鄧 磊，張 睿，黃 朋，呂朝陽(yáng)

脛骨骨折是全身骨折的常見(jiàn)類型，多見(jiàn)于脛骨干遠(yuǎn)端骨折，主要是因外界的直接或者間接暴力所致，局部腫脹、疼痛、畸形比較明顯，可出現(xiàn)重疊及成角移位，臨床治療主要是盡可能地恢復(fù)小腿長(zhǎng)度、持重及對(duì)線功能[1-2]。髓內(nèi)釘固定是脛骨骨折早期治療的主要方式，但由于脛骨遠(yuǎn)端肌肉附著較少，同時(shí)血供相對(duì)較差，容易出現(xiàn)多種并發(fā)癥[3]。其中骨不連為長(zhǎng)骨骨折的嚴(yán)重并發(fā)癥，多伴明顯疼痛及活動(dòng)受限，降低患者生活質(zhì)量[4]。盡早診治骨不連能夠利于手術(shù)干預(yù)，預(yù)防其他相關(guān)并發(fā)癥。近年來(lái)，隨著分子生物學(xué)研究的不斷進(jìn)步，骨折愈合中的相關(guān)骨代謝細(xì)胞因子的作用備受臨床關(guān)注。Ⅰ型膠原氨基端末肽(NTX)為總端交聯(lián)物，由Ⅰ型膠原代謝生成，是骨降解后的穩(wěn)定最終產(chǎn)物，和骨吸收密度有良好聯(lián)系[5]。堿性磷酸酶(ALP)為骨折修復(fù)期間的重要生化標(biāo)志物，能夠客觀反映機(jī)體骨鈣化狀態(tài)。人胰島素生長(zhǎng)因子-1(IGF-1)可調(diào)控骨代謝，誘導(dǎo)成骨細(xì)胞、骨髓基質(zhì)干細(xì)胞的增殖及分化，促進(jìn)骨基質(zhì)生成，發(fā)揮骨折愈合作用[6]。目前臨床缺乏有關(guān)血液標(biāo)志物和骨不連關(guān)系的報(bào)道，本研究旨在分析脛骨骨折髓內(nèi)釘固定患者圍術(shù)期血清NTX 、ALP 、IGF-1的變化對(duì)術(shù)后骨不連的預(yù)測(cè)價(jià)值，為其防治提供參考。

臨床資料

1 一般資料

筆者醫(yī)院2015年1月—2017年1月收治71例脛骨骨折患者，男性38例，女性33例；年齡21～65歲，平均37.8歲；骨折類型：A型33例，B1型30例，B2型8例。入選標(biāo)準(zhǔn)[7]：傷后局部快速腫脹，疼痛明顯，并經(jīng)X線片檢查明確診斷為新鮮閉合型脛骨骨折；創(chuàng)傷史明確；伴手術(shù)指征；既往無(wú)脛骨骨折史。排除標(biāo)準(zhǔn)：合并其他骨折，多發(fā)傷；先天性因素所致脛骨缺損；心、肝、腎等主要器官嚴(yán)重不全；凝血系統(tǒng)障礙；病理性骨折。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，家屬及患者均簽署知情同意書(shū)。71例患者中術(shù)后恢復(fù)情況分為15例有骨不連組及56例無(wú)骨不連組，其中有骨不連組男性5例，女性10例；年齡22～63歲，平均38.14歲；致傷原因：摔傷9例，道路交通傷3例，重物壓傷3例；A型骨折7例，B1型骨折6例，B2型骨折2例。無(wú)骨不連組男性33例，女性23例；年齡21～65歲，平均39.05歲；致傷原因：摔傷40例，道路交通傷10例，重物壓傷6例；A型骨折26例，B1型骨折24例，B2型骨折6例。

2 手術(shù)方法

71例脛骨骨折患者均為入院6h內(nèi)安排急診手術(shù)，采用切開(kāi)復(fù)位髓內(nèi)釘固定治療，常規(guī)硬膜外全身麻醉后，于小腿下段前外側(cè)取14cm左右的弧形切口，剝離骨膜，并使骨折端完全顯露，對(duì)骨折端的血塊依次清理，并實(shí)施骨折復(fù)位。于髂骨取骨進(jìn)行骨缺損處的植骨，取克氏針進(jìn)行臨時(shí)固定，直視下明確骨折復(fù)位后，置入相應(yīng)解剖鋼板并固定，沖洗切口并縫合。術(shù)后均給予抗感染、消腫祛淤、活血、促骨生成等藥物。術(shù)后門診隨訪12個(gè)月，隨訪時(shí)間2015年1月—2018年1月，期間無(wú)患者失訪。統(tǒng)計(jì)隨訪期間骨不連(骨折斷端可見(jiàn)反?；顒?dòng)，持續(xù)時(shí)間在8個(gè)月以上；負(fù)重功能喪失、負(fù)重痛；畸形及肌萎縮；X線檢查可見(jiàn)：骨折線明顯、髓腔封閉、骨折端未見(jiàn)骨小梁生成)發(fā)生情況，隨訪期間患者均無(wú)感染、休克發(fā)生。

3 觀察指標(biāo)

于術(shù)前1h，術(shù)后1、4周采集患者4mL空腹靜脈血，用GFX-105血液分離機(jī)(遼陽(yáng)弘揚(yáng)分離設(shè)備有限公司)按3 000轉(zhuǎn)/min分離10min，放置于-20℃低溫箱中待檢。采用酶聯(lián)免疫法檢測(cè)血清NTX、ALP及IGF-1水平。試劑盒來(lái)自上海江萊生物科技有限公司。

4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

結(jié) 果

1 脛骨骨折患者圍手術(shù)期血清NTX、ALP及IGF-1水平變化比較

脛骨骨折患者術(shù)前，術(shù)后1、4周血清NTX水平分別為(25.10±3.48)、(37.08±5.32)、(45.31±7.60)nmol/L，ALP水平分別為(89.11±10.28)、(107.45±14.15)、(138.29±18.06)U/L，IGF-1水平分別為(120.18±16.42)、(358.10±43.88)、(479.42±60.14)ng/mL，脛骨骨折患者術(shù)后1、4周血清NTX、ALP及IGF-1水平均高于術(shù)前，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F值分別為224.087、2081.55、1223.941，P<0.05)。見(jiàn)圖1。

圖1 脛骨骨折患者圍術(shù)期血清NTX、ALP及IGF-1水平變化比較

2 脛骨骨折患者術(shù)后骨不連情況分析

71例脛骨骨折髓內(nèi)釘固定患者術(shù)后1年內(nèi)骨不連發(fā)生率為21.13%(15/71)，期間均無(wú)其他嚴(yán)重并發(fā)癥發(fā)生。

3 有無(wú)骨不連患者圍手術(shù)期血清NTX、ALP及IGF-1水平變化比較

術(shù)前、術(shù)后1、4周有骨不連的患者血清NTX、ALP及IGF-1水平均低于無(wú)骨不連患者，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見(jiàn)表1。

4 脛骨骨折髓內(nèi)釘固定患者圍術(shù)期血清NTX 、ALP 、IGF-1的變化對(duì)術(shù)后骨不連的預(yù)測(cè)價(jià)值

ROC曲線顯示，脛骨骨折髓內(nèi)釘患者術(shù)前、術(shù)后1周及術(shù)后4周血清NTX、ALP及IGF-1水平對(duì)術(shù)后骨不連均有一定預(yù)測(cè)價(jià)值，其中術(shù)后4周血清NTX、ALP及IGF-1聯(lián)合曲線下面積高于術(shù)后1周及術(shù)前，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見(jiàn)表2及圖2～4。

討 論

近年來(lái)，脛骨骨折的發(fā)生率呈上升趨勢(shì)，明顯影響患者小腿的負(fù)重功能，導(dǎo)致活動(dòng)受限。單純石膏、夾板等外固定容易出現(xiàn)肌肉萎縮、關(guān)節(jié)僵硬等并發(fā)癥，甚至可產(chǎn)生畸形愈合[8]，手術(shù)是其重要治療手段。生物學(xué)固定概念表明，骨折治療應(yīng)重視骨生物特性，盡可能地保護(hù)骨生長(zhǎng)發(fā)育的生理環(huán)境[9]。目前隨著內(nèi)固定技術(shù)不斷發(fā)展，髓內(nèi)釘固定術(shù)是骨折內(nèi)固定的新型方式，可提供堅(jiān)強(qiáng)內(nèi)固定。但有研究報(bào)道[10]，脛骨骨折髓內(nèi)釘固定術(shù)后有一定骨不連可能，導(dǎo)致脛骨翻轉(zhuǎn)畸形，引起跛行，影響日?；顒?dòng)。本研究脛骨骨折患者術(shù)后骨不連發(fā)生率為21.13%，和文獻(xiàn)報(bào)道相似。既往有關(guān)骨折術(shù)后骨不連多重于物理因素方面，較少關(guān)于生化的研究報(bào)道[11]。

表1 有無(wú)骨不連患者圍術(shù)期血清NTX、ALP及IGF-1水平變化比較

表2 脛骨骨折髓內(nèi)釘固定患者圍術(shù)期血清NTX 、ALP 、IGF-1的變化對(duì)術(shù)后骨不連的預(yù)測(cè)價(jià)值

圖2脛骨骨折髓內(nèi)釘固定患者術(shù)前血清NTX 、ALP 、IGF-1的變化預(yù)測(cè)術(shù)后骨不連的ROC曲線圖3 脛骨骨折髓內(nèi)釘固定患者術(shù)后1周血清NTX 、ALP 、IGF-1的變化預(yù)測(cè)術(shù)后骨不連的ROC曲線圖4脛骨骨折髓內(nèi)釘固定患者術(shù)后4周血清NTX 、ALP 、IGF-1的變化預(yù)測(cè)術(shù)后骨不連的ROC曲線

骨折愈合為復(fù)雜的骨再生生理病理過(guò)程，可有多種生物活性物質(zhì)的釋放，從而利于細(xì)胞增殖分化或調(diào)節(jié)骨生成[12]。Ⅰ型膠原的代謝狀態(tài)可客觀反映骨折愈合期間的骨質(zhì)生長(zhǎng)情況。其由NTX及C端交聯(lián)端肽(CTX)組成，二者均為高度特異性的骨生物因子，其中NTX為Ⅰ型膠原交聯(lián)總N端交聯(lián)物，骨組織特異性極強(qiáng)，為最敏感指標(biāo)，能夠監(jiān)測(cè)骨吸收的變化，盡早評(píng)估骨折是否成功愈合[13-14]。本研究顯示，脛骨骨折患者術(shù)前NTX水平相對(duì)較低，髓內(nèi)釘固定治療后其水平呈增加趨勢(shì)，并發(fā)現(xiàn)有骨不連組術(shù)后1周及術(shù)后4周NTX水平較無(wú)骨不連組低，說(shuō)明其和脛骨骨折術(shù)后的骨折愈合有一定聯(lián)系。ROC曲線分析可見(jiàn)，血清NTX對(duì)脛骨骨折髓內(nèi)釘固定術(shù)后骨不連有一定預(yù)測(cè)價(jià)值，說(shuō)明術(shù)后骨不連患者伴骨代謝異常、骨吸收及骨形成能力顯著下降，從而增加骨折愈合難度，導(dǎo)致骨折無(wú)法愈合。

ALP同工酶多來(lái)自于肝臟及骨，骨特異性ALP在鈣生成磷酸鈣期間有重要作用，能夠利于磷酸鈣在骨中的聚集，和骨礦化或形成相關(guān)，近年來(lái)有研究發(fā)現(xiàn)[15]其在誘導(dǎo)骨折愈合中有重要作用。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)報(bào)道[16]，ALP可特異性促進(jìn)小鼠成骨細(xì)胞生成，參與骨折修復(fù)，增加骨形成能力。臨床研究認(rèn)為[17]，骨折后骨特異性ALP能夠在短期內(nèi)出現(xiàn)高表達(dá)。本研究也發(fā)現(xiàn)，隨著骨折時(shí)間的延長(zhǎng)，ALP的表達(dá)相應(yīng)增加，同時(shí)發(fā)生骨不連患者血清ALP水平的表達(dá)較弱，考慮與成骨細(xì)胞生成ALP減少，從而減少機(jī)體磷酸鈣于骨中的聚集，影響骨折愈合有關(guān)。ALP對(duì)此類患者術(shù)后骨不連預(yù)測(cè)的曲線下面積均>0.05，證實(shí)其對(duì)術(shù)后骨不連的預(yù)測(cè)價(jià)值。

IGF-1為促進(jìn)生物細(xì)胞增殖及成熟活性的蛋白質(zhì)復(fù)合體，通過(guò)結(jié)合酪氨酸激酶受體后可啟動(dòng)下游信號(hào)途徑，調(diào)控細(xì)胞代謝。骨組織自身也可表達(dá)IGF結(jié)合蛋白，并經(jīng)旁分泌方式影響局部IGF-1活性[18-19]。相關(guān)研究報(bào)道[20]，IGF-1能夠促進(jìn)骨鈣素、ALP等成骨標(biāo)志物的表達(dá)。李治國(guó)等[21]研究表明，IGF-1能夠調(diào)控骨鈣素活性及增殖，在骨重建周期聚集骨鈣素及成骨細(xì)胞，促進(jìn)骨吸收及骨形成，利于骨組織結(jié)構(gòu)及代謝變化。本研究顯示，脛骨骨折患者術(shù)前IGF-1水平較低，術(shù)后1、4周其水平明顯上升，說(shuō)明骨折發(fā)生后能夠刺激IGF-1分泌，從而參與骨折愈合。且本研究發(fā)現(xiàn)，合并骨不連患者血清ALP水平相對(duì)較低，考慮與IGF-1分泌不足，進(jìn)而影響骨折愈合，增加術(shù)后骨不連危險(xiǎn)性有關(guān)。進(jìn)一步ROC曲線分析可見(jiàn)，脛骨骨折髓內(nèi)釘固定患者術(shù)前、術(shù)后1、4周血清IGF-1對(duì)術(shù)后骨不連均有預(yù)測(cè)價(jià)值。且血清NTX、ALP及IGF-1聯(lián)合應(yīng)用的預(yù)測(cè)價(jià)值最高，并以術(shù)后4周最為明顯，說(shuō)明聯(lián)合檢測(cè)骨代謝指標(biāo)水平可能是預(yù)防并改善術(shù)后骨不連的有效方式。但本研究樣本量缺乏代表性，隨訪時(shí)間較短，結(jié)果可能有一定偏倚，因此有待大樣本、多中心研究的進(jìn)一步分析。

綜上所述，脛骨骨折髓內(nèi)釘固定患者圍手術(shù)期血清NTX、ALP及IGF-1對(duì)術(shù)后骨不連有一定預(yù)測(cè)價(jià)值，可能為早期評(píng)估術(shù)后骨不連的參考指標(biāo)，進(jìn)一步指導(dǎo)臨床治療。