31: 感染性胫骨钉

病例介绍

GL是一名54岁的男性，他在诊所就诊时，右腿有3天的恶臭气味。 患者以往的病史对Gustilo-Anderson II型开放性右侧中段胫骨骨折有重要意义。 GL在入院前3周进行灌洗和清创，髓内钉并立即关闭伤口。 他否认任何发烧或发冷，但抱怨右腿疼痛增加。 GL过去的病史是消极的。 他不服用药物，也没有过敏。

生命体征是正常的，GL的当前温度是99.1。 经过身体检查后，切口部位有脓液从近端互锁螺钉排出。 右腿红肿触诊。 足背和胫后脉搏可触及并与对侧肢体相等。 感觉轻触在所有皮肤分布中都是完整的。 右腿舱室柔软且可压缩。

临床表现解读

症状和体检结果与感染性胫骨干骨折一致，发生在急性术后时期。 GL在3周前出现II型胫骨开放性骨折。 X线片（图31.1a-c）显示胫骨干骨折后插入髓内胫骨钉后出现大的蝶形骨折。 没有射线图像松动的证据，硬件是完好的。 任何观点都没有证据显示骨折愈合。 正如术后早期感染的典型表现，骨髓炎没有影像学征象，包括骨吸收，骨膜骨形成或皮层不规则。

由于前内侧胫骨的皮下性质，胫骨是开放性骨折最常见的部位。开放性胫骨干骨折常常伴有严重的骨骼和软组织损伤，增加了感染和骨不连的风险。根据Gustilo-Anderson分类系统描述开放性骨折。 I型损伤的污染最小，并包括与长度小于1厘米的伤口相关的开放性骨折。这种类型与轻度软组织损伤和低能量骨折模式有关。 II型损伤描述了与大于1cm的伤口相关的开放性骨折，但没有广泛的软组织损伤。 IIIA型损伤包括节段性开放性骨折或伴有广泛软组织损伤的开放性骨折。 IIIA型损伤具有足够的软组织覆盖，允许一次闭合。 IIIB型损伤与广泛的软组织损伤和骨剥离有关。这些开放的受污染伤害通常需要软组织覆盖。 IIIC型损伤需要动脉修复以保护肢体。 III型开放性胫骨骨折是有问题的，27-77％并发深部伤口感染。


图31.1（a，b）AP射线照片胫骨。 （c）胫骨侧位X线片

胫骨的皮下位置导致软组织剥离和血管破裂增加，使得开放性胫骨骨折更容易感染。增加胫骨开放性骨折后感染风险的其他因素包括糖尿病，HIV状况和吸烟。这些因素也增加了骨折愈合延迟和骨不连的风险。 2008年，与非糖尿病患者相比，Aderinto和Keating在闭合性胫骨干骨折患者中发现延迟愈合率为52％。 9％的糖尿病患者发生胫骨骨折不愈合，需要交换钉子才能愈合。所有非糖尿病患者的骨折均愈合，无需进一步手术。糖尿病患者的感染率为9％，而非糖尿病患者的感染率为0％。 Harrison及其同事证实HIV阳性患者胫骨开放性骨折的感染率从71％至100％。与非HIV患者胫骨开放性骨折相比，这些患者还表现出骨不连的趋势。 Harvey及其同事证实吸烟与不吸烟患者交叉髓内钉治疗开放性胫骨骨折的愈合率降低。此外，吸烟患者的结合时间显着延长。吸烟者也发现并发症的发生率增加，包括感染。胫骨开放性骨折后感染的发生率因软组织损伤的严重程度而异。报告的I型开放性骨折感染率介于0％和2％之间。 II型开放性胫骨骨折的感染发生率为2-7％。 III型开放性胫骨骨折的感染发病率增加到10-50％，这是由于明显的软组织损伤和污染。感染胫骨干骨折可能导致骨不连甚至截肢。因此，在治疗这些骨折时，感染风险必须降至最低。虽然开放性骨折管理的基本概念在第23章，这里简要回顾很重要。

紧急抗生素，彻底清创，骨稳定和早期软组织覆盖是治疗开放性胫骨骨折的主要方法。

受伤后应尽快给予抗生素。对于所有开放性骨折患者，应给予革兰氏阳性覆盖的第一代头孢菌素。第一代头孢菌素治疗开放性骨折时，Patzakis及其同事证实感染率​​显著下降。在这项研究中，310名患者被随机分配到三个治疗组。第一组接受第一代头孢菌素，第二组接受第一代头孢菌素抗生素，最后一组接受青霉素和链霉素组合。与不使用抗生素（13.9％）或青霉素和链霉素组合（9.8％）的患者相比，用第一代头孢菌素治疗的患者感染率显著降低（2.3％）。凝固酶阳性金黄色葡萄球菌和β-溶血性链球菌是最常见的生物体。第一代头孢菌素在开放性骨折初始治疗中的疗效已在随后的研究中反复出现。 III型骨折的革兰氏阴性污染风险较高;因此，在这些情况下也应给予氨基糖苷。在明确伤口闭合后，抗生素持续24-48小时。 Dellinger及其同事研究了预防性抗生素在开放性骨折中的作用。 244名患者被随机分为两个治疗组，即静脉头孢菌素的1天与5天疗程。预防性使用抗生素1天的感染率为12.7％，而持续5天的感染率为11.8％。这项研究表明，较短的抗生素疗程与长寿疗程相同。

骨稳定选项包括外固定，髓内钉或板螺钉固定。 2007年，Kakar和Tornetta在开放性胫骨干骨折的即时非扩髓髓内钉术后表现出3％的感染率。 134例IIIB型胫骨开放性骨折在彻底灌洗和清创后行直接髓内钉固定。 在143例开放性胫骨骨折中，1例患者出现浅表感染。 143例骨折中只有4例发生深度感染。 这项研究表明，紧急手术冲洗和清创，然后立即胫骨钉插入，是一个安全和可行的选择来管理胫骨开放性骨折。 髓内钉还可以保持长度和对齐，以及相邻关节的早期负重和运动范围。

这位患者接受了适当的初始护理，用于开放性胫骨干骨折。 他接受了手术冲洗和清创，随后进行了髓内钉。 初次手术时伤口主要关闭。 患者现在呈现了3天有臭味的引流，红斑和右腿引流的病史，涉及感染的症状。 另外，患者炎症标志物升高。

特定诊断声明

患者GL在进行外侧清理术和胫骨髓内钉后3周出现感染的胫骨干骨折。

集思广益：什么是治疗目标和选择？

治疗目标是：

1. 清除术后感染

2. 实现骨折结合

3. 避免慢性感染

4. 踝关节和膝关节的早期活动

治疗选择包括：

1. 硬件保留和手术清创

2. 硬件切除，手术清创，外固定稳定

3. 去除硬件，手术清创，用临时抗生素钉固定，然后修复髓内钉放置

4. 硬件切除，外科清创术，并通过修复髓内钉放置进行稳定

5. 硬件去除，外科清创术，和铸造/夹板固定

文献评价

使用Medline和PubMed对感染的胫骨骨不连进行广泛的文献检索。 搜索中使用的关键词包括“胫骨骨折”，“骨干”，“感染”，“骨不连”和“治疗”。 该搜索找到62篇摘要，所有这些摘要都进行了审查。 从这个搜索中，审查了12篇文章及其参考文献。 搜索从1970年到2011年是有限的。对于本教材的第二版，2011年至2017年期间发表的英文文章也进行了类似的搜索。

有关文章的详细评论

硬件移除与保留，手术清创和骨折稳定

在未愈合骨折的情况下进行感染是一种具有挑战性的情况，因为管理部门既需要治疗骨折又要根除感染。 骨折必须以某种方式稳定，无论是手术还是非手术。 此外，必须对感染进行治疗并清除以达到成功的骨性愈合。 传统上，治疗包括手术清创，去除硬件，局部和全身抗生素以及临时稳定骨折。 在清除感染后，进行明确稳定的第二个程序。

另一种策略包括手术清创，抗生素治疗和硬件保留。硬件保留的观点是保持断裂稳定性。无论是否保留硬件，紧急和彻底的清创是至关重要的。应切除所有坏死或严重污染的组织，以及任何无血管骨。手术前应持抗生素，直到获得多组术中培养物。在此之后，广泛使用抗生素直到培养结果恢复。然后开始培养特异性抗生素治疗。局部抗生素可以用抗生素浸渍的小珠进行施用。珠粒允许在感染部位高浓度的抗生素，同时使全身性抗生素治疗的副作用最小化。 Calhoun及其同事比较了局部抗生素珠和长期静脉注射抗生素治疗感染性骨不连的疗效。 52例脓毒性不痊愈的患者被随机分为两个治疗组。第一组包括24例接受手术清创术和4周静脉抗生素治疗的患者。第二组由28名患者组成，他们接受了清创术，庆大霉素 - 聚甲基丙烯酸甲酯珠和围手术期广谱静脉注射抗生素治疗。被感染的非愈合组的愈合率相似，在两组中：静脉内抗生素组为83.3％，局部抗生素珠组为85.7％。另外，抗生素珠子或小袋起填充由骨骼或软组织缺陷产生的死腔的作用。

1987年，Merritt和Dowd证实，开放性骨折的稳定导致革兰氏阳性菌感染率明显下降。本研究检查了动物模型中开放股骨骨折感染的发生率。股骨截骨术在仓鼠股骨中产生。允许一半的截骨术无干预地愈合，而另一些则使用0.9mm克氏针进行内固定。比较稳定型和非稳定型骨折的感染率。与未固定的骨折相比，固定组的感染率更低。这项研究表明内部固定减少革兰氏阳性菌的感染率。这一发现是相关的，因为在感染性骨折中发现的最常见的有机体是金黄色葡萄球菌。但是，这些感染常常是多种微生物感染。有必要保持某种形式的骨折稳定直至骨性愈合，但硬件保留与去除是有争议的。尤其在胫骨有很多选择，包括内固定，甚至夹板。

2010年，Berkes及其同事进行了回顾性分析，以确定手术灌注和清创术，抗生素治疗和硬件保留治疗术后感染的成功率。作者评估了87例在手术固定后发生术后感染不到6周的骨折。总体成功率为71％，定义为骨折愈合并保留硬件。发现开放性骨折和髓内钉存在是治疗失败的预测因素。在36例失败（29％）中，有7例患者继续需要截肢。此外，与平板和指甲的清创程度不同。钢板内固定的结合率为80％，而髓内钉的结合率为50％。这项研究还表明，假单胞菌感染和吸烟是关于骨不连的可能性的预测因素。作者的结论是，在手术清创，抗生素治疗和硬件保留治疗直至骨折愈合时，骨折内固定术后深部感染可能会成功，但外科医生需要考虑患者因素，损伤因素，植入物和细菌类型以作出决定保留与去除。

相反，其他人认为保留硬件会导致难以根除感染。金属植入物可以促进微生物的粘附和生物膜形成，这对吞噬作用具有不利后果。 Gristina和Costerton利用手术切除的硬件的电子显微镜在植入物相关感染的金属表面上表现出生物膜形成。这项研究发现糖萼包裹的生物膜中的致病微生物，发现76％的植入物相关感染粘附于生物材料和组织表面。生物膜形成是植入物相关感染的基本特征，因为糖萼允许细菌逃避宿主防御机制。生物膜还允许细菌对抗生素治疗更具抗性，因此解释了为什么植入物相关感染对抗生素治疗反应差。细菌形成生物膜的能力是毒力因子。在移除硬件之前，植入物相关感染可能无法治愈。

一些专家主张硬件清除必要的消除生物膜，以及提供足够的通路去积极清创所有失活的软组织和骨骼。 另外，髓内钉的移除允许清理管道。 生物膜清除和积极清创可以提高成功治疗感染的机会。

但是，硬件去除需要另一种形式的断裂稳定。 选项包括外固定器，抗生素浸渍水泥间隔钉，清创时立即修复髓内钉，或铸造/夹板固定。 骨折稳定是必要的，因为它可以防止骨折部位的粗大运动。 如之前在Merritt和Dowd的研究中所描述的，已证实骨折稳定化可降低感染的发生率。 骨折稳定化也减少了动物模型中的疼痛。

硬件移除、手术清创与外固定

胫骨外固定良好，在彻底清创术后应用简单。外固定的缺点包括针道感染、低患者耐受性和穿针部位骨折。

使用泰勒空间框架（TSF，Smith＆Nephew，Memphis，TN）或Ilizarov框架，圆形外固定器是治疗感染胫骨不愈合的另一种选择。 Rozbruch及其同事对使用TSF治疗的38个胫骨不愈合进行了回顾性回顾。 19名患者（50％）感染了胫骨非结合部位，用6周培养特异性抗生素治疗。 23例患者有大的骨缺损（平均5.9厘米），22例患者腿长差异（平均3.1厘米）。 38个骨折中有27个（71％）在初始骨架放置后进行骨性愈合;然而，感染是与初始治疗失败和持续性不愈合相关的因素。在十一个持久性非联盟中，有九个受到感染。使用TSF重新施用四个持久性非结膜。三名患者接受了髓内钉固定，另外两名接受了钢板固定和螺钉固定。两名持续性不愈合和感染的患者继续需要截肢。总体而言，36/38（95％）患者继续达到骨性愈合。平均腿长差异改善到1.8厘米。旋转对齐也得到改善。发现36名患者中有32名患者的对齐畸形<5°，而4名患者在对侧6-10°内对齐。 TSF放置是在治疗感染的胫骨不融合时提供骨稳定性的替代方法。圆形固定器的另一个好处包括解决骨骼缺陷和旋转异常的能力。这种治疗方案在与感染，骨质流失，旋转异常，腿长差异或创伤性软组织包膜有关的胫骨不膨胀中很有用。由于矫正是渐进的，因此与大的骨性缺陷相关的非牙科用环状外固定器更安全地治疗。板和髓内固定需要急性固定，在大面积骨缺损面前并不总是可行的。在软组织包膜不良的情况下，内固定也不甚理想。治疗感染的胫骨非结合的手术目标包括彻底清创并去除所有死骨。圆形固定器允许骨骼运输或急剧缩短并逐渐加长以解决清创造成的缺陷。骨转运是在通过皮质切开术和逐渐牵引成骨术切除大量死骨之后进行的。该框架在先前瓣的患者中也是有利的，因为固定不需要大的切口。

圆形外固定的潜在缺点之一是治疗时间长，这可能与患者的不适和针道感染有关。 Thies及其同事对33名成人患者行圆形外固定治疗下肢畸形进行了审计。 有38例针感部位感染，均对口服抗生素有效。 针部位感染均未导致骨髓炎。

硬件移除、手术清创、临时抗生素钉和改良髓内钉放置

Paley和Herzenberg描述了使用抗生素水泥棒治疗髓内钉术后的感染，该技术在允许去除硬件的同时提供了一定的骨折稳定性。手术方案包括去除髓内棒，随后切除引流窦道（如果存在）。将髓管扩大1-2mm，以便进一步清创，随后插入含抗生素的水泥杆。在这项研究中，Paley和Herzenberg不仅描述了这种技术，而且还提供了对用这种方法治疗的9例髓内感染患者的回顾性分析。髓内钉手术后9例髓内感染患者接受了硬件切除，清创术和抗生素水泥棒置入。其中4名患者骨折不愈合，继发于感染。由于手术时间延长，三名患者正在接受不愈合的截骨部位治疗。所有患者均记录髓内感染。所有骨不连的情况均采用可拆卸支架保护，以补充水泥杆固定。在38-48个月的随访期间没有复发感染病例。 9名患者中，没有一名患者在去除指甲后需要抗生素。使用抗生素浸渍的水泥间隔物是治疗髓内感染的廉价方法，因为它提供局部抗生素治疗和骨骼稳定性。

Court-Brown及其同事描述了髓内钉术后胫骨术后感染的治疗方案。 四百五十九个骨折用髓内钉治疗。 13名患者发生术后感染。 闭合或I型开放性骨折的感染发生率为4.1％。 与II型开放性骨折相关的感染发生率为3.8％，而III型开放性骨折后为9.5％。 成功治疗12例，无复发感染。 钉子保留在闭合或I型胫骨开放性骨折患者中; 然而，持续引流的患者进行了髓内管扩髓的交换钉。 II型和III型开放性骨折患者接受指甲切除治疗。 此时还切除了坏死骨和皮肤。 然后在这些病例中进行修复髓内钉。 所有患者接受静脉内抗生素。

Thonse和Conway描述了使用抗生素水泥涂层的交锁髓内钉治疗感染胫骨非结合的单阶段手术。彻底手术清创和硬件去除后，使用市售髓内钉在手术室内制备抗生素水泥涂覆的互锁钉。文章详细描述了制钉技术。 Thonse和Conway回顾性评估了20名接受这种技术的患者。 17名患者（85％）继续骨折愈合。剩余的三个骨折中感染被清除，所有骨折都有稳定的骨不连。 20名患者中有19名（95％）清除了感染。一名患者虽然实现骨折愈合，但仍然经历了伤口引流。这名患者需要最终在膝盖以上截肢。由于持续感染，三名（15％）患者需要交换钉到另一种抗生素水泥涂覆的互锁钉。四名（20％）患者被注意到在去除水泥涂层的指甲期间发生水泥脱粘（从下面的指甲中分离水泥外套）。使用抗生素水泥涂层的互锁指甲是另一种方法，它允许单一手术程序提供局部抗生素并提供骨折稳定性。

新的髓内植入物已经出现，其中钉预先涂有庆大霉素。 ETN Protect&#8482;（Depuy Synthes，West Chester，PA，USA）髓内钉是一种钛合金，具有完全可吸收的抗生素涂层。 植入后48小时内，80％的抗生素已被吸收。 在他们的研究中，Metsemakers和同事评估了16个用这种植入物治疗的胫骨骨折。 研究结束时，他们没有发现深部感染和四个非结合部位，其中一个是修改案例。 这种植入物和其他类似植入物不仅可以提供骨折部位的稳定性，还可以提供抗生素输送系统。

证据表与处理方法的选择

相关的研究关于治疗选择胫骨胫骨干骨折后髓内钉放置总结在表31.1。根据文献回顾，两阶段程序是最佳的治疗选择的情况下提出。


表31.1证据表：治疗髓内钉后感染胫骨骨不连的现有证据总结

第一个手术阶段将包括硬件移除，外科清创术和放置水泥间隔钉。 一旦感染清除后，将重复髓内钉。

在一些患者中，手术后急性期的硬件保留已被证明是成功的。 然而，根据Berkes及其同事的研究，开放性骨折病史和髓内钉存在均与治疗失败有关。 GL有II型开放性胫骨干骨折并在手术清创后接受髓内钉。 硬件移除提供了更可靠的清除感染的手段，因为它允许更积极的手术清创。 另外，硬件去除也有利于髓内抗生素粘固剂的放置。

用圆形外固定器治疗也是一种选择。 GL没有排列不齐或骨质流失的证据。 在手术清创过程中需要广泛的骨切除是非常不可能的。 另外，对于软组织包膜没有顾虑，因为在手术清创时伤口经历了主要闭合。

单阶段手术方法是另一种选择; 然而，与两阶段方法相比，这与联合率较低有关。 Struijs及其同事进行了一项荟萃分析，评估感染性骨不连的治疗结果。 来自1388名患者的数据被纳入本研究。 单阶段治疗方案后的结果有70％至100％的结合率，而使用外科清创术，局部抗生素和有计划的二次固定手术的两阶段方法的结合率为93-100％。 单阶段治疗的持续感染率介于0％和60％之间，高于两阶段方案（0-18％）。 基于这些数据，两阶段手术提供了最可靠的结果。

确定性治疗计划

GL案例中的治疗目标包括根除感染和实现骨折愈合，需要彻底清创，抗生素治疗和骨骼稳定。 幸运的是，感染的不愈合与软组织包膜受损，肢体排列紊乱或大的骨缺损无关。

最初的外科手术需要去除髓内钉，然后彻底手术清创和冲洗。此时切除所有死骨和无生命的组织。使用近端至远端引流通过超乳间联锁部位的抗生素冲洗运动，以确保充分清髓髓内管。然后放置根据Paley和Herzenberg描述的技术制成的抗生素水泥间隔钉。抗生素浸渍的水泥间隔钉用于提供局部抗生素治疗并提供骨骼稳定性。术后，将肢体置于夹板中。在培养特异性静脉内抗生素的6周内对患者进行治疗。在完成抗生素治疗后，对患者进行临床评估以确保感染已被根除。这是通过体检和实验室检查相结合的方法完成的，包括红细胞沉降率和C-反应蛋白检测。一旦患者没有出现感染迹象，继续进行第二个手术阶段是适当的。此时，去除水泥隔离钉，并放置髓内钉。此时所有伤口主要关闭。术后，患者被放置在夹板中，以便软组织休息。返回诊所后，负重状态会提前。

预测结果

用两阶段手术治疗的患者的长期结果是有利的。 文献回顾显示使用两阶段策略的联合率在75％和100％之间，持续感染发生率介于0％和18％之间。 在Paley和Herzenberg进行的回顾性分析中，最终随访时没有感染复发。 采用抗生素浸渍水泥间隔装置，抗生素治疗和二次固定的两阶段手术相比于硬件保留或单步分期手术提供了更好的结果。 这种方法也不需要在外固定器上进行长期治疗，最大限度地减少患者的不适和相关的外固定器并发症。

参考：Orthopedic Traumatology An Evidence-Based Approach, Second Edition