Ilizarov理论与技术的起源、发梦之城娱乐国际:展

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  《中国骨与关节外科》2010年 1O月第3卷第5期 ChineseJournalofBoneandJointSurgery Vo1.3,No.5,Oct2010 · 医学与人文教育 · 文章编号:1674—1439(2010)05—0417—07 Ilizarov理论与技术的起源、发展与传播史 秦泗河h 李 刚 (1北京市垂杨柳医院矫形外科,北京 100022;2香港 中文大学生命科学院干细胞与再生医学研究室、骨科研究室) 俄 罗斯骨科 医生伊利扎洛夫 (GavriilA. 的骨科技术难 以治愈。1950年,Ilizarov调到库尔 Ilizarov)于上世纪四五十年代 ,研制 了多用途环形 干州医院任创伤矫形外科医生,他从圆形车轮稳定 骨外固定器,创建了治疗骨创伤与骨科疾病的技术 性的动态装置得到启发,发明了用细钢针穿骨张力 体系,其发现的 “牵拉成骨技术 (distractionosteo— 下 固定 的环形外 固定器 (circularexternalfixator), genesis,DO)”生物学理论 ,被公认为上世纪外科 可以牢 固地 固定与调控骨折断端 的复位与生长 领域最伟大的发现之一。肢体是复合组织,所有参 方 向。 与牵伸的骨骼、神经、肌腱、肌肉、皮肤等,皆出 Ilizarov生物学理论的发现来 自于一个偶然。一 现类似胚胎发育过程的细胞分裂与组织生成,近年 次,他实施胫骨截肢残端延长结束后,因外出,没 学术界趋 向于称之为牵拉成组织技术 (distraction 有做与瓦格纳延长法 (Wagner)相同的内固定和植 histogenesis。DH),DH技术 已经广泛应用于骨科 、 骨术,却发现牵开的骨缺损区域被新生骨填充。他 整形外科、i.1,JLJb科、颌面外科等领域,也启发了 还实施一个膝关节用外固定器加压融合,指导患者 生物学、医学基础研究的一些领域。作者于 1990 按骨断端方 向旋转螺母加压,结果患者误解 ,反 向 年赴俄罗斯远东 Ilizarov技术 中心 (比洛 比詹市) 旋转外固定器的螺丝,使骨断端进行了牵拉延长。 考察学习…,鉴于国内多数骨科医师对 Ilizarov技 一 个月后的x线检查结果显示骨折延长端出现丰富 术起源、科学实践与技术传播史缺乏真实、全面的 的新生骨。意外的现象使 Ilizarov认识到,不但加 了解 ,故做如下简要介绍。 压能促进骨愈合,缓慢牵拉更能促进骨的再生,于 是进行狗腿折断后安装外固定器进行推拉成骨的实 1 Ilizarov技术诞生于偏僻的小医院 验研究,初步证实了牵拉骨断端能诱发骨再生 的 推论 。 1921年 6月,Ilizarov出生在前苏联高加索 (白俄罗斯) 的一个贫困家庭 。父母是文盲。他 2 Ilizarov技术在前苏联的发展 11岁才上小学。他用较短的时问完成 了8年义务教 育。1939年,他考入克里木斯克医学院,1941年 20世纪 50年代初 ,Ilizarov就形成了 “应力刺 随着苏联卷入第二次世界大战,被迫转到哈萨克斯 激 ”成骨的理论并指导临床应用 (应力刺激可分张 坦医学院。1944年毕业后分配到西西伯利亚库尔干 应力、压应力和微动应力刺激)取得了很大成功。 (Kurgan)州一个偏僻的波拉温斯克医院工作 (相 1951年他曾赴莫斯科,展示他的治疗理念和外固定 当于中国的乡镇医院),当时他是当地唯一的一名 架,要 申请专利,但被骨科专家和专利局否定。 外科医生 。正是在这个时候他开始接触一些因战伤 1954年苏联保健部发给 Ilizarov申报 的骨折外固定 而致肢体残缺、畸形或慢性骨髓炎的患者,用传统 器发明证书,1955年他被任命为 “库尔干苏联卫 通信作者:E—mail:.en 418 《中国骨与关节外科》2010年 1O月第3卷第5期 国战争残废军人医院矫形外科主任”,梦之城娱乐:1965年建立 aspectsoftheregenerationandgrowthoftissue)”o全 创伤与矫形研究实验室,为他创造了深入研究的条 书800余页,插图3100多张,其中照片图656张。 件。随着这一技术的Et益成熟,治愈了许多大医院 本书是 Ilizarov及其同道实验研究、创新、发现与 难以治疗的骨科疑难杂症 。但由于他工作在基层医 心血凝炼的结晶,是骨与肢体重建——现代骨外固 院,且不是员,相当长的一段时间他的系列 定技术为代表 的矫形外科学的杰作。 发明与技术创新遭到同行权威人士的非议和压制。 Ilizarov长期偏居于西西伯利亚一角,这当然是 1968年,一个偶然事件使 Ilizarov成名,因为 他的不幸:偏僻,使他的理念和技术无法更早地为 他治好 了一位曾经在莫斯科实施过多次手术治疗失 全国乃至全世界所 了解和接受;但另一方面也实属 败的奥运 会 跳 高冠 军——瓦列 里 ·布 鲁 梅尔 是他的幸运 :偏僻,让他远离官方的干扰与正统学 (ValeryBrume1)的胫骨下端骨髓炎和骨缺损,第 术界的影响,可以相对潜心、自由地从事 自己的临 二年布鲁梅尔又跳过了2米多的高度_3]。由此,I1. 床医疗和研究。他一生开发了以Ilizarov命名的800 izarov的名字及其治疗方法得到当时全苏联的承认, 多种外固定器构型,创造了2000多种被载入文献 名声大噪。这一年,他的 “伊 氏骨穿针压缩接骨实 的骨与软组织再生的临床治疗技术,其中骨端滑移 验研究”通过博士论文答辩,1969年获得博士学 修复骨缺损、骨延长、肢体畸形牵拉矫正技术,是 位 。1970年,国家有关部 门在库尔干举行全苏联骨 2O世纪骨科里程碑式的发现与创新 。 科医生伊氏技术学术研讨会。 1971年,前苏联政府投巨资在库尔干市建成以 3 Ilizarov技术走向世界的曲折与发展 Ilizarov命名、800张病床、18个科室的 “创伤矫形 东西方冷战时期,Ilizarov论文仅用俄文发表。 与科学重建中心”4],中心附属有不同行业 的学者组 1976年他曾在距美国佛罗里达州不远的古巴表演过 成的研究所,庞大的动物实验室,生产 Ilizarov器械 手术,但西方国家仍不了解这一全新的骨科治疗体 的工厂以及完善的功能训练厅。对 Ilizarov发明的器 系。1980年,意大利著名探险家马乌里 (Carlo 械、微创骨科技术与他发现的牵拉组织再生现象, Mauri)因登山发生骨折在意大利实施 7次手术后, 进行了大样本的动物实验与临床研究 (一期试验用 遗留下小腿短缩和足下垂畸形。在前苏联探险家森 犬即480只),最终形成了牵拉成骨的 “张力 一应力 法则”(1awoftensionstress,LTS)ES]: “给活体的组 克维奇 (Senkovich)的推荐下,马乌里经 Ilizarov 治疗 6个月后痊愈。意大利骨科的维拉 (Villa)和 织持续、稳定、缓慢的牵伸,使其产生一定张力, 康泰尼 (Cattaneo)教授看到马乌里的治疗效果后 可刺激某些组织的再生和活跃生长,其生长方式类 似胎儿组织,均为相同的细胞分裂”。简言之,控制 非常震惊 。1981年 6月,邀请 Ilizarov参加在意大 牵拉的张力一应力,能刺激骨与软组织再生。 利伯拉基奥 (Bel—lagio)召开的骨外科学会 ,这 1971年,Ilizarov被授予 “列宁勋章”(前苏联 是他第一次在西方世界展示 自己的成就,作了4场 政府授予科学研究者最高的荣誉)。1972年,在库 报告 ]。听众们凝神屏息,看着那些传统骨科技术 尔干成立 Ilizarov创伤与骨科重建科学研究 中心 难以治疗而被 Ilizarov技术完全治愈的病例,震惊 (RussianIlizarovScientificCenterforRestorativeOr— 了意大利骨科学界,意大利的媒体称这一技术为 thopaedicsandTraumatology)及 “苏联创伤及矫形 “俄罗斯的第二次革命”,将 Ilizarov誉为 “矫形外 外科青年学校 ”,后升格为 Ilizarov技术学院。1991 科学中的米开朗基罗”。1982年 4月在意大利成立 年,Ilizarov中心成立20周年纪念 日也正是他 70岁 第一个 Ilizarov方法学习与推广学会 (Associationofr 诞辰,世界各 国学习 Ilizarov技术的医师云集库尔 TheStudyandApplicationofTheMethodofIlizarov, 干祝贺。Ilizarov相继被选为前苏联和俄罗斯科学院 ASAMI),同年,4名意大利骨外科医生专程去库尔 院士。1992年,在 Ilizarov逝世当年,由德 国柏林 干学习,与此同时,意大利的医疗器械公司申请了 “Spring—Verlag”出版公司,出版了英文版 《骨穿 制造 Ilizarov器械的专利。1985年,法国、比利时、 针成骨技术——组织生长、再生 的理论与临床》 英国、巴西、葡萄牙、西班牙、墨西哥、南斯拉夫 (TransosseousOsteosynthesis:therapiticalandclinical 成立 ASAMI,在欧洲和南美推广应用。1986年, ChineseJournalofBoneandJointSurgery Vo1.3,No.5,Oct2010 419 在库尔干举行 llizarov方法 国际研讨会 。1987年, 中英国、美国、意大利、印度、中国、南美洲等一 在悉尼举行 的第 32届世界外科医生会议上,Il- 些 国家 的临床应用 、研究最活跃 。 izarov获RobertDenis奖金 (奖给外科治疗创伤骨折 欧美学者对 DO技术又进行 了多个方面的基础 最有成就者)。1988年开始在库尔干举办 Ilizarov技 研究 ,如基因表达、BMP作用、张应力转变机 术国际培训班。1996年,在 Ilizarov逝世后 4年, 制、于细胞激活、调节与转运、牵拉微血管再生机 在阿姆斯特丹正式成立 国际协会 (ASAMIinterna. 制、骨形成质量的检测、如何促进骨的钙化、重建 tiona1),先后在美国的新奥尔 良、意大利的罗马、 等,取得新的进展。美 国DrorPaley对下肢畸形矫 土耳其的伊斯坦布尔、 日本的京都、俄罗斯的圣彼 正进行了规范、量化的提升,提出了已被国际矫形 得堡召开 ASAMI国际性会议,现任主席为葡萄牙 骨科学界广泛接受的下肢畸形矫正的 “成角畸形旋 NunoCraveiro教授。2010年 l0月20~22Et,第三 转中心 (thecenterofrotationangulation,CORA)” 届世界外 固定会议 (3 worldcongressonexternal 概念与截骨术规则,使下肢畸形的矫正由主要依靠 fixation)与ASAMI共 同组织在 巴塞罗那 (Barcelo— 医生的经验转化到量化时代。 naSPAIN),召开 “国际外固定与骨重建” (Inter— nationalcongresson externalfixation bonereeonstruc— tion)大会 ,本次会议拟定两个 国际学术组织联合 , 每两年举办一届 “外固定与骨重建”学术会议。 1986年,加拿大多伦多的小儿骨科 医生 Dror Paley去意大利短期研修惊奇的发现了Ilizarov技术, 他克服很大困难去俄罗斯库尔干 Ilizarov技术 中心 研修。1987年,美 国纽约的Frankel医生、洛杉矶 的Green医生和 Paley医生,组成 “多伦多组合 ” 再次去库尔干研修。1987年 11月,美 国邀请 Il— izarov在纽约举办了第一期 Ilizarov技术培训班,在 北美成立ASAMI,每年9月举办肢体畸形矫正与重 建国际培训班,至2010年已连续20期,使 Ilizarov 技术在全世界得到推广。 图1 1996年 日本成立 ASAMl学会 ,并举办首届 亚洲对 Ilizarov技术 反应最 敏感 的是 日本 , kizarov技术学术研讨会 1985年引进 了 Ilizarov器械和技术,1990年 3月, 日本举行第二次外固定学会时,邀请 Ilizarov做专 Ilizarov环形外固定器传到西方国家 (图2), 题演讲,中国留13的骨科医生曲龙博士聆听了Il— Qrthofix,Smith&Nephew等 国际大公司相继开发出 izarov的报告 ,从而走 向研究 Ilizarov技术 的道路 。 优 良的复合式外固定牵伸治疗器 (图3~图5),其 1995年 日本骨科学会会长、东京大学黑川高秀教 中最大的进展,是将工程技术与计算机技术的结 授 ,组织骨科考察团赴俄罗斯库尔干考察、学习Il— 合,研制成计算机辅助下 Taylor多维空间外固定延 izarov技术,1996年成立 ASAMIJapan并举办首届 长矫形器 (图6)。为了简化器械的结构与穿针安 llizarov技术学术研讨会 (图1),而后 日本多批骨 装过程 ,美 国研制 了多功能关节铰链 (图7)。但 科医生去库尔干参加 Ilizarov技术培训班。直至 不论骨外固定器械或内植物牵拉方式如何变化,肢 2006年,日本、美 国每年还有骨科、足踝外科医生 体的形态与功能重建都必须遵循 DH技术的张力 一 赴 Ilizarov中心学习。2010年 10月,作者在巴塞罗 应力法则。2007年 l0月,作者参加在埃及召开的 那参加 “国际外固定与骨重建”大会 ,得知包括中 “第二届世界骨外固定学术大会 ”,发现 Ilizarov技 国在 内五大洲已有 40个 国家成立 ASAMI,全球至 术已经在亚洲、非洲、拉丁美洲发展 中国家,有较 少已有58%的国家在学习、应用 Ilizarov技术。其 广泛的普及--,J。 420 《中国骨与关节外科》2010年 10月第3卷第5期 图2 Ilizarov矫正足踝畸形的基本器械构型及穿针 图4 改变股骨大转子下截骨后的外固定器。同时 固定方法,踝关节 内外前后都安装关节铰链,在这个基 能矫正髓 内、外翻与股骨前倾角的角度 础上可以安装各种附件,满足复杂足踝创伤修复与矫形 的需要 图5 Qrthofix公司研制的复合式外 固定器,关 节近端为半环或环形,可以穿2mm直径的全针交叉 图3 Qrthofix公司研制的关节铰链 ,不但可 以改变 固定,骨干部 穿螺纹半针,固定 强度基 本等 同于 外固定器牵拉方向,还具有前后左右平移的功能 Ilizarov的全环形外固定,可避免钢针贯穿软组织 A B 平面型 斜面型显示 Taylor支架空间变化的优势 图6 计算机辅助下的Taylor三维空间支架与 Ilizarov矫形器的比较 ChineseJournalofBoneandJointSurgery Vo1.3,No.5,Oct2010 421 图7 A.用于足踝畸形矫正的单臂三维矫正外固定器,在机械臂万向关节部位安装一个可以前后左右移动的齿轮, 能够达到类 Ilizarov环形外固定器械的三维矫正效果,器械穿针安装与术后调节明显简化。缺点是必须用 3mm 以上的 螺纹钉 固定,不适合儿童 ,且 固定刚度不能调整。由美国费城 P.SDavidson医生研制 ,EBI公司销售。B.治疗踝足 创伤与畸形的跨躁关节外固定器安装方法,器械的安装全部穿半针就可以完成 A 图8 A.北京骨外固定技术研究所研制的矫正马蹄足或 内外翻畸形足的器械构型与穿针安装固定方法 :B. 夏和桃、秦泗河、彭爱民在 Ilizarov器械构型的基础上研制成矫正足踝畸形的外固定牵伸器,其主要改进是在牵 伸固定杆上安装弹簧,使牵拉与推进的机械力逐渐释放,满足弹性牵伸矫形与重建的过程,更符合对组织形成 缓慢、持续牵伸 的生物学要求 总的评价是,Ilizarov牵拉成骨的生物学理论传 4 Ilizarov技术在 中国的引进、应用、提高 到世界后 ,所有 国际问的医学论坛 ,研究的主要 目 与推广 的以及在创伤矫形、肢体重建及相关学科的新成就 方面,都致力于证实 Ilizarov生物学理论的发现及 1988年9月,现任台北荣民总医院骨科部主任 进一步完善其临床应用。 的陈全木教授赴库尔干 Ilizarov技术 中心学习,首 《中国骨与关节外科》2010年 1O月第 3卷第5期 先在台湾骨科临床应用。1989年 7月,秦泗河邀请 《骨搬移治疗骨缺损与骨不连》专著,上海六院的 俄罗斯远东 (比洛比詹市)Ilizarov技术中心主任 康庆林大夫于2009年去库尔干 Ilizarov中心学习2 一 克里斯尼科夫、瓦西里耶维奇教授来哈尔滨讲学 个月 。 和实施 Ilizarov技术的手术示教 。1989年,潘少川 秦泗河将20世纪80年代创立的 “脊髓灰质炎 教授 从美国引进并应用于临床小儿骨科,首先在 后遗症外科矫形新体系”与 Ilizarov技术、DrorPa- 《中华b/JL#b科杂志》等发文介绍 Ilizarov技术与临 ley下肢成角旋转中心矫形原则 (CORA)以及达尔 床应用结果。而这个期间曾留学前苏联的李起鸿教 文的生物进化论交融,结合中国患者的实际,初步 授已完成了系列牵拉成骨的动物实验并应用于临 形成了 “下肢畸形矫正、残缺修复与 自然重建技术 床,成功治愈了多例骨不连和大段骨缺损 9J。1991 体系”。截止到2009年 3月,已经用 Ilizarov技术 年 5月,Ilizarov应邀至301医院会诊、讲演,此次 理念治愈2000多例肢体残缺和骨科疑难杂症,其 契机并未引起国内对该技术的普遍关注和重视,但 中9例濒临截肢。在 Ilizarov技术中国化的同时, 却催生了301医院年轻的骨科医生李刚前往英国女 需要用一个新的理念来反应现代外固定技术的精髓 王大学骨科研究所对 “DO技术”进行多年 的基础 并指导临床治疗。秦泗河、夏和桃受中国 “道法 自 研究,做 出了令国际学术界瞩 目的成果。秦泗河从 然”的哲学思想启示,提出并诠释了 “骨科 自然重 俄罗斯 Ilizarov技术 中心学 习后带回了研究资料、 建理念”_l引,其核心思想是: “医患同位、时空一 环形外固定器械,在北京骨外固定技术研究所夏和 体、有无相生、难易相成,顺势而为、自然重建”。 桃的积极支持与推动下,对器械研制、肢体延长、 骨科 自然重建理念的提出与临床实践取得的巨大成 四肢矫形,全面地引进、开发与临床应用。夏和桃 功,是对现代骨科盛行的 “替代重建理论体系”的 对环形外固定器最大的改进是在牵伸杆上加了弹簧 一 种补充与纠偏,也为骨科学的基础研究方向提供 (图8),满足了弹性牵伸的要求,并将髓 内钉固定 了一些新思路。截至2010年6月,作者可以自豪 技术在国内首次与 Ilizarov技术结合用于肢体延长, 地向国内同行宣布,我们基本完成了Ilizarov技术、 得到国际矫形骨科学界的广泛认可。2003年秦泗河 器械中国模式的转化,在下肢矫形外科临床上做出 主持召开中国首届 “Ilizarov生物学理论与技术学术 了令俄罗斯同行赞誉的提升与扩展。 研讨会 ”,并成立 “Ilizarov方法研究与推广学会 (ASAMIChina)”,秦泗河任首届主任委员。李刚 5 Ilizarov技术对外固定器的推动与新的发 博士在英国积极与国际著名矫形骨科学界专家建立 展方向 与中国大陆合作交流的桥梁,2005年 l0月,由夏 和桃、李刚、秦泗河主持,在北京举办 “首届国际 由于我国交通的快速发展,碰撞和高能量损伤 肢体延长与重建论坛会议”¨,俄罗斯及英、美、 人数正在上升,外固定器技术是唯一的能够不需要 德国等从事 Ilizarov技术研究的著名专家到会演讲。 皮肤切 口暴露骨折断端就可以使骨折复位与固定, 并对夏和桃、秦泗河等在 Ilizarov技术应用方面所 且能够对截骨部位进行后续调整、提供牵引和持续 取得的创新给予高度评价。而后在中国举办了多期 的关节被动活动,以防止关节僵硬。就手术方法本 Ilizarov技术培训班。 身来说,外固定是唯一不会干扰骨折或骨痂延长局 2006年 6月,夏和桃、李刚、秦泗河赴俄罗斯 部的生物学环境、血供的微创外科手术,不但能达 参加Ilizarov教授85周岁诞辰纪念活动,首次有中 到与内固定器类似的骨折愈合效果,并且能够诱发 国大陆骨科代表团在库尔干 Ilizarov中心考察与学 新的组织修复重建过程,而该过程是其他固定方法 术交流。2008年 7月,北京骨外固定技术研究所夏 难 以达到的。Ilizarov对外固定技术的最大贡献是, 和桃与俄罗斯Ilizarov中心主任Shevtsov共同签署了 发现了牵拉组织再生 (DH)理论,临床实现 了 合作备忘录,Ilizarov中心于2008年派遣2名资深 “骨骼与软组织工程”的实际 目的,为外固定技术 的骨科医生来北京骨外固定技术研究所工作 6个 的发展提供了强大的动力。因此,作者将融人 n- 月。曲龙 对 Ilizarov骨搬移 (bonetransport)技 izarov生物学理论、技术理念 的骨外固定——定为 术,有较深的研究和临床应用经验,主编出版 了 “现代骨外固定技术 ”,以区别于既往 的骨外 固定 ChineseJournalofBoneandJointSurgery Vo1.3,No.5,Oct2010 技术。 用是一个复杂的技术体系,只有那些具有丰富临床 目前,Ilizarov技术临床研究的焦点是:不同截 经验、经过严格训练的骨科医生才能将此项技术应 骨平面下牵拉加速骨形成,缩短治疗周期,将髓 内 用到得心应手的境地,并取得更多的创新与发现。 钉技术用于骨干延长与畸形矫正避免经皮固定 。 发展中的中国对 Ilizarov技术有强大的社会需求, 通过骨块的牵伸移动,促进血管网再生,治疗肢体 我国骨科学界的当务之急是成立 “外固定与骨重建 与脑组织缺血性疾病 ,如缺血性脉管炎、糖尿病 学会”,制定标准、规范化的临床路径 ,建立外固 足、脑卒中后遗症等 。缓慢牵拉矫正脊柱侧凸、 定技术 (Ilizarov)培训中心。 后凸畸形并保留脊柱的关节运动 】。还有一些学 Ilizarov的成就超过 自己所处的时代几十年,晚 者正在研究再生周 围神经与关节软骨、改善骨性关 年被他的成功所累,从世界各地来的患者在他的办 节炎的临床症状与病理进展Ⅲj。总之,凡是传统 公室门前耐心等待,久久不肯离去,经常接诊要持 骨科技术难以处理的肢体畸形、残缺,骨肿瘤节段 续到深夜,他的办公室有一扇后 门,工作时间太 性截肢后的肢体形态与功能重建,都有可能采用 Il— 长、患者太多时,他不得不从那里遛 出去。1992年 izarov技术获得满意疗效 。 7月24 日,Ilizarov与世长辞,终年 71岁。此时, 现代外固定技术的推广与未来发展 ,有赖于综 秦泗河恰在俄罗斯远东 Ilizarov技术中心 (毕洛毕 合持续改进器材、深入 的研究以及如何将 Ilizarov 站市)访问,参加 了悼念活动,世人告别了这位伟 技术与内、外固定技术、数字化技术 以及其他先进 大的创造者与骨科医生。但他的技术与名字永存在 技术交融,以便优势互补、提高疗效,减少治疗周 骨科学界的圣殿之 中,并激励我们为之发扬光大。 期与并发症。Ilizarov技术涉及多学科知识,临床应 参 考 文 献 [1]秦 泗河.俄 罗 斯 骨科 见 闻. 中华 骨科 杂 志,1994,10: [10]秦泗河,夏和桃,张晓林.北京首届国际肢体延长与重建论 634—635. 坛会议纪要.中华骨科杂志,2006,8:571—573. 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[18]秦泗河,陈建文,郑学建,等.改 良Ilizarov技术救治濒临截 [9]李起鸿,许建中.骨外固定学.北京 :人民卫生出版社,2009, 肢的下肢残缺畸形.中华骨科杂志,2010,4:423—426. 3—4.

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