引用本文： 谭淋云, 王一天, 虎鑫, 何宣虹, 杜贵锋, 王浩, 汤小迪, 孙铭昊, 屠重棋, 闵理. 股骨近段瘤性骨缺损修复与重建研究进展. 中国修复重建外科杂志, 2024, 38(10): 1269-1275. doi: 10.7507/1002-1892.202404018 复制
股骨近段是维持正常髋关节功能和人体运动能力的关键解剖结构，但恶性肿瘤切除或严重创伤易导致难以修复的骨缺损[1-2]。其修复面临多重挑战，例如复杂的力学环境（承受高达体质量7～10倍的多向动态应力）、独特的解剖结构（特定的前倾角、颈干角及多处肌肉附着点），以及易发生骨质疏松的骨质特点[3-4]。传统重建方法（如同种异体骨移植、带血管腓骨移植等）均存在固有缺陷，难以满足临床需求。而3D打印技术的进步为这一难题带来了新的解决方案。3D打印假体凭借其精准匹配个体解剖结构、拟骨结构设计降低应力屏蔽、促进骨整合等优势，为股骨近段骨缺损修复提供了更为精准和个性化的方案，有望显著提高临床治疗效果，避免因重建失败而不得不舍弃正常髋关节的情况。
本文将回顾股骨近段瘤性骨缺损修复重建领域的研究进展，重点探讨保髋重建与非保髋重建两种策略下各种手术方式的应用及优缺点比较，以期为临床实践提供参考和指导。
1 保髋重建
保髋重建的核心理念是最大限度保留患者自身髋关节结构和功能。对于肿瘤尚未累及髋关节、关节面完整且关节活动度良好的患者，保髋重建是一种理想重建方式。传统的保髋重建术式包括同种异体骨移植、带血管蒂腓骨移植、瘤段灭活回植等；近年来，牵张成骨、骨搬运、膜诱导成骨、3D打印人工肿瘤假体等新技术也不断涌现。
1.1 同种异体骨移植
同种异体骨移植是目前临床上广泛应用的大段骨缺损重建策略之一。与自体骨移植相比，同种异体骨移植无需额外手术获取骨量，供骨来源相对充足。然而，同种异体骨移植也存在一定局限性，主要包括免疫排斥反应、成骨活性下降和骨整合缓慢等问题。为降低免疫原性，临床常用经过低温保存、γ射线辐照或化学处理的同种异体骨[5]。这些处理方法虽能有效抑制免疫排斥反应，但也降低了骨的成骨活性和骨诱导能力。同种异体骨的骨整合和骨重塑能力远不及自体骨，大块同种异体骨移植后骨不连发生率高达23%，延迟愈合发生率更是高达56%[6-7]。此外，术后早期同种异体骨血运重建不足，可能导致移植骨塌陷、骨折、骨吸收等并发症。
最新研究聚焦于提高同种异体骨移植的效果，主要从两个方向展开：生物活性材料的复合应用和新型复合移植策略。为增强同种异体骨的生物活性、促进血运重建和加速骨整合过程，研究者探索将同种异体骨与各种生物活性材料结合使用[8-9]。同时，新型复合移植技术也在不断发展，其中一个策略是同种异体骨与自体血管化骨瓣的复合移植。这种方法结合了同种异体骨的结构支撑作用和血管化自体骨的成骨诱导能力，有望更有效地修复骨缺损[10]。
1.2 带血管蒂腓骨移植
带血管蒂腓骨移植因含有活性成骨细胞和即时恢复的血运供应，具有较强的成骨活性和抗感染能力，但其直径和长度有限，单独使用难以满足股骨近段大段骨缺损的修复需求。为此，Capanna等[11]提出了同种异体骨联合带血管蒂腓骨的复合重建模式，充分利用两种材料的优势，即同种异体骨提供结构支撑，恢复股骨近段的完整性和稳定性，而带血管蒂腓骨则促进骨整合和成活。这种复合模式可通过髓内植入或覆盖技术实现，其中覆盖技术因软组织覆盖较多，在股骨重建中更易实施。从生物力学角度看，两种材料在不同阶段分担负重，降低应力集中和并发症发生率；从生物相容性看，带血管蒂腓骨加速同种异体骨的血运重建，促进“嵌合骨”形成，提高骨整合效率。这种协同效应实现了“1+1>2”的效果，为股骨近段大段骨缺损的精准化修复提供了新策略[12]。但临床应用中仍需注意采取有效的内固定和个体化康复策略，以防止骨折和骨不连等并发症。
1.3 瘤段灭活回植
瘤段灭活回植是一种将切除的肿瘤骨段经特殊处理后原位回植修复骨缺损的生物重建方法。其主要适用于侵犯范围局限、骨质破坏轻微的早期成骨肉瘤或软骨肉瘤患者。与同种异体骨和人工假体相比，自体瘤段在免疫相容性、解剖匹配度和经济成本方面具有明显优势。瘤段灭活可采用多种物理或化学手段，如高压蒸汽、放射线照射、液氮冷冻、无水乙醇浸泡等。然而，灭活强度的增加可能导致骨基质蛋白变性，影响骨整合和骨重塑。部分学者提倡采用联合灭活策略，通过多种灭活手段的优化组合，在力学强度和生物活性之间达到相对平衡[13]。
股骨近段因其特殊的解剖和力学特点，很少使用单纯瘤段灭活回植。回植的灭活瘤段难以承受负重应力，病理性骨折风险极高[14]。Kotb等[15]回顾性分析了26例行瘤段灭活回植的股骨肿瘤患者，发现术后5年假体周围骨折发生率高达19.2%，且多伴有感染。因此，单纯瘤段灭活回植不适合作为股骨近段骨肿瘤的常规重建方式，这种复合重建策略仍面临诸多挑战。
1.4 牵张成骨及骨搬运技术
牵张成骨是通过逐步牵开骨折断端，在骨缺损区形成新生骨组织的技术。自1988年Ilizarov提出“张力-应力”学说以来，该技术已成为治疗骨缺损、畸形、骨不连及矮小症的重要方法[16]。牵张成骨的生物学基础在于骨组织和周围软组织对持续牵拉力的响应，可激活成骨细胞，促进BMSCs向成骨方向分化。骨搬运是牵张成骨技术的一种特殊应用，主要用于治疗大段骨缺损。在这个过程中，健康的骨段被切断并逐渐“搬运”到缺损区域，同时在其后方形成新骨。这种技术特别适用于创伤、感染或肿瘤切除后的大段骨缺损修复[17]。然而，传统Ilizarov技术存在固定架佩戴时间长、并发症多等局限[18-21]。为缩短牵张成骨疗程，研究者开始从生物刺激和力学调控等方面进行探索。Wagner等[22]报道在牵张成骨过程中联合应用特立帕肽，可显著增加新生骨矿化速度和力学强度。此外，各类计算机辅助、智能反馈式骨牵引系统的出现，有助于降低传统装置的固定失败风险[23-24]。目前，牵张成骨和骨搬运在股骨近段肿瘤切除后修复重建的应用仍受限。随着生物技术和智能化牵引方案的发展，牵张成骨的适应证有望进一步拓宽，但其在股骨近段肿瘤切除后的应用仍需谨慎评估。
1.5 膜诱导成骨技术
膜诱导成骨技术由法国学者Masquelet于1986年首次提出，其核心是通过植入骨水泥诱导形成具有成骨潜能的诱导膜，再将自体骨移植于膜腔内，实现骨性愈合[25]。该技术的独特优势在于诱导膜具有屏障阻隔作用和成骨促进功能[26]。Baud等[27]报道了11例股骨严重骨缺损（平均9.9 cm）患者接受膜诱导成骨技术治疗的临床结果，无一例发生骨不连，平均愈合时间仅6.3个月，明显短于同期胫骨骨缺损患者（平均愈合时间11.6个月）。Morwood等[28]的研究也支持这一结论，他们发现与胫骨相比，股骨缺损的愈合时间显著缩短，植骨后存活率更高。然而，在股骨近段肿瘤切除后的应用中，该技术面临诸多挑战，如诱导膜成骨活性有限、全身因素影响、软组织缺损导致诱导膜完整性差等。部分外科医生认为，由于骨整合和重塑过程缓慢，可能导致下肢重建中的力学失败，因此该技术更适合上肢缺损重建[29]。
1.6 3D打印人工肿瘤假体
人工肿瘤假体是指应用于肿瘤切除后骨缺损重建的专用假体。近年来，随着3D打印技术的迅速发展，个性化3D打印肿瘤假体逐渐成为研究热点，为骨缺损重建带来了新的可能性[30]。3D打印技术的引入彻底革新了人工肿瘤假体的设计和制造过程。相较于传统假体，3D打印假体通过精确的影像学数据和计算机辅助设计，在形态设计、材料选择、固定方式及功能匹配方面具有显著优势。这种高度个性化的重建方法可以完美匹配患者的解剖结构，并能更好地满足肿瘤患者个性化重建需求[31]。这不仅提高了假体的适配性和稳定性，还有助于改善患者术后功能恢复和生活质量。此外，3D打印技术还为假体材料的创新提供了更多可能。多孔结构设计、梯度材料等新概念的应用，使得假体在力学性能和生物相容性方面取得了显著进步[32]。
1.6.1 3D打印技术
3D打印技术也被称为快速成型或增材制造，是一种基于三维数字模型，通过逐层堆积材料（如塑料或金属）创建三维物体的过程[33]。随着技术进步和临床需求的增加，3D打印技术在骨科肿瘤领域，尤其是股骨近段肿瘤假体的个性化制造中得到了广泛应用[34-36]。与传统大规模生产假体不同，3D打印根据患者的CT和MRI扫描结果、肿瘤位置及大小等个体特征定制假体，为每例患者提供量身定制的解决方案[37-38]。这种技术不仅能在宏观结构上实现个性化设计，还能在微观结构层面进行优化。通过调整材料的多孔结构和表面特性，可以增强骨整合，促进细胞生长和分化，从而改善假体的长期稳定性和功能[39-40]。这种高度定制化的方法有望显著提高肿瘤切除后骨缺损修复的效果，进一步改善患者的术后功能恢复和生活质量。
目前，3D打印假体的制备过程包括以下步骤：① 利用患者的CT或MRI数据，使用专业软件创建三维模型；② 根据肿瘤切除范围和患者骨质情况，优化假体设计；③ 将优化后的模型导入3D打印机；④ 使用适合的金属材料（如钛合金）逐层打印假体；⑤ 进行后处理，如表面处理和灭菌，以获得最终产品。
1.6.2 3D打印材料
3D打印技术在骨科假体制造领域的应用日益广泛，材料选择是决定假体性能和临床效果的关键因素。目前，3D打印材料主要分为金属材料、非金属材料和生物材料三大类。① 金属材料是骨科3D打印最常用材料之一，主要包括钛合金、钽材料和钴铬合金。钛合金（如Ti6Al4V）因其优异的生物相容性、高强度和低密度特性，成为股骨近段等承重部位假体的首选材料[41]。钽材料凭借其独特的多孔结构和类骨弹性模量，在促进骨整合和减少应力遮蔽方面表现出色，常用于髋臼杯和骨填充物的制作[42]。钴铬合金则以其高强度、优秀的耐磨性和耐腐蚀性，广泛应用于髋、膝关节假体的制造[43]。② 非金属材料主要包括高分子材料和陶瓷材料。在高分子材料中，聚醚醚酮因其接近皮质骨的弹性模量和X射线透明性，在脊柱融合器和颅骨修复中得到广泛应用[44]。可吸收高分子材料如聚乳酸和聚己内酯等，因其可被人体吸收，在骨缺损修复和组织工程支架中展现出独特优势。陶瓷材料中，羟基磷灰石因其化学成分与骨矿物质相似，具有优异的生物活性和骨传导性，常被用作涂层材料或与其他材料复合，以提高假体的骨整合能力[45]。③ 生物材料是一类新兴的3D打印材料，主要包括脱细胞基质、胶原蛋白、壳聚糖等。这些材料具有良好的生物相容性和生物活性，可模拟天然细胞外基质的结构和功能，促进细胞黏附、增殖和分化。在骨科领域，生物材料常被用于制作组织工程支架或与其他材料复合，以提高假体的生物活性。
近年来，功能梯度材料和新型复合材料的开发为个性化假体设计提供了更多可能性。例如，钛-羟基磷灰石复合材料既保留了钛的机械强度，又具备羟基磷灰石的生物活性[46]。这些创新材料的应用有望进一步提高假体的生物相容性和长期稳定性。在选择3D打印材料时，需综合考虑患者的具体情况、植入部位的生物力学要求以及可能的长期并发症，以确保最佳临床效果。
1.6.3 3D打印肿瘤假体重建股骨近段骨缺损
目前，针对股骨近段肿瘤切除后的假体重建尚无统一标准，临床上存在多种设计理念和术式。传统的短柄假体因固定段较短，难以有效抵抗旋转应力和杠杆作用力，无菌性松动发生率较高。Healey等[47]提出了望远镜式同种异体骨重建技术，通过将同种异体骨远端与宿主骨近端以望远镜式互相嵌套50 mm，增加了骨-骨界面的接触面积，从而获得更可靠的初期稳定性和骨整合能力；但仍面临同种异体骨吸收、骨不连、感染等并发症风险。Zimel等[48]基于Wolff定律开发了Compress®压配式固定假体，该假体采用一个4～8 cm的短柄设计，在远端增加了特制锥形植入柄，可产生持续轴向压应力，根据应力刺激诱导宿主骨的生长和重塑，从而实现稳固的骨-假体界面固定[49]；但对残余骨质量有较高要求，骨皮质厚度需≥2.5 mm，且无骨溶解发生，这限制了其应用范围[48]。
3D打印技术通过CT/MRI影像融合和数字化建模，获得髓腔和骨缺损的三维形态，在此基础上优化假体的形态匹配和假体柄设计[50-51]。同时3D打印技术可设计假体材料的微观结构特征。研究发现，采用梯度孔隙率（75%～85%）和梯度孔径（400～1 200 μm）的钛合金多孔结构，能够恰到好处地平衡骨长入与血管化，最大程度模拟松质骨的应力传递和力学性能，从而显著改善界面骨整合和假体稳定性[52]。基于此，本中心使用3D打印技术设计了股骨近段弧形柄假体，以钛合金作为基本材料，主体设计成弧形，中心是实心结构，内外侧分别设计成具有羟基磷灰石涂层的多孔结构，内侧孔隙率50%，外侧孔隙率70%，用于股骨近段瘤性骨缺损重建修复。将假体柄末端置于股骨头中心偏下方，避开高应力区，同时顺应髓腔生理弯曲，在获得稳定固定的同时降低了柄身应力水平。临床随访示，该假体的应力分布接近正常股骨，可有效缓解应力集中，且与髓腔贴合性良好，微动位移量显著低于直柄假体[53]。在17例行弧形柄假体置换的患者中，平均随访58.1个月，均未发生明显无菌性松动或假体折断，下肢功能恢复满意[53-54]。
1.6.4 3D打印假体潜在缺点
尽管3D打印技术在骨科假体制造领域展现出巨大潜力，但其应用仍面临一些挑战和潜在缺点：① 生物相容性问题，某些材料可能引发炎症反应；② 力学性能不如传统假体，存在疲劳或断裂风险；③ 表面粗糙度和精度可能影响骨组织整合；④ 定制化生产可能缺乏标准，影响质量一致性；⑤ 制造成本高且时间长，不适用于紧急情况；⑥ 远期临床数据缺乏，难以评估远期效果；⑦ 个体差异影响假体适用性和效果。
2 非保髋重建
对于肿瘤累及导致残余骨段无法行人工肿瘤假体重建的患者，可选择同种异体骨复合人工关节置换（allograft prosthesis composite，APC）或全股骨置换术（total femoral replacement，TFR）。这两种术式在扩大切除范围的同时，最大限度地恢复了患肢功能，但仍面临诸多术后并发症的挑战。
2.1 APC
APC技术可分为骨水泥型、生物型和混合型[55]。与单纯同种异体骨移植相比，APC能提供即刻稳定性和关节活动功能，并有望通过界面骨整合获得长期生物固定。然而，APC仍存在一些局限性，如界面骨性愈合困难、翻修手术难度大、骨吸收加速等。为提高APC的疗效，学者们尝试了多种改良技术，如阶梯型截骨、V形截骨等。但研究显示[56]，即便采用改良截骨方式，APC术后骨不连和延迟愈合发生率仍较高。免疫排斥反应和同种异体骨吸收是影响APC远期疗效的重要因素，术后同种异体骨吸收发生率高达28.6%～47.6%[57]，这可能导致假体周围骨质疏松、同种异体骨塌陷等并发症。本中心早期采用生物型APC重建股骨近段肿瘤患者15例，中位随访时间39个月，假体周围骨折发生率为20%[58]。研究表明[58]，环扎固定等增强内固定措施可降低APC术后骨折和内固定失效风险，但对改善同种异体骨存活作用有限。总的来说，APC技术在股骨近段肿瘤重建中展现出良好的临床效果，但仍面临骨整合和同种异体骨吸收等挑战。未来个性化假体的应用可能为APC技术带来新的发展机遇。
2.2 TFR
对于股骨肿瘤侵犯范围较广，常规切除后残留骨量过少、无法行人工假体或APC重建时，TFR成为了唯一选择。TFR虽然允许患者早期下地负重和进行功能锻炼，但由于其连接了髋、膝两个关节，关节面磨损等相关并发症发生风险较高，术后锻炼和功能恢复面临更大挑战。国内相关研究表明，TFR术后并发症较多，主要包括假体周围感染、髋关节脱位、髋膝关节疼痛以及皮肤坏死等。文献报道其局部复发率为14.7%～20.0%，深部感染率为7.1%～10.7%，因假体脱位需行二次翻修手术的患者比例高达7.5%～10.7%[59]。这些研究结果提示TFR术后并发症发生率较高，临床应用时需慎重权衡利弊。同时，术后应加强功能训练和随访，以尽早发现和处理可能出现的问题，提高患者生活质量。
3 总结与展望
股骨近段瘤性骨缺损修复与重建已由单纯追求患肢存活转变为兼顾肢体功能与患者生活质量，保肢手术已成为首选治疗方式。传统的同种异体骨移植、血管化自体骨移植、灭活瘤段回植等保髋重建策略和APC、TFR等非保髋重建策略虽各有优势，但仍面临骨整合不良、骨吸收、应力遮挡、关节稳定性差等并发症风险。逐渐发展的数字化、智能化、精准化技术有望实现瘤体三维精准切除和个性化假体设计。其中3D打印技术得到广泛关注，3D打印可根据患者影像数据快速制造解剖型假体，实现假体与骨缺损的高度匹配，最大限度保护残余骨组织。同时，多孔结构、梯度材料等3D打印工艺的应用，可模拟骨小梁结构，改善骨-假体界面整合。
综上述，股骨近段瘤性骨缺损重建是一项复杂的系统工程，需要骨科、肿瘤、影像、材料、机械、信息等多学科协同创新，提供精准、个体化的整体解决方案。其中，3D打印技术以其个性化、精准化、快速成型等独特优势，成为股骨近段假体重建的核心策略之一。随着3D打印材料和工艺的日益成熟，结合数字化设计和力学优化技术，必将推动假体植入从“形态匹配”走向“解剖重建”的新阶段。
利益冲突 在课题研究和文章撰写过程中不存在利益冲突
作者贡献声明 谭淋云、王一天：综述构思及设计、查阅文献与文章撰写；虎鑫、孙铭昊、杜贵锋、王浩、汤小迪：文献检索；王一天、何宣虹：补充观点，修改论文；屠重棋、闵理：对文章的知识性内容作批评性审阅
股骨近段是维持正常髋关节功能和人体运动能力的关键解剖结构，但恶性肿瘤切除或严重创伤易导致难以修复的骨缺损[1-2]。其修复面临多重挑战，例如复杂的力学环境（承受高达体质量7～10倍的多向动态应力）、独特的解剖结构（特定的前倾角、颈干角及多处肌肉附着点），以及易发生骨质疏松的骨质特点[3-4]。传统重建方法（如同种异体骨移植、带血管腓骨移植等）均存在固有缺陷，难以满足临床需求。而3D打印技术的进步为这一难题带来了新的解决方案。3D打印假体凭借其精准匹配个体解剖结构、拟骨结构设计降低应力屏蔽、促进骨整合等优势，为股骨近段骨缺损修复提供了更为精准和个性化的方案，有望显著提高临床治疗效果，避免因重建失败而不得不舍弃正常髋关节的情况。
本文将回顾股骨近段瘤性骨缺损修复重建领域的研究进展，重点探讨保髋重建与非保髋重建两种策略下各种手术方式的应用及优缺点比较，以期为临床实践提供参考和指导。
1 保髋重建
保髋重建的核心理念是最大限度保留患者自身髋关节结构和功能。对于肿瘤尚未累及髋关节、关节面完整且关节活动度良好的患者，保髋重建是一种理想重建方式。传统的保髋重建术式包括同种异体骨移植、带血管蒂腓骨移植、瘤段灭活回植等；近年来，牵张成骨、骨搬运、膜诱导成骨、3D打印人工肿瘤假体等新技术也不断涌现。
1.1 同种异体骨移植
同种异体骨移植是目前临床上广泛应用的大段骨缺损重建策略之一。与自体骨移植相比，同种异体骨移植无需额外手术获取骨量，供骨来源相对充足。然而，同种异体骨移植也存在一定局限性，主要包括免疫排斥反应、成骨活性下降和骨整合缓慢等问题。为降低免疫原性，临床常用经过低温保存、γ射线辐照或化学处理的同种异体骨[5]。这些处理方法虽能有效抑制免疫排斥反应，但也降低了骨的成骨活性和骨诱导能力。同种异体骨的骨整合和骨重塑能力远不及自体骨，大块同种异体骨移植后骨不连发生率高达23%，延迟愈合发生率更是高达56%[6-7]。此外，术后早期同种异体骨血运重建不足，可能导致移植骨塌陷、骨折、骨吸收等并发症。
最新研究聚焦于提高同种异体骨移植的效果，主要从两个方向展开：生物活性材料的复合应用和新型复合移植策略。为增强同种异体骨的生物活性、促进血运重建和加速骨整合过程，研究者探索将同种异体骨与各种生物活性材料结合使用[8-9]。同时，新型复合移植技术也在不断发展，其中一个策略是同种异体骨与自体血管化骨瓣的复合移植。这种方法结合了同种异体骨的结构支撑作用和血管化自体骨的成骨诱导能力，有望更有效地修复骨缺损[10]。
1.2 带血管蒂腓骨移植
带血管蒂腓骨移植因含有活性成骨细胞和即时恢复的血运供应，具有较强的成骨活性和抗感染能力，但其直径和长度有限，单独使用难以满足股骨近段大段骨缺损的修复需求。为此，Capanna等[11]提出了同种异体骨联合带血管蒂腓骨的复合重建模式，充分利用两种材料的优势，即同种异体骨提供结构支撑，恢复股骨近段的完整性和稳定性，而带血管蒂腓骨则促进骨整合和成活。这种复合模式可通过髓内植入或覆盖技术实现，其中覆盖技术因软组织覆盖较多，在股骨重建中更易实施。从生物力学角度看，两种材料在不同阶段分担负重，降低应力集中和并发症发生率；从生物相容性看，带血管蒂腓骨加速同种异体骨的血运重建，促进“嵌合骨”形成，提高骨整合效率。这种协同效应实现了“1+1>2”的效果，为股骨近段大段骨缺损的精准化修复提供了新策略[12]。但临床应用中仍需注意采取有效的内固定和个体化康复策略，以防止骨折和骨不连等并发症。
1.3 瘤段灭活回植
瘤段灭活回植是一种将切除的肿瘤骨段经特殊处理后原位回植修复骨缺损的生物重建方法。其主要适用于侵犯范围局限、骨质破坏轻微的早期成骨肉瘤或软骨肉瘤患者。与同种异体骨和人工假体相比，自体瘤段在免疫相容性、解剖匹配度和经济成本方面具有明显优势。瘤段灭活可采用多种物理或化学手段，如高压蒸汽、放射线照射、液氮冷冻、无水乙醇浸泡等。然而，灭活强度的增加可能导致骨基质蛋白变性，影响骨整合和骨重塑。部分学者提倡采用联合灭活策略，通过多种灭活手段的优化组合，在力学强度和生物活性之间达到相对平衡[13]。
股骨近段因其特殊的解剖和力学特点，很少使用单纯瘤段灭活回植。回植的灭活瘤段难以承受负重应力，病理性骨折风险极高[14]。Kotb等[15]回顾性分析了26例行瘤段灭活回植的股骨肿瘤患者，发现术后5年假体周围骨折发生率高达19.2%，且多伴有感染。因此，单纯瘤段灭活回植不适合作为股骨近段骨肿瘤的常规重建方式，这种复合重建策略仍面临诸多挑战。
1.4 牵张成骨及骨搬运技术
牵张成骨是通过逐步牵开骨折断端，在骨缺损区形成新生骨组织的技术。自1988年Ilizarov提出“张力-应力”学说以来，该技术已成为治疗骨缺损、畸形、骨不连及矮小症的重要方法[16]。牵张成骨的生物学基础在于骨组织和周围软组织对持续牵拉力的响应，可激活成骨细胞，促进BMSCs向成骨方向分化。骨搬运是牵张成骨技术的一种特殊应用，主要用于治疗大段骨缺损。在这个过程中，健康的骨段被切断并逐渐“搬运”到缺损区域，同时在其后方形成新骨。这种技术特别适用于创伤、感染或肿瘤切除后的大段骨缺损修复[17]。然而，传统Ilizarov技术存在固定架佩戴时间长、并发症多等局限[18-21]。为缩短牵张成骨疗程，研究者开始从生物刺激和力学调控等方面进行探索。Wagner等[22]报道在牵张成骨过程中联合应用特立帕肽，可显著增加新生骨矿化速度和力学强度。此外，各类计算机辅助、智能反馈式骨牵引系统的出现，有助于降低传统装置的固定失败风险[23-24]。目前，牵张成骨和骨搬运在股骨近段肿瘤切除后修复重建的应用仍受限。随着生物技术和智能化牵引方案的发展，牵张成骨的适应证有望进一步拓宽，但其在股骨近段肿瘤切除后的应用仍需谨慎评估。
1.5 膜诱导成骨技术
膜诱导成骨技术由法国学者Masquelet于1986年首次提出，其核心是通过植入骨水泥诱导形成具有成骨潜能的诱导膜，再将自体骨移植于膜腔内，实现骨性愈合[25]。该技术的独特优势在于诱导膜具有屏障阻隔作用和成骨促进功能[26]。Baud等[27]报道了11例股骨严重骨缺损（平均9.9 cm）患者接受膜诱导成骨技术治疗的临床结果，无一例发生骨不连，平均愈合时间仅6.3个月，明显短于同期胫骨骨缺损患者（平均愈合时间11.6个月）。Morwood等[28]的研究也支持这一结论，他们发现与胫骨相比，股骨缺损的愈合时间显著缩短，植骨后存活率更高。然而，在股骨近段肿瘤切除后的应用中，该技术面临诸多挑战，如诱导膜成骨活性有限、全身因素影响、软组织缺损导致诱导膜完整性差等。部分外科医生认为，由于骨整合和重塑过程缓慢，可能导致下肢重建中的力学失败，因此该技术更适合上肢缺损重建[29]。
1.6 3D打印人工肿瘤假体
人工肿瘤假体是指应用于肿瘤切除后骨缺损重建的专用假体。近年来，随着3D打印技术的迅速发展，个性化3D打印肿瘤假体逐渐成为研究热点，为骨缺损重建带来了新的可能性[30]。3D打印技术的引入彻底革新了人工肿瘤假体的设计和制造过程。相较于传统假体，3D打印假体通过精确的影像学数据和计算机辅助设计，在形态设计、材料选择、固定方式及功能匹配方面具有显著优势。这种高度个性化的重建方法可以完美匹配患者的解剖结构，并能更好地满足肿瘤患者个性化重建需求[31]。这不仅提高了假体的适配性和稳定性，还有助于改善患者术后功能恢复和生活质量。此外，3D打印技术还为假体材料的创新提供了更多可能。多孔结构设计、梯度材料等新概念的应用，使得假体在力学性能和生物相容性方面取得了显著进步[32]。
1.6.1 3D打印技术
3D打印技术也被称为快速成型或增材制造，是一种基于三维数字模型，通过逐层堆积材料（如塑料或金属）创建三维物体的过程[33]。随着技术进步和临床需求的增加，3D打印技术在骨科肿瘤领域，尤其是股骨近段肿瘤假体的个性化制造中得到了广泛应用[34-36]。与传统大规模生产假体不同，3D打印根据患者的CT和MRI扫描结果、肿瘤位置及大小等个体特征定制假体，为每例患者提供量身定制的解决方案[37-38]。这种技术不仅能在宏观结构上实现个性化设计，还能在微观结构层面进行优化。通过调整材料的多孔结构和表面特性，可以增强骨整合，促进细胞生长和分化，从而改善假体的长期稳定性和功能[39-40]。这种高度定制化的方法有望显著提高肿瘤切除后骨缺损修复的效果，进一步改善患者的术后功能恢复和生活质量。
目前，3D打印假体的制备过程包括以下步骤：① 利用患者的CT或MRI数据，使用专业软件创建三维模型；② 根据肿瘤切除范围和患者骨质情况，优化假体设计；③ 将优化后的模型导入3D打印机；④ 使用适合的金属材料（如钛合金）逐层打印假体；⑤ 进行后处理，如表面处理和灭菌，以获得最终产品。
1.6.2 3D打印材料
3D打印技术在骨科假体制造领域的应用日益广泛，材料选择是决定假体性能和临床效果的关键因素。目前，3D打印材料主要分为金属材料、非金属材料和生物材料三大类。① 金属材料是骨科3D打印最常用材料之一，主要包括钛合金、钽材料和钴铬合金。钛合金（如Ti6Al4V）因其优异的生物相容性、高强度和低密度特性，成为股骨近段等承重部位假体的首选材料[41]。钽材料凭借其独特的多孔结构和类骨弹性模量，在促进骨整合和减少应力遮蔽方面表现出色，常用于髋臼杯和骨填充物的制作[42]。钴铬合金则以其高强度、优秀的耐磨性和耐腐蚀性，广泛应用于髋、膝关节假体的制造[43]。② 非金属材料主要包括高分子材料和陶瓷材料。在高分子材料中，聚醚醚酮因其接近皮质骨的弹性模量和X射线透明性，在脊柱融合器和颅骨修复中得到广泛应用[44]。可吸收高分子材料如聚乳酸和聚己内酯等，因其可被人体吸收，在骨缺损修复和组织工程支架中展现出独特优势。陶瓷材料中，羟基磷灰石因其化学成分与骨矿物质相似，具有优异的生物活性和骨传导性，常被用作涂层材料或与其他材料复合，以提高假体的骨整合能力[45]。③ 生物材料是一类新兴的3D打印材料，主要包括脱细胞基质、胶原蛋白、壳聚糖等。这些材料具有良好的生物相容性和生物活性，可模拟天然细胞外基质的结构和功能，促进细胞黏附、增殖和分化。在骨科领域，生物材料常被用于制作组织工程支架或与其他材料复合，以提高假体的生物活性。
近年来，功能梯度材料和新型复合材料的开发为个性化假体设计提供了更多可能性。例如，钛-羟基磷灰石复合材料既保留了钛的机械强度，又具备羟基磷灰石的生物活性[46]。这些创新材料的应用有望进一步提高假体的生物相容性和长期稳定性。在选择3D打印材料时，需综合考虑患者的具体情况、植入部位的生物力学要求以及可能的长期并发症，以确保最佳临床效果。
1.6.3 3D打印肿瘤假体重建股骨近段骨缺损
目前，针对股骨近段肿瘤切除后的假体重建尚无统一标准，临床上存在多种设计理念和术式。传统的短柄假体因固定段较短，难以有效抵抗旋转应力和杠杆作用力，无菌性松动发生率较高。Healey等[47]提出了望远镜式同种异体骨重建技术，通过将同种异体骨远端与宿主骨近端以望远镜式互相嵌套50 mm，增加了骨-骨界面的接触面积，从而获得更可靠的初期稳定性和骨整合能力；但仍面临同种异体骨吸收、骨不连、感染等并发症风险。Zimel等[48]基于Wolff定律开发了Compress®压配式固定假体，该假体采用一个4～8 cm的短柄设计，在远端增加了特制锥形植入柄，可产生持续轴向压应力，根据应力刺激诱导宿主骨的生长和重塑，从而实现稳固的骨-假体界面固定[49]；但对残余骨质量有较高要求，骨皮质厚度需≥2.5 mm，且无骨溶解发生，这限制了其应用范围[48]。
3D打印技术通过CT/MRI影像融合和数字化建模，获得髓腔和骨缺损的三维形态，在此基础上优化假体的形态匹配和假体柄设计[50-51]。同时3D打印技术可设计假体材料的微观结构特征。研究发现，采用梯度孔隙率（75%～85%）和梯度孔径（400～1 200 μm）的钛合金多孔结构，能够恰到好处地平衡骨长入与血管化，最大程度模拟松质骨的应力传递和力学性能，从而显著改善界面骨整合和假体稳定性[52]。基于此，本中心使用3D打印技术设计了股骨近段弧形柄假体，以钛合金作为基本材料，主体设计成弧形，中心是实心结构，内外侧分别设计成具有羟基磷灰石涂层的多孔结构，内侧孔隙率50%，外侧孔隙率70%，用于股骨近段瘤性骨缺损重建修复。将假体柄末端置于股骨头中心偏下方，避开高应力区，同时顺应髓腔生理弯曲，在获得稳定固定的同时降低了柄身应力水平。临床随访示，该假体的应力分布接近正常股骨，可有效缓解应力集中，且与髓腔贴合性良好，微动位移量显著低于直柄假体[53]。在17例行弧形柄假体置换的患者中，平均随访58.1个月，均未发生明显无菌性松动或假体折断，下肢功能恢复满意[53-54]。
1.6.4 3D打印假体潜在缺点
尽管3D打印技术在骨科假体制造领域展现出巨大潜力，但其应用仍面临一些挑战和潜在缺点：① 生物相容性问题，某些材料可能引发炎症反应；② 力学性能不如传统假体，存在疲劳或断裂风险；③ 表面粗糙度和精度可能影响骨组织整合；④ 定制化生产可能缺乏标准，影响质量一致性；⑤ 制造成本高且时间长，不适用于紧急情况；⑥ 远期临床数据缺乏，难以评估远期效果；⑦ 个体差异影响假体适用性和效果。
2 非保髋重建
对于肿瘤累及导致残余骨段无法行人工肿瘤假体重建的患者，可选择同种异体骨复合人工关节置换（allograft prosthesis composite，APC）或全股骨置换术（total femoral replacement，TFR）。这两种术式在扩大切除范围的同时，最大限度地恢复了患肢功能，但仍面临诸多术后并发症的挑战。
2.1 APC
APC技术可分为骨水泥型、生物型和混合型[55]。与单纯同种异体骨移植相比，APC能提供即刻稳定性和关节活动功能，并有望通过界面骨整合获得长期生物固定。然而，APC仍存在一些局限性，如界面骨性愈合困难、翻修手术难度大、骨吸收加速等。为提高APC的疗效，学者们尝试了多种改良技术，如阶梯型截骨、V形截骨等。但研究显示[56]，即便采用改良截骨方式，APC术后骨不连和延迟愈合发生率仍较高。免疫排斥反应和同种异体骨吸收是影响APC远期疗效的重要因素，术后同种异体骨吸收发生率高达28.6%～47.6%[57]，这可能导致假体周围骨质疏松、同种异体骨塌陷等并发症。本中心早期采用生物型APC重建股骨近段肿瘤患者15例，中位随访时间39个月，假体周围骨折发生率为20%[58]。研究表明[58]，环扎固定等增强内固定措施可降低APC术后骨折和内固定失效风险，但对改善同种异体骨存活作用有限。总的来说，APC技术在股骨近段肿瘤重建中展现出良好的临床效果，但仍面临骨整合和同种异体骨吸收等挑战。未来个性化假体的应用可能为APC技术带来新的发展机遇。
2.2 TFR
对于股骨肿瘤侵犯范围较广，常规切除后残留骨量过少、无法行人工假体或APC重建时，TFR成为了唯一选择。TFR虽然允许患者早期下地负重和进行功能锻炼，但由于其连接了髋、膝两个关节，关节面磨损等相关并发症发生风险较高，术后锻炼和功能恢复面临更大挑战。国内相关研究表明，TFR术后并发症较多，主要包括假体周围感染、髋关节脱位、髋膝关节疼痛以及皮肤坏死等。文献报道其局部复发率为14.7%～20.0%，深部感染率为7.1%～10.7%，因假体脱位需行二次翻修手术的患者比例高达7.5%～10.7%[59]。这些研究结果提示TFR术后并发症发生率较高，临床应用时需慎重权衡利弊。同时，术后应加强功能训练和随访，以尽早发现和处理可能出现的问题，提高患者生活质量。
3 总结与展望
股骨近段瘤性骨缺损修复与重建已由单纯追求患肢存活转变为兼顾肢体功能与患者生活质量，保肢手术已成为首选治疗方式。传统的同种异体骨移植、血管化自体骨移植、灭活瘤段回植等保髋重建策略和APC、TFR等非保髋重建策略虽各有优势，但仍面临骨整合不良、骨吸收、应力遮挡、关节稳定性差等并发症风险。逐渐发展的数字化、智能化、精准化技术有望实现瘤体三维精准切除和个性化假体设计。其中3D打印技术得到广泛关注，3D打印可根据患者影像数据快速制造解剖型假体，实现假体与骨缺损的高度匹配，最大限度保护残余骨组织。同时，多孔结构、梯度材料等3D打印工艺的应用，可模拟骨小梁结构，改善骨-假体界面整合。
综上述，股骨近段瘤性骨缺损重建是一项复杂的系统工程，需要骨科、肿瘤、影像、材料、机械、信息等多学科协同创新，提供精准、个体化的整体解决方案。其中，3D打印技术以其个性化、精准化、快速成型等独特优势，成为股骨近段假体重建的核心策略之一。随着3D打印材料和工艺的日益成熟，结合数字化设计和力学优化技术，必将推动假体植入从“形态匹配”走向“解剖重建”的新阶段。
利益冲突 在课题研究和文章撰写过程中不存在利益冲突
作者贡献声明 谭淋云、王一天：综述构思及设计、查阅文献与文章撰写；虎鑫、孙铭昊、杜贵锋、王浩、汤小迪：文献检索；王一天、何宣虹：补充观点，修改论文；屠重棋、闵理：对文章的知识性内容作批评性审阅