颅骨修补术的研究进展

颅骨修补术的研究进展

王诗秋1.2 , ,韩志桐2  ,孙鹏2, ,张生茂2, ,张瑞剑1,2通讯作者

1.内蒙古科技大学包头医学院研究生院，014040

2.内蒙古自治区人民医院，010017

[摘要] 本文对颅骨修补术的发生发展做了全面的描述，包括性颅骨修补术的必要性、颅骨修补术的发现、材料的使用及发展、修补时机选择、术后相关并发症进行了详细的描述。本文详细介绍了颅骨修补术的研究进展。

[关键词] 颅骨修补术；并发症；去骨瓣减压；修补材料

近年来，重型颅脑损伤、大面积脑出血和大面积脑梗死等疾病发病率逐年增高，此类疾病有进行性脑水肿、颅内压升高、脑疝等导致神经系统恶化的特征[1]，所以去骨瓣减压术（decompressive craniectomy DC）成了全世界公认的挽救该类患者生命最有效手段之一[2]。去骨瓣减压术顾名思义是指祛除患者部分颅骨增加脑组织容积以此来缓解患者顽固性颅内压升高。虽然该术式在挽救患者生命上发挥了重要作用，但术后患者病情平稳后缺损的颅骨也会给患者带来严重的不良影响，为了解决这一问题，颅骨修补术（Cranioplasty CP）随之出现。

1.颅骨修补的必要性

去骨瓣减压术虽有效挽救了患者的生命，但术后颅骨缺损给患者生理和心理上都带来了诸多不便[3]，所以行颅骨修补势在必行。从生理学上讲，去骨瓣减压术后大气压直接作用于无颅骨保护的脑组织，破坏了脑内的平衡，从而导致一系列并发症发生，环钻综合征。环钻综合征又称下沉皮瓣综合征，是去骨瓣减压术后患者最严重的神经系统并发症，它由各种神经症状和自主神经功能障碍组成：头晕、疲劳、疼痛和焦虑，还可能伴有精神运动迟缓和失语症，这将严重影响患者预后。有大量研究证明颅骨修补术可改善患者脑血流量（cerebral blood flow CBF），还有部分研究发现患者对侧脑血流量增加，这表明颅骨修补术可促进患者神经功能恢复。通过检测患者术前术后简易精神状态评价量表（Mini-Mental State Examination MMSE)、神经功能缺损评分（NIHSS）及运动功能测评法（Fugl-Meyer assessment scale FMA）发现患者在认知功能、神经功能及运动功能方面都较行颅骨修补术治疗前有所提高；第三，颅骨修补术也可提高去骨瓣减压术后患者的GOS评分及KPS评分，这两个评分量表都用于反应患者预后，这意味着该手术对改善患者预后有重大意义。从心理学上讲，去骨瓣减压术破坏了患者颅骨的形态结构，大气压压迫脑组织造成脑组织塌陷，外观上并不美观，这会给患者带来极大的心理压力，产生自卑、厌世心理，甚至引发抑郁症，严重影响患者的正常生活，更不利于患者的康复。综上所述，去骨瓣减压术后患者行颅骨修补术势在必行。

2.颅骨修补术的发展历史

颅骨修补术是一种重建患者颅骨解剖结构，修复缺损的颅骨的经典手术，法洛皮乌斯提出了有关使用金钢板替换侵犯硬脑膜上的颅骨的想法，这是公认的关于颅骨修补术最早的描述；1688年荷兰外科医生Meekeren为了修补贵族头部的颅骨缺损使用死狗的颅骨进行移植修补，成为史上第一例真正成功的骨移植；而后法国外科医生奥利尔根据颅骨修补材料的特点定义了自体移植物、同种异体移植物和异种移植物；随后Walther在1821年首次使用自体移植物。在他的基础上现代骨移植之父马塞文和伯挒尔在1885年和伯勒尔又进行了几次成功的自体移植物，但他们发现此类移植物会导致伤口延迟愈合，但相关内容在报告中并未特别提及。1890年，穆勒首先发现并描述了自体移植物延迟伤口愈合的问题，而后首次尝试使用单一皮瓣（皮肤、骨膜和颅骨外表）修复颅骨缺损。哈克在穆勒的基础上进行了修改，仅使用骨膜和外皮质修复颅骨缺损。人们对使用自体物移植做了很多尝试，他们将胫骨、肋骨、肩胛骨、髂骨和胸骨等应用于颅骨修补术，其中Axhausen医生最早将胫骨应用于颅骨修补术，但因胫骨难塑性和难收集，导致其在临床中的使用率很低。此后肋骨的使用风靡一时，但因其引起呼吸道并发症的风险较高也使其逐渐从临床应用中淘汰。与其他类型的移植物相比，自体骨移植物具有显著优势，但其缺陷也是致命的，比如他不能满足颅骨修补术的美学要求，也不能用于大型复杂的颅骨缺损。于是在1915年至1919年间，Morestin、Gosset、Sicard和Dambrin引进了尸体植入物，即同种异体移植物，但该类材料带来的高感染率及高吸收率又对患者造成了更加严重的不良影响，这一方法也逐渐被废弃。此外，自1668年Meekeren报告首例病例以来，许多动物的骨移植（异种移植物）已被用于修复颅骨缺陷，但其结果都不甚令人满意。而后临床医生尝试使用金属材料，在1893年，Booth和Curtis在颅骨缺损修复中使用了铝作为骨的替代品。但不幸的是铝的致痫性极高，最终该尝试以失败而告终。

3.颅骨修补术的材料

颅骨修补术的材料经历了漫长的发展，目前为止临床上将修补材料大致分为两类：生物材料和合成材料。生物材料又分为自体移植物、同种异体移植物和异种移植物。自体移植物是指用自身的骨骼进行修补，同种异体移植物是指尸体的钴材料及软骨进行修补，异种移植物是指动物的骨材料进行修补。起初人们采用自体移植物行颅骨修补术，这一方法可有效降低感染率，但由于骨骼形状的限制，它不能满足于大面积的颅骨缺损；而且研究发现部分使用骨骼的患者会出现骨吸收的现象，尤其在儿童患者中风险更高，增加了再手术的几率。而同种异体移植物和异种移植物虽然能满足于大面积的颅骨缺损，但并未解决吸收的问题，且还增加了感染的风险。由于生物材料的局限性，随着科技的发展，合成材料逐渐出现在人们的视线中：1893年，Booth和Curtis首先将视线集中在延展性较好的金属铝上，虽然铝可以提供良好的美容和功能效果，但不幸的是金属铝有较强的刺激性，并且术后患者癫痫高发，使人们不得不放弃了这一想法。但尽管这一想法最终失败了，铝材料为金属应用于颅骨修补术开展了一条新思路。继铝之后人们尝试应用黄金和铂金，但其成本问题限制了其发展。后来人们又将目光放于其他金属，但都没能取得理想的效果，因此在很长一段时间里，将金属作为修补材料的想法一直都处于被搁置状态，直至辛普森发现金属钛可达到较理想的成果，这给颅骨修补术的材料又提供了一种新选择。后来研究者发现一种新型材料甲基丙烯酸乙酯（MMA），该材料刺激性弱，不导电且抗辐射，但因其骨折风险高且与无法与周围骨骼整合，导致手术失败的风险高，而且MMA不能适应颅骨生长，所以无法运用于儿科。羟基磷灰石具有大孔隙及较强的成骨特性，可用于儿科的颅骨修补，而且由于它是骨中天然存在的成分，这一特性有助于降低组织反应。但与之相对的，其感染和碎裂的风险高，而且这种材料无法提供机械保护，使其无法广泛应用于临床。聚醚醚酮（peek）植入物材质很轻，无导电性，最重要的是它不干扰成像，且随着计算机3D打印技术的发展，它可以完美的契合缺损的颅骨，可以展示出最佳的美容效果。但其材质昂贵，很难普及于临床，且其表面光滑，不易于皮瓣及硬脑膜贴合，容易产生皮下积液，导致颅内感染。

随着科学及医疗技术的发展，越来越多的修补材料可供人们选择，所以临床医师需通过患者自身情况、材料价格、缺损部位大小、安全性、美观性、排异反应小且能不产生或产生较少的伪影，选择最佳的修补材料。

修补的患者好，所以早期行颅骨修补术可有助于患者尽快回复神经功能，改善患者预后。

[1]Beez T, Munoz-Bendix C, Steiger H J, et al. Decompressive craniectomy for acute ischemic stroke[J]. Critical Care, 2019, 23: 1-16.

[2]黄先锋,林小祥,李剑侠.重型颅脑损伤病人去骨瓣减压术后早期行颅骨修补的疗效及脑血流动力学变化[J].临床外科杂志,2021,29(10):919-924.

[3]刘百雨,王忠.颅骨成形术的研究进展[J].中国医药导报,2020,17(07):35-38.

作者简介：王诗秋，出生年月:1998年8月，性别:女，职称:无，学位:硕士，主要从事神经外科创伤及脑肿瘤相关研究。

#通讯作者：张瑞剑,出生年月:1971年6月，性别:男，职称:主任医师，学位:博士，主要从事脑肿瘤、颅脑损伤等相关疾病的研究。