明如此。正常筋膜在休息的状态下其胶原纤维束呈波浪状。1mmd一次延长筋膜呈受牵拉状态，不少区域有同质化改变，这说明有组织受损。1mmd，q6h法延长的，仍有受牵拉现象，但同质化现象要少得多。1mmd，分60次延长时，筋膜的成纤维细胞增殖，超微结构观察有胶原生成。虽有组织生长，但仍保持原有的波浪状。其他组织的变化均说明同样问题。

简言之，自动撑开器延长时，多种组织都有细胞增殖、代谢和生物合成等细胞内活性的变化。而这些改变都是胚胎、胎儿和初生后的组织形成的特点。本实验观察张力-应力对组织的影响，认识到固定器的稳定和保留骨髓完整的重要性。同时，也清楚表明延长肢体的速度和频率同样重要。理想的条件加上正确使用外固定器，牵开区内有生长板形成，骨四周的软组织在组织学上和功能上都产生适应性变化，这些创造了正常生长的条件。

延长过程中，牵开区内骨髓的造血功能暂时增强。延长后的固定期逐渐成熟的再生骨内的骨髓造血细胞又逐渐恢复至正常状态。这一所见可设想造血细胞和成骨细胞之间有共同的基因关系。而两者均受张力-应力的影响。已知失血可刺激造血功能，可否观察失血刺激造血的同时或可增强成骨作用？

曾在另一研究中以家兔腓骨5mm缺损做模型，使之失血量为体重的1%，失血1小时后在腓骨上做一5mm缺损作为对照。另在不失血家兔也做同样骨缺损作为对照。结果失血组较对照组的成骨作用强。失血组动物于第21天骨缺损完全修复，而对照组则需35天。对这两组均用放射免疫法测定，集中观察血浆中单磷酸核腺苷（cyclicadenosine-3，5-monophosphate）。若血浆中单磷酸核腺苷的浓度升高，同时伴骨髓内成骨细胞和造血细胞功能活跃则有意义。起初刺激骨髓造血功能，结果对成骨也有好作用，这说明造血细胞和成骨细胞的前身都是基质干细胞（stromalstemcell）。

正确应用作者设计的环形固定器能使骨端在各个方面都能得到固定，但同时又能使骨端有轴向的微量活动（axialmicromotion），这又可刺激成骨作用。用细克氏针将骨端固定在环形固定器上可减少对软组织、骨膜和骨髓的血供的损伤。固定器的各部件又允许各环形固定器在各方向上变动位置，所以可同时矫正成角、旋转和短缩。临床应用自动撑开器可加速矫正过程中骨形成的坚强度。

因先天性畸形、肿瘤手术切除、外伤性骨缺损或骨髓炎大块死骨摘除后的骨缺损等均可安全、有计划地延长残存部分，本方法可保持肢体的长度并治愈病变。还可用环形固定器在远离病变处做骨皮质切开术（corticotomy），同时矫正畸形。骨皮质切开后，上下骨端（缺损以上或以下）均用细克氏针连在环形固定器上，以此作为交通环向上或向下延长，即在牵开的同时对原病变加压。牵开区在张力-应力影响下形成新骨延长，同时骨缺损消失而无需植骨。

二、Ilizarov肢体延长操作技术

（一）理论根据

Ilizarov根据大量实验室研究发现一生物学规律，即任何组织在张力-应力的影响下均表现出极高的生成能力（genesis），细胞代谢旺盛，生长能力强。但这要靠消除其他应力，如扭曲、旋转、剪力等应力为条件，单纯施加张力-应力始能实现。

由于Ilizarov环形骨外固定器可以达到上述要求，同时加用一些配件即可组装成各种部位所需要的矫形工具。具体来讲，这种骨外固定器可以发挥纵向延长、加压、去成角、去旋转和横向移位等各种功能。近年来借助此种骨外固定器组装成有推拉双重功能的装置来矫正严重足部和踝关节畸形，因此受到很多骨科医师和患者的欢迎，已经在许多国家普遍推广使用。

（二）手术适应证

张力-应力生物学原理加之骨外固定器使骨科医师能治疗许多过去不能解决的外伤和矫形方面的问题。

1.经皮治疗闭全性干骺端和骨干的骨折以及不少骺骨折。

2.一期修复广泛骨、神经、血管和软组织的缺损而无需移植术。

3.骨加厚（横向延长）以加强骨的负重能力。

4.经皮一期治疗先天性或外伤性假关节。

5.因肢体延长或骺延长所造成的肢体发育停滞。

6.长骨或关节畸形，包括顽固性或复发性畸形足（图7-12）。

图7-12外固定器加双向轴矫正畸形足

7.经皮矫正关节挛缩畸形（图7-13）。

8.配合截骨术矫正关节畸形强直并能调整关节面的角度（图7-14）。