2021年05月11日发布 | 7002阅读

颅骨修补知识科普

金盼盼

长江航运总医院

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近期做了一例颅骨修补,患者恢复良好,如下图所示。但是发现患者及家属对颅骨修补的知识很是欠缺。现在给大家普及以下颅骨修补的相关知识,颅骨修复是一个古老的话题。早在数千年前,人类历史上就有修复颅骨的案例记载。在数千年的发展中,颅骨修补材料也经历了翻天覆地的变化,到目前最新的聚醚醚酮修复材料的逐渐应用,可以说已经发展到了一个很高的高度。




一、何为颅骨缺损

成人创伤性颅骨缺损是由于凹陷性粉碎性颅骨骨折、开放性颅脑损伤、重型闭合性颅脑创伤合并难治性颅高压而行去骨瓣减压术等所致。


二、颅骨缺损会引发哪些症状?

较大范围的颅骨缺损患者因大气压使局部头皮下陷,可能会导致颅内压的不平衡、脑组织移位以及大脑半球血流量减少和脑脊液循环紊乱、从而引起一系列的临床表现,主要包括:头痛、眩晕、易激惹、癫痫、无其他原因可解释的不适感和各种精神障碍。


三、颅骨固定和修复手术(颅骨成形术)

颅骨是人体中为坚硬的骨头之一,它是脑组织以及头面部器官的一道重要的保护屏障,维持着颅内的正常运行环境,所以他对人体的生命运行起着至关重要的作用。如果颅骨发生缺损,那会对生命健康造成不良影响,所以需要及时地进行颅骨修复手术。颅骨修复手术在人类发展史中,已经经过了数千年的发展。在今天的现代医学背景下,颅骨修补手术已经成为神经外科中的一项常规手术,技术已经相当成熟。颅骨修补术主要对去骨瓣减压和开颅手术造成的缺损颅骨进行修复,一般在颅骨缺损形成和修补手术实施之间需要一定的时间间隔。颅骨修补的主要病因是颅脑创伤和脑肿瘤切除等开颅手术造成的颅骨缺损。手术的禁忌包括颅内感染、脑积水、脑肿胀。延迟颅骨修补可以防止自体或异体植入后的感染。


四、颅骨成形术的最佳时期

颅骨成形术不但能够修复颅骨缺损、恢复患者的头颅外貌和保护功能,还能有效地恢复正常脑脊液动力学和大脑皮质血流灌注,有利于减少颅内并发症,有助于患者的神经功能恢复。根据国内外学者研究分析,颅骨成形术的最佳时期针对开放型颅脑创伤患者与闭合性颅脑创伤患者有以下不同:


1.开放性颅脑创伤患者:

对于伤口比较清洁的开放性颅骨粉碎性骨折、无颅高压的患者,建议一期行颅骨成形术。越来越多的临床证据显示,对无明显禁忌症的开放性颅脑创伤患者,若合并有需要修补的颅骨缺损,一期行颅骨成形术安全有效,可避免患者的二次修补手术。但是对于污染严重的开放性颅骨骨折以及可能存在感染的开放性颅骨骨折,应该彻底清创、摘除碎骨片,禁止行一期颅骨成形术,必须在感染完全控制6个月以上再行颅骨成形术。


2.闭合性颅脑创伤患者:

对于严重闭合性颅脑创伤的患者,因颅高压行去大骨瓣减压术造成的巨大颅骨缺损,传统观点认为颅骨成形术应在术后6-12个月施行。通过头颅MRI或CT的灌注成像发现,颅骨成形术能够改善去骨瓣减压术后患者的脑组织灌注水平,纠正脑脊液循环的紊乱。


五、颅骨成形术的材料选择

通常,医生会用不同的材料代替缺损部位的颅骨。颅骨成形术已被证实可以改善脑电图异常、脑血流异常和其它神经障碍。多种材料已被用来修复颅骨缺损。理想的颅骨修补材料应该具有以下特征:1、可透过放射线;2、耐感染性;3、不传导热量;4、生物力学性能好;5、能够完全匹配缺损部位和延展性好;6、价格便宜;7、方便使用。


1.钛网

钛网可以单独使用,或与其他合成材料一起使用,以加强修复假体强度。钛金属合金,具有较高的综合强度和可塑性。钛是无腐蚀性和非炎性;它具有感染的风险较低,并且可以提供极好的美容效果。松野等表明钛网拥有所有颅骨修补材料的移植感染率低为 2.6%。另外,计算机辅助的 3D 建模可以用来设计钛网植入物提供优良的美容效果,即使对于大面积颅骨缺损也很好。


颅骨修复虽然经历了数千年的历史演替,迄今为止,仍然没获得材料学和生物学性能结合完美的理想替代植入材料。目前,临床广泛使用的金属钛网,还存在较多的缺点和并发症,如:①患者术后对冷热反应敏感,局部有慢性疼痛,皮下积液较多;②修补术后,影响患者接受 CT、MRI 等医学检查;③慢性切割性溃疡、应力穿孔致颅骨修补失败;④颞窝、颧弓、眉框等不规则面颅部位修补外观美容效果欠佳;定制周期时间长,价格相对昂贵。


2.自体骨移植

去骨瓣过程中取出的原始骨瓣是佳的颅骨修复材料,因为没有异体成分的排斥。对于儿科患者,等儿童长大后将其原始的骨组织移植回去可能是好的选择。自体颅骨移植容易获取,并有它要比其他类型的骨骼存活的时间要长。当颅骨移植物被分离后,供区的重新构造被大大简化,从而降低了供区的发病率。自体裂层骨移植已成为儿童颅骨重建移植的首选。


自体骨可以通过永冻保存或放置在腹部的皮下口袋长期保留。这两种方法对非创伤性颅脑损伤的骨瓣保存效果一样。然而,对创伤性脑损伤的处理,皮下口袋存储的方式更好,因为冷冻保存可能增加外科手术部位感染率。许多研究已经证实,腹部腹壁组织保护并提高了颅骨保存的效率,感染率降低。此外,在战场环境中,受伤的军人被后送脱离战场,将颅骨瓣储存在皮下腹壁能确保骨瓣在运输途中不会丢失。


虽然优势明显,但自体骨移植并非没有风险。小儿患者常见的并发症是骨吸收,导致结构破坏,需要再次手术用塑料、金属或其他材料替换。对于颅骨骨瓣吸收的儿科患者,再次行颅骨修补术一般非常成功。鲍尔斯等证明用合成植入物修补颅骨的成功率比自体厚度裂层骨高。颅骨修补取决于骨传导,为骨移植提供结构基础,使骨原细胞能够进入并扎根。骨传导的过程需要矩阵结构,当骨瓣被冻结或高压蒸压灭菌时结构有可能被破坏。这可能解释了自体骨移植再吸附速率较高的问题。松野等人表明,自体骨移植物与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、氧化铝陶瓷和钛网比较感染率高,达到 25.9%。


3.羟基磷灰石

金属和其它合成化合物存在的问题是它们很难塑造出颅骨天然轮廓的形状和影响脑 CT扫描,因此,羟基磷灰石被纳入研究。羟基磷灰石是自然存在的骨的矿物成分磷酸钙化合物,但也可合成制造陶瓷。羟基磷灰石可以结合钛网成为更高强度的修复假体。羟基磷灰石异物反应低,有化学键可以结合骨头,也可以被轻易地塑造轮廓完美的修复假体。尽管优点很多,羟基磷灰石已由于其易碎性,低抗拉强度,和高感染率被限制使用。


虽然优势明显,但自体骨移植并非没有风险。小儿患者常见的并发症是骨吸收,导致结构破坏,需要再次手术用塑料、金属或其他材料替换。对于颅骨骨瓣吸收的儿科患者,再次行颅骨修补术一般非常成功。鲍尔斯等证明用合成植入物修补颅骨的成功率比自体厚度裂层骨高。颅骨修补取决于骨传导,为骨移植提供结构基础,使骨原细胞能够进入并扎根。骨传导的过程需要矩阵结构,当骨瓣被冻结或高压蒸压灭菌时结构有可能被破坏。这可能解释了自体骨移植再吸附速率较高的问题。松野等人表明,自体骨移植物与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、氧化铝陶瓷和钛网比较感染率高,达到 25.9%。


4.聚醚醚酮 (PEEK)

聚醚醚酮(PEEK)是一种半晶质聚合物,能够透过放射线,化学惰性好,可以用蒸汽和放射线消毒。这种植入物强度、厚度适宜,与皮质骨的弹性相当,可以精确地植入的缺损内,而无需使用接骨板。新技术使 PEEK 这类植入物被大量使用,它们可以通过五维打磨技术专门为病人的缺损颅骨设计修复假体。PEEK 另一主要优点是不产生 CT 或 MRI 伪影,植入物更舒适,因为该材料的密度较小,重量较轻;不像金属植入物会传导热量。PEEK还具有优异的耐热性。其热变形温度为 160℃,当用20%~30%的玻璃纤维增强时,热变形温度可提高到280-300℃。PEEK的热稳定性良好,在空气中 420℃。2h 情况下失重仅为2%,500℃时为 2.5%,500℃时才产生显著的热失重。PEEK的长期使用温度约为 200℃,在此温度下,仍可保持较高的拉伸强度和弯曲模量,它还是一种非常坚固的材料,有优异的长期耐蠕变性和耐疲劳性能。PEEK的化学稳定性也非常好,除浓硫酸外,几乎对任何化学试剂都非常稳定,即使在较高的温度下,仍能保持良好的化学稳定性。另外,它还具有极佳的耐热水性和耐蒸汽性。在 200-250 ℃的蒸汽中可以长时间使用。PEEK还具有优良的耐辐射性。它对α射线、β射线、γ射线的抵抗能力是目前高分子材料中好的。用它包覆的电线制品可耐 1.1×10Gy 的γ射线。聚醚醚酮在熔点以上有良好的熔融流动性和热稳定性。因而具有热塑性塑料的典型成型加工性能,因此可用注塑、挤出、吹塑、层压等成型方法,还可纺丝、制膜。虽然PEEK熔融加工温度范围为 360-400℃,但是由于它的热分解温度在 520 ℃以上,因而它仍具有很宽的加工温度范围。其缺点是PEEK植入物价格昂贵,缺乏骨整合性。尽管聚醚醚酮的发展历史仅为短短的二十几年,但是由于它具有突出的耐热性、耐化学腐蚀性、耐辐射性以及高强度、易加工性,使得它目前已在核工业、化学工业、电子电器、机械仪表、汽车工业和宇航领域中得到了广泛的应用。尤其是作为耐热性能优异的热塑性树脂,它可用作高性能复合材料的基体材料。


END

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