骨形態發生蛋白-2（BMP-2）與同種異體骨在治療脛骨平臺骨折的療效比較*

趙際童 唐偉華 顧建偉 曹曉東 陳俊峰 駱園

脛骨平臺骨折約占全身骨折的1.66%，占膝關節周圍骨折的26.1%，其發病率呈逐年增加的趨勢[1]。骨折自身及手術撬撥復位會引發嚴重的骨缺損，選擇合適的植骨材料，對于恢復膝關節穩定性及力線，減少負重行走后引發的脛骨平臺關節面塌陷有著很好的臨床意義[2-3]。骨形態發生蛋白是Urist首先發現了一種能誘導軟骨及異位骨形成的蛋白質，是能夠誘導成骨細胞方向分化的一類因子，其中骨形態發生蛋白-2（bone morphogenetic protein-2, BMP-2）在成骨分化和成骨形成、軟骨的修復中應用最為廣泛[4]。

目前，對于BMP-2應用于脛骨平臺骨折的治療臨床報道較少。本研究通過回顧性分析，對2019年1月至2022年1 月蘇州大學附屬太倉醫院使用BMP-2 及同種異體骨治療脛骨平臺骨折患者的臨床療效進行了對比，旨在明確其在促進成骨方面的優勢及可行性，為臨床選擇提供參考。

1 資料與方法

1.1 納入與排除標準

納入標準：①年齡20 ～ 70 歲；②新鮮閉合性脛骨平臺骨折，且局部皮膚完整；③術前根據三維CT 證實為Schatzker分型Ⅱ、Ⅲ型，塌陷深度＞3 mm；④術前肢體活動無異常；⑤簽署手術知情同意書；⑥術后獲得的有效隨訪為12個月及以上。排除標準：①全身存在其他部位骨折以及血管、神經嚴重損傷；②合并嚴重的心腦血管疾病及慢性疾??；③不愿參與和失訪的患者。

1.2 一般資料

本研究為回顧性研究，選擇2019 年1 月至2022 年1 月在蘇州大學附屬太倉醫院骨科治療的脛骨平臺骨折患者。納入80 例脛骨平臺骨折患者，根據植骨材料分為BMP 組（40 例，采用鎖定鋼板結合BMP-2）及同種異體骨組（40例，采用鎖定鋼板結合同種異體骨）。其中，BMP 組男18例，女22 例；年齡25 ～ 68 歲，平均（50.23±12.08）歲；Schatzker Ⅱ型17 例，Ⅲ型23 例。同種異體骨組男16 例，女24 例；年齡27 ～ 70 歲，平均（46.98±11.26）歲；Schatzker Ⅱ型14 例，Ⅲ型26 例。術前采用X 射線片、CT平掃、三維重建和MRI檢查、下肢血管超聲進行評估，排除血管、神經損傷。本研究獲得了蘇州大學附屬太倉醫院倫理委員會批準（KY-2023-402），患者均簽署知情同意書。骨移植材料為重組人骨形態發生蛋白（杭州九源基因工程有限公司，國械注準 20173464462）及同種異體骨（上海安久生物科技有限公司，國械注準 20113460865）。

1.3 手術方法

采用腰硬聯合麻醉或全身麻醉，麻醉成功后患者取仰臥位，使用下肢氣囊止血帶，壓力為50 kPa，做脛骨平臺前外側切口，顯露脛骨平臺外側骨折處，切開關節囊及半月板脛骨韌帶，暴露脛骨平臺外側關節面，通過“開窗”“開門”“撬撥”等暴露并手法復位劈裂的骨塊以及塌陷的關節面，并于塌陷骨塊下植骨，BMP組采用骨形態發生蛋白（BMP-2），同種異體骨組采用同種異體骨，使用克氏針作臨時固定，C臂機透視膝關節正側位，骨折復位滿意后，于前外側用一脛骨平臺外側解剖型鎖定鋼板固定，同時利用螺釘孔道及骨折斷端，在骨折缺損處植入BMP-2或同種異體骨，逐層閉合切口。術后冰敷、抬高患肢，CPM機鍛煉及活動足趾，術后臨時使用抗生素一次、消腫止痛抗凝等對癥治療。術后14 d待手術切口愈合后拆除縫線，囑患者膝關節主動屈伸活動，活動范圍為0° ～ 90°。術后每個月復查膝關節X射線片，進一步評估骨折愈合情況，同時慢慢增加膝關節活動度范圍并進行一定的負重活動，等骨折愈合后進行完全負重鍛煉。

1.4 評價指標

①觀察兩組患者的手術時間、術中出血量、住院時間、術后并發癥（如切口感染、皮膚壞死、滲出、切口愈合）等情況，評估骨折愈合，記錄患者完全負重的時間。

②術后第1、2、3、6、12個月兩組患者需至門診拍攝膝關節正側位X 線片，觀察骨折愈合，脛骨平臺內翻角、后傾角及關節面是否出現塌陷，內固定有無發生退出、斷裂等情況。

③術后1 年兩組使用美國特種外科醫院膝關節功能HSS 評分標準（hospital for special surgery knee score, HSS）評定膝關節功能，Fugl-Meyer 運動功能評分下肢部分（Fugl-Meyer Assessment-Lower Extremities, FMA-LE）評定運動功能，分數越高說明下肢功能越好。

④Rasmussen 放射學評分標準計算優良率，包含了關節面的塌陷、成角畸形、髁部變寬[5]，評價脛骨平臺骨折的復位效果。

1.5 統計學方法

所有數據都使用SPSS 20.0處理。計量資料以均數±標準差表示，組間比較用t檢驗；計數資料采用χ2檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組患者的一般資料比較

兩組患者均得到了有效門診復查，隨訪12 ～ 16個月，平均（13.73±1.67）個月，都進入結果分析，無脫落。兩組患者在性別、年齡、患肢側及Schatzker骨折分型、基礎疾病、隨訪時間等方面比較，差異均無統計學意義（P＞0.05），具有可比性，見表1。

表1 兩組患者的基線資料比較

2.2 兩組患者的術中及術后情況

兩組患者的手術時間及術中出血量比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。BMP組的住院時間、骨折愈合時間及完全負重時間均小于同種異體骨組，兩組比較差異具有統計學意義（P＜0.05）。具體數據見表2。

表2 兩組患者術中及術后情況比較

2.3 兩組患者的術后X線觀察結果及關節功能評分

兩組患者術后12 個月的脛骨平臺內翻角、后傾角、Rasmussen 影像學塌陷評分、Rasmussen 影像學總評分比較，差異無統計學意義（P＞0.05）；兩組患者術后12 個月的HSS評分都達到了優良，兩組FMA評分提示下肢功能恢復情況無明顯差異（P＞0.05），見表3。

表3 各組患者術后12個月影像學指標及骨折愈合后功能的比較（±s）

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2.4 兩組患者的并發癥發生情況比較

BMP組的排異反應、切口感染例數均小于同種異體骨組，但差異無統計學意義（P＞0.05），BMP組術后并發癥總數明顯小于同種異體骨組，差異有統計學意義（P＜0.05），見表4。

表4 兩組患者術后并發癥情況比較

典型病例1：患者，男，59歲，左側單純脛骨平臺外側塌陷骨折行BMP-2結合鎖定鋼板治療（見圖1）。

圖1 A. 術前左膝正位X線片；B. 術前左膝側位X線片，提示左側脛骨平臺外側骨折；C. 術前三維CT冠狀位；D. 術前三維CT矢狀位，提示左側脛骨平臺骨折（外側塌陷）；E. 術后1年左膝關節正位X線片；F. 術后1年左膝關節側位X線片，提示塌陷骨折基本已獲得解剖復位，鎖定鋼板固定穩定；G. 術后1年三維CT冠狀位；H. 術后1年三維CT矢狀位，提示脛骨關節平臺面解剖復位，無塌陷，骨折已經完全愈合，內固定未發現松動、斷裂等情況

3 討論

全球因為創傷、感染及腫瘤等因素所引發的骨缺損病例數正在不斷增加，影響了人們的健康生活。每年有200多萬例的骨移植治療病例[6]。不僅由于疾病導致的骨缺損需要骨移植治療，還有醫美行業中的整形美容外科對骨移植的需求也日益增加[7]。骨移植材料作為繼輸血之后需求最多的移植物，并且需求量逐年上升。近幾年來，自體骨移植作為骨缺損治療的“金標準”，已經在臨床上獲得了較多的應用[8]，然而存在著供區功能缺失、來源限制等制約，同時可能發生神經損傷、持續疼痛等問題[9]；對于同種異體骨也存在一定的缺陷，諸如疾病的傳播及發生免疫反應等，與自體骨移植相比，由于血管重建和重塑失敗而導致的愈合率較低以及再骨折[10]。所以，研究并發現滿意的骨缺損修復材料是當代生物材料及醫學領域的一個重大挑戰。

BMP-2在臨床上已被證實可用于腰椎融合、開放性脛骨骨折和頜面再生，以及可能產生骨不連的大塊骨缺損和骨折的患者[11]。據報道，同種異體骨移植和重組骨形態發生蛋白的組合與傳統的骨移植相比，除了達到同等的效果，還可以有效減少骨折愈合時間，同時減少并發癥的發生率[12]。BMP-2植入膠原載體后，對治療脛骨骨不連也有效[13]。BMP雖然未明顯增加開放性脛骨骨折的愈合率，但可以有效地減少翻修率[14]。本研究也證明了BMP對于脛骨平臺的骨缺損也有一定的治療效果，術后12個月未發生明顯的再發關節面塌陷及再發骨折，在一定程度上也減少了二次手術及關節面塌陷等所引發的膝關節退變及創傷性關節炎等。兩組術后12個月的影像形態學指標和骨折愈合率均較好，同時兩組比較差異無統計學意義（P＞0.05），說明骨形態發生蛋白和同種異體骨都可以起到填充骨缺損、維持骨折復位后的形態、避免關節面再次發生塌陷的效果。但需要指出的是，對于骨缺損較大的骨折，尤其對于骨缺損大于2 cm3，因BMP-2 不存在骨傳導的作用，故單純植入BMP-2可能無法達到很好的骨填充效果，仍需要同種異體骨或自體骨進行填充。本研究也發現相比單純同種異體骨，BMP可以更好地促進骨折愈合，使患者更早負重行走，有利于早期的康復鍛煉，更有利于患者回歸社會與生活。

當然BMP也存在一定的不良反應，有研究指出在治療股骨頭壞死及長骨骨不連的過程中，使用BMP-2后異位骨化的發生率依次是12.1%及17.8%[15-16]。骨形態發生蛋白的載體可能對創面產生一定的壓力刺激，從而引起壞死以及感染。Lyon等[17]發現，水腫、靜脈血栓栓塞及一些嚴重不良事件可能和載體存在一定的關聯。需要指出的是，與BMP-2 使用相關的最常見不良事件主要是異位骨的形成，與植入部位BMP-2滲漏有關[18]。而近期研究的重點就是如何放置BMP-2。例如，將搭載了重組骨形態發生蛋白的海綿放置在椎間融合器之前以及內部，減少后環的接觸，可以最大限度地降低椎管和椎間孔中異位骨形成的風險[19]。本研究中未出現異位骨化的現象，可能與植入BMP-2的部位相關。BMP-2存在較強的彌散性，單純植入會被較快吸收，因此本研究經塌陷劈裂間隙植入BMP的同時，用凝膠海綿填補縫隙，相對減少了滲漏情況，從而減少了異位骨化的出現，同時避免了BMP-2直接刺激皮膚肌肉等軟組織情況，未出現明顯的排異反應，相比同種異體骨，其感染、排異等不良反應更低，在一定程度上也減少了住院時間及費用。而同種異體骨組有4例出現了切口持續的滲液、切口愈合延遲及5 例感染，經積極抗過敏及抗感染藥物治療后，均獲得好轉，這可能與同種異體骨的異體抗原性所導致的免疫排斥反應有關。但由于本次研究為單個醫學中心的回顧性研究，且病例數仍不夠多，其結論還需要更多相關研究論證，從而獲得更科學的結果。

綜上所述，本研究重組人骨形態發生蛋白（BMP-2）治療單純脛骨外側平臺塌陷骨折，治療及隨訪過程中未發現手術切口不愈合、異物排斥反應等，同時取得一定的臨床成效，可以很好地促進骨折愈合，有利于快速康復，具有良好的生物相容性及安全性。BMP-2作為一種可以替代自體骨的骨移植材料，能夠很好地解決自體骨來源匱乏的問題，可以作為脛骨平臺骨折的骨移植治療的很好的方法，可為臨床提供參考。