脛骨骨折髓內(nèi)釘固定術(shù)患者血清FGF-2、IGF-1、sICAM-1水平與骨折愈合的關(guān)系研究

劉善明，趙 元，陳黎兵，胡 濤

脛骨骨折是臨床中常見的骨折類型，多由嚴(yán)重暴力所致。髓內(nèi)釘固定作為最為常見的治療方式，臨床效果尚可，但是由于手術(shù)操作、骨折部位特殊以及個體愈合恢復(fù)能力的差異，臨床中會出現(xiàn)愈合延遲甚至骨不連的情況。近年來，國內(nèi)有研究發(fā)現(xiàn)大鼠骨折愈合情況與成纖維細(xì)胞生長因子-2 (FGF-2)、胰島素樣生長因子-1(IGF-1)有明確相關(guān)性[1-3]，但鮮有在人體骨折愈合延遲中作用的研究；可溶性細(xì)胞間黏附分子-1(sICAM-1)也被證實在人骨折愈合延遲時有明顯的變化趨勢[4]，筆者針對延遲愈合發(fā)生率較高的脛骨骨折進(jìn)行了相關(guān)的研究。

臨床資料

1 一般資料

2017年3月—2018年7月筆者醫(yī)院行髓內(nèi)釘固定術(shù)的脛骨骨折患者46例，男性25例，女性21例；平均年齡(37.47±7.42)歲，其中18～45歲28例，45～60歲18例；骨折AO分型：A型24例、B1型17例、B2型5例。納入標(biāo)準(zhǔn)：均為直接或間接暴力所致的脛骨骨折，有明確癥狀體征，X線片檢查結(jié)果符合脛骨骨折，年齡在18～60周歲。排除標(biāo)準(zhǔn)：無明顯危及生命的其他疾病，排除病理性骨折。本次研究經(jīng)醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)，所有患者知情同意。

2 方法

手術(shù)方法：患者均采用置入交鎖髓內(nèi)釘固定治療。采用椎管內(nèi)聯(lián)合硬脊膜下麻醉，取仰臥位。經(jīng)骨折處置入導(dǎo)針，并確認(rèn)導(dǎo)針處于髓腔中心。使用髓腔銼套入導(dǎo)針，擴(kuò)大髓腔狹窄部。拔出髓腔銼，保留導(dǎo)針，導(dǎo)入髓內(nèi)更換管，用平頭導(dǎo)針更換原導(dǎo)針。整復(fù)骨折，安裝遠(yuǎn)端鎖釘，回敲髓內(nèi)釘，收緊骨折端，安裝近端鎖釘，確認(rèn)螺釘對準(zhǔn)脛骨側(cè)面[5]。

檢測方法：分別于術(shù)前及術(shù)后1 d、1、4 周取晨起、安靜、空腹?fàn)顟B(tài)靜脈血，對所有患者的血液樣本行離心、提純操作，并在-4℃條件下保存?zhèn)溆?。血清FGF-2、IGF-1和sICAM-1水平的檢測均選取酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)。本次檢測儀器選用Synergy H1型全功能酶標(biāo)儀(美國BioTek儀器有限公司)，試劑盒選用ELISA試劑盒(中國北京拜爾迪生物技術(shù)有限公司)，操作安排兩組專業(yè)人員獨立操作，并嚴(yán)格按說明書要求進(jìn)行。

3 觀察指標(biāo)和評定標(biāo)準(zhǔn)

分別于術(shù)前及術(shù)后1d、1、4 周檢測患者的血清FGF-2、IGF-1和sICAM-1。隨訪1年內(nèi)統(tǒng)計患者的骨折愈合情況：愈合和骨不連。骨不連的評定標(biāo)準(zhǔn)為骨折術(shù)后內(nèi)固定9個月以上且連續(xù)觀察3個月以上骨折端未出現(xiàn)愈合跡象，影像學(xué)提示骨折端見明顯間隙且正側(cè)位片3個月以上無連續(xù)骨痂。

4 統(tǒng)計學(xué)分析

結(jié) 果

術(shù)后隨訪1年內(nèi)患者骨折正常愈合39例,發(fā)生骨不連7例，骨不連發(fā)生率為15.22%。術(shù)后1d時，所有患者的血清FGF-2、IGF-1和sICAM-1濃度相較于術(shù)前比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。術(shù)后1、4周時，血清FGF-2、IGF-1和sICAM-1濃度相較于術(shù)前比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，見表1。對患者進(jìn)行區(qū)分預(yù)后結(jié)局的分組研究，骨不連和正常愈合者FGF-2、IGF-1和sICAM-1血清濃度，在術(shù)前、術(shù)后1d、術(shù)后1周和4周的比較中差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，見表2。Spearman無條件相關(guān)分析結(jié)果顯示，患者血清FGF-2、IGF-1濃度的變化與骨不連呈負(fù)相關(guān)，sICAM-1濃度的變化與骨不連呈正相關(guān)(r=-0.863、-0.814、0.976，P<0.05)。

由ROC曲線可知：FGF-2、IGF-1和sICAM-1濃度在脛骨骨折髓內(nèi)釘固定術(shù)后骨不連的預(yù)測中具有較滿意的價值，聯(lián)合三項檢測預(yù)測骨不連的價值最高。三種指標(biāo)均在術(shù)后4周圍為預(yù)測最優(yōu)時間，見表3和圖1。

表1 圍術(shù)期患者TGF-2、IGF-1和sICAM-1血清濃度的比較

與術(shù)前相比較：*P<0.05

表2 骨不連與正常愈合者圍術(shù)期FGF-2、IGF-1和sICAM-1血清濃度的比較

表3 FGF-2、IGF-1和sICAM-1濃度ROC曲線的比較

圖1 FGF-2、IGF-1和sICAM-1濃度預(yù)測骨不連的ROC曲線 。a～d.分別為術(shù)前，術(shù)后1d、術(shù)后1周和4周FGF-2、IGF-1和sICAM-1濃度對骨不連預(yù)測的ROC曲線

討 論

脛骨骨折在交通事故、生產(chǎn)事故中常見，髓內(nèi)釘固定是臨床中經(jīng)過多年應(yīng)用被證明治療效果確切的方法[6]。但是隨著內(nèi)固定術(shù)應(yīng)用的越來越廣泛，其不良預(yù)后結(jié)果也越來越多，如愈合延遲和骨不連。延遲愈合一般采用非手術(shù)治療后可愈合，而骨不連則可能需要再次手術(shù)。造成骨不連的因素有很多，如脛骨血管損傷、骨折嚴(yán)重、年齡較大等，但是單從這些因素很難運(yùn)用數(shù)據(jù)去量化評價骨折愈合情況[7-8]。

IGF-1是一種胰島素樣細(xì)胞因子，可以促進(jìn)生物合成[9-10]。國內(nèi)Wang等[11]研究發(fā)現(xiàn)IGF敲基因大鼠脛骨骨折愈合速度明顯比野生型大鼠骨折后愈合速度要慢。而官建中等[12]在骨折大鼠模型上進(jìn)行的研究發(fā)現(xiàn)，IGF-1可加速軟骨細(xì)胞及骨細(xì)胞的增殖分化，促進(jìn)內(nèi)固定術(shù)后骨折的恢復(fù)速度。FGF-2與IGF-1在骨折愈合過程中具有類似或協(xié)同的作用。而體內(nèi)IGF-1的含量一般較FGF-2大很多，因此筆者猜測極小濃度的FGF-2變化即有可能預(yù)測出骨折愈合的結(jié)果不同。sICAM-1是一種細(xì)胞外基質(zhì)的黏附因子，在炎癥反應(yīng)中具有趨化和黏附作用[13-14]。骨折是暴力造成的骨組織結(jié)構(gòu)損傷，整個發(fā)生發(fā)展包含了壞死、炎癥反應(yīng)、骨折修復(fù)等，均會涉及到細(xì)胞外基質(zhì)的變化。Balzer等[15]研究認(rèn)為，sICAM-1具有誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞聚集的作用，骨折發(fā)生后sICAM-1的升高導(dǎo)致的過度炎癥反應(yīng)可能是骨折愈合延遲或骨不連的原因之一。

本次實驗首先對所有受試對象進(jìn)行了總體分析，46例患者的FGF-2、IGF-1和sICAM-1血清水平在術(shù)后1周及4周均較術(shù)前明顯增加(P<0.05)，提示采用這三種細(xì)胞因子預(yù)測髓內(nèi)釘固定術(shù)后恢復(fù)情況具有可行性。之后按照預(yù)后情況進(jìn)行分組，7例出現(xiàn)骨不連，39例愈合。對骨不連和愈合兩種不同結(jié)果的患者中FGF-2、IGF-1和sICAM-1血清濃度進(jìn)行比較，整個圍手術(shù)期(術(shù)前、術(shù)后1d、1周和4周)的差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。因此圍手術(shù)期患者FGF-2、IGF-1和sICAM-1血清濃度均與骨不連相關(guān)。Spearman無條件相關(guān)分析結(jié)果顯示，患者血清FGF-2、IGF-1濃度的變化與骨不連呈負(fù)相關(guān)，sICAM-1濃度的變化與骨不連呈正相關(guān)(r=-0.863、-0.814、0.976，P<0.05)；進(jìn)一步提示這三種細(xì)胞因子對骨折術(shù)后不同結(jié)果具有預(yù)測價值，并且同時這三種細(xì)胞因子與骨不連存在正相關(guān)和負(fù)相關(guān)，從兩個方向來預(yù)測更加有說服力。

FGF-2、IGF-1和sICAM-1濃度在脛骨骨折髓內(nèi)釘固定術(shù)后骨不連的預(yù)測中具有較滿意的價值，聯(lián)合三項檢測預(yù)測骨不連的價值最高，且三種指標(biāo)及聯(lián)合檢測均在術(shù)后4周為預(yù)測最優(yōu)時間點。本次研究僅對三種細(xì)胞因子進(jìn)行了術(shù)后4周的檢測且最優(yōu)預(yù)測時間為術(shù)后4周，筆者分析如果延長檢測時間也可能出現(xiàn)隨時間增長而出現(xiàn)預(yù)測價值增高的情況。此外，對于脛骨骨折髓內(nèi)釘固定術(shù)后骨不連的診斷和治療宜早不宜遲，但是臨床中通過影像學(xué)檢查來預(yù)測術(shù)后愈合情況也是在術(shù)后4、6周和2個月等時間點進(jìn)行復(fù)查隨訪，因此筆者認(rèn)為通過聯(lián)合 FGF-2、IGF-1和sICAM-1檢測來預(yù)測骨不連在術(shù)后4周為最佳時間點。骨不連和愈合兩種不同結(jié)果的患者中，術(shù)前和術(shù)后1d的FGF-2、IGF-1和sICAM-1血清濃度亦存在差異，因此建議盡早行血清檢測以早期預(yù)測骨不連風(fēng)險，并盡早采取措施改善骨折術(shù)后愈合狀況以規(guī)避骨不連，包括加強(qiáng)臨床指導(dǎo)與護(hù)理措施，促進(jìn)治療效果、改善患者預(yù)后與生活質(zhì)量。

綜上所述，脛骨骨折髓內(nèi)釘固定術(shù)后骨不連患者血清FGF-2、IGF-1下降而sICAM-1明顯升高，聯(lián)合三項指標(biāo)在預(yù)測髓內(nèi)釘固定術(shù)后骨不連具有重要價值，且術(shù)后4周為最佳預(yù)測時間。