Ilizarov技术催生了骨再生和肢体延长，是20世纪骨科发展的重要里程碑之一。进入21世纪，随着进化论、系统控制论、再生医学、人工智能、3D打印等参入临床，突破了既往骨科的范畴，从头颅、脊柱、骨盆、手指、足趾以及神经性溃疡，缺血性坏疽等几乎都能实施再生、修复与重建，进一步证明了生物力可激发人体组织自我修复的潜能。本文追溯了肢体延长术100多年的历史，阐述了最初的截骨、延长理念和Ilizarov技术、牵拉成骨技术以及牵拉成组织技术等重要的生物学理论及其在前苏联，欧洲，北美等世界范围内的传播与发展；介绍了从Wagner、Bastiani、Orthofix、Ilizarov外固定器到全髓内骨骼延长钉等手术器械的优势、劣势和改良；展示了牵拉成组织技术跨越多学科、不同组织再生重建的临床应用。在肢体延长不断发展的历史过程中，国际肢体延长与重建学会以及各国学术组织发挥着重要的推动作用。中国的肢体延长起源与发展可分为四个阶段，即Ilizarov技术前期即骨外固定自主研发和肢体弹性延展延长期、Ilizarov牵拉成骨延长技术期、后Ilizarov技术时代以及应力调控主导下的肢体再生延长与重建期，目前已进入了快速发展的新时代。
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以Ilizarov生物学理论技术为基础发展起来的全新学科——肢体延长与重建，是20世纪骨科发展的里程碑之一。进入21世纪以来，达尔文进化论、系统控制论、再生医学等理论融入其临床思维，智能机器人、3D打印、微电子仪器等技术参入临床，突破了既往四肢延长与重建的范畴，从头颅、脊柱、骨盆、手指、足趾几乎均可实施修复与重建，四肢长骨还实现了不用外固定器的全髓内钉肢体延长术，并延展出软组织缺损牵拉修复、慢性溃疡在应力刺激下再生愈合，胫骨横向搬移治疗糖尿病足等一些令经典医学难以置信、疗效奇特的技术。本研究团队特别邀请著名的肢体延长与重建专家Dror·Paley（美国）撰写此文，并于译为中文时，结合自己的临床经验与观念进一步完善，希望能给读者以启示。
肢体延长手术的历史可以追溯至20世纪初，1904年Codivilla[1]首次报告了有关肢体延长的技术这是借助牵引床牵拉肢体的大胆尝试，虽然只是一个缓慢牵伸的系统（图1），但Putti等[2]认识到骨可通过牵拉再生，并在该基础上开始尝试用外固定架进行肢体延长。截骨方式包括横行截骨、斜形截骨以及"Z"形截骨，采用微创截骨的方式将更有利于骨再生。在20世纪30年代、40年代和50年代，基于牵拉成骨延长肢体的各种外固定装置相继被研发出来，Bitner、Mendoza、Witmosser等多位学者对肢体延长做出了巨大贡献。
在20世纪60~70年代，西方普遍采用Wagner技术[3]进行肢体延长，这种方法由于为开放式截骨，常伴骨膜损伤，且以2 mm/d的速度快速牵拉，故常常导致骨形成不良。早期肢体延长的目的是最大限度的拉长骨头，很少顾及神经、血管、关节和其他软组织的耐受性，对肢体延长生物学、生物力学机制研究较少。造成诸多并发症，如神经麻痹、关节疼痛、骨不连、钢板断裂等，影响了肢体延长术声誉，在很长一段时间阻碍了该技术的发展。
环式外固定器于1951年由Ilizarov发明，并使用其治疗骨不连、骨缺损，他偶然在临床工作中发现缓慢牵拉促进骨再生的现象（图2），进行了动物实验并获得证实。后期采用超大样本的动物实验（一期实验采用480条犬），于20世纪70年代提出了"张力应力法则"生物学理论，即给活体组织持续、稳定、缓慢的牵拉，使其产生一定张力，可刺激某些组织的再生和活跃生长，牵拉组织再生需要血液循环[4]。基于这一理论，Ilizarov发明和改进了一系列肢体延长的环形外固定器械，使得牵拉成骨技术（distraction osteogenesis，DO）在理论和技术层面都得到了重大突破[5]。
在此后的几十年间，该技术被广泛传播，其应用范围也随着研究的深入而逐渐扩大。如今，牵拉技术已不仅局限于骨的再生，越来越多的研究发现牵拉力学刺激下的血管、神经、肌腱、肌肉、皮肤等软组织均可发生再生现象（图3），此技术被归纳为牵拉成组织术（distraction histogenesis, DH）。因此，牵拉成组织技术的范畴较牵拉成骨更广，实际上反映了在张力应力法则下，牵拉技术所带来的"骨与软组织同步再生"[6]。
Ilizarov成功地为前苏联跳高冠军Valeri治愈感染性胫骨骨不连后，其方法得到了更为广泛地重视；1972年大众媒体报道了库尔干的"魔术师"后，Ilizarov在外界声名大作；直到20世纪80年代Ilizarov方法才被西方有所了解。罗马的Monticelli教授选派助手Spinelli去学习、研究该技术。Spinelli参照Ilizarov出版物，开始有关骨骺牵拉延长的动物实验，并拜访Ilizarov，学习到库尔干骨皮质截骨术，随后在西方杂志上发表有关Ilizarov技术的文章。
Ilizarov方法传到意大利是缘于两个朋友的偶然相遇，他们是意大利探险家摄影记者Mauri和莱科骨科医生Villa。Mauri患胫骨骨感染性骨不连已10年之久，在1978年在一次印度洋探险中，旧伤复发，从随船的俄罗斯Senkevich医生处了解到Ilizarov，随后1981年其专程到库尔干求医并治愈。Mauri返回意大利后，进行了新闻报道，其把Ilizarov比作"矫形外科的米开朗基罗"。意大利莱科骨科医生Villa从Mauri的故事和图片中了解到Ilizarov，1981年他们邀请Ilizarov出席在莱科举办的以骨感染为主题的第22届AO Italy Club会议。1981年末，意大利5位骨科医生（Villa，Cattaneo，Benedetti，Maiocchi, Catagni）到库尔干参观学习。在1983年Maiocchi与前苏联许可机构签约，在意大利生产和经营原始的Ilizarov器械，这一重要举措促进库尔干与西欧形成可持续性学术交流。意大利维罗纳的DeBastiani等[7]也研制了用来治疗骨折的外固定架，该支架后来经过改进，也可用于肢体延长，即Orthofix。他们将Ilizarov的新理念用于单臂外固定架上，认为单臂外固定支架不单纯是一种固定骨折的装置，即在低能量截骨后缓慢牵引同样成骨，认识到这一点对于骨再生延长非常重要。与此同时，Wagner器械也以同样的方式被改进，证明多种构型的外固定器，只要遵循Ilizarov生物学原则，都可实现牵拉组织再生的结果[8,9]。另外，骨搬运、关节牵伸[10]、微循环牵拉重建等许多其他技术也伴随着Ilizarov生物学理论与技术而被引入西欧。
Ilizarov技术由Dror Paley引入美国，他曾于1985年在意大利莱科进修6个月，1986年赴库尔干学习深造。Paley将Richards公司（现称Smith & Nephew公司）介绍给Maiocchi，逐渐打开了美国和加拿大的市场。
1982年意大利成立了Association for the Study and Application of the Method of Ilizarov（ASAMI，Ilizarov技术应用推广研究学会），随后，欧洲的其他国家也相继成立了ASAMI组织。Paley于1989年在美国Baltimore成立了北美ASAMI。几年后，由意大利Cattaneo发起成立了国际ASAMI。北美ASAMI第一次会议在美国新奥尔良举办。自20世纪80年代以来，许多有关Ilizarov技术的出版物、课程及研讨会相继面世[11]，相关的基础与临床工作已经得到了国际学术界的重视和传播。
早在1956年Bost等[12]就提出的应用髓内钉进行骨延长的理念，Paley在1990年开始应用髓内针进行肢体延长手术（lengthening over nail，LON），并于1997年发表文献报告[13]。这种方法可以使骨延长维持更好轴线，大大缩短外固定佩戴的时间。完全植入式髓内钉肢体延长首次由乌克兰Bliskunov报告[14]，在1990年Guichet[15]研制了Albizzia自行延长钉，几乎在同一时间Baumgart[16]和Betz研制了Fitbone机械钉。1994年Dean Cole研制的ISKD[17]是第一个美国FDA批准的完全植入肢体延长髓内钉，2011年Ellipse的Precice是第二个FDA批准的髓内延长器械[18]。可延长髓内钉（图4）的出现是肢体延长史上的重大突破，因其美观舒适，加之器械和技术不断升级，在越来越多的国家和地区应用，在一定程度上正逐渐取代外固定肢体延长。
新器械、新技术将肢体延长的理念扩展到了其他领域，目前国际上已经由"牵拉成骨"延伸到"牵拉成组织"，能使矮身材（侏儒症）身高增加30 cm以上，且不需要任何植骨等材料，手术的风险已经降到了最低。临床由骨重建延伸到肢体复合组织的牵拉重建，现代肢体延长技术体系不仅能治疗四肢短缩畸形，还能用于重度复杂四肢残缺重建、骨不连、骨缺损修复、慢性骨髓炎治疗等。
除骨科外广泛的应用于多个临床学科如脊柱外科（图5）、颌面外科（图6）、整形外科、血管外科等[27]。因此诞生了许多创新性的器械和技术[19,20,21,22]。基础研究方面，生长因子和促进骨愈合药物的应用也在肢体延长骨和软组织愈合中起到重要的作用[23,24]。
需要提及的是，2012年9月由31个国家在巴西发起成立"国际肢体延长与重建学会（International Limb Lengthening and Reconstruction Society，ILLRS）"，大大推动了这项技术在全球的发展，由此诞生了"肢体延长与重建"新学科的基础。
中国的肢体延长起源与发展[25]总的可分为四个阶段，即Ilizarov技术前期即骨外固定自主研发和肢体弹性延展延长期、Ilizarov牵拉成骨延长技术期、后Ilizarov技术时代以及应力调控主导下的肢体再生延长与重建期。
20世纪50~70年代，中国存留了上百万脊髓灰质炎后遗症下肢畸形残疾，手术治疗原则必然涉及肢体等长。早在1973年上海吴守义、长春门洪学等医生自行研制了框架式延长器用于小腿延长，并首先发表论文。上海沈俊惠研制了梅花髓内钉锁钉、股骨一次延长术即时髂骨植骨治疗股骨短缩。受到Ilizarov牵拉成骨理论和环形外固定器械的启示，李起鸿教授研制了半环槽式外固定，进行牵拉成骨的动物实验，并在临床推广应用[26]。
1991年9月，Ilizarov教授至北京演讲，中国骨科学界部分学者开始了解这项神奇的技术，从此我国肢体延长逐渐进入了Ilizarov技术时代。
2013年，在秦泗河建议推动下，中国医师协会骨科医师分会成立外固定与肢体重建委员会（Chinese External Fixation Society，CEFS）；2015年4月，CEFS成立了"肢体延长与重建学组"；2016年11月，国际肢体延长与重建协会（ILLRS）成立中国部，自此中国肢体延长与重建进入了快速发展的新时期。髓内钉全植入式肢体延长术，因抛弃了穿针佩戴外固定架的痛苦与并发症，术后不留皮肤针道瘢痕，在欧美国家已经广泛开展，尤其适合侏儒症增高术的患者。但因器械价格昂贵等综合因素，中国某些企业正处在研发阶段，尚未广泛应用于临床。
Ilizarov技术发展推动了骨再生延长、肢体再生延长，并使人们了解到人体组织自我修复和自我再生的潜能，而这种潜能在生物力的刺激下便可以被激活调动，由此催生了今日牵拉成组织技术之跨越多个学科、不同组织应力调控下再生重建的应用。
从第一篇文献报道算起，肢体延长术已经经历了100多年时间，在漫漫的历史长河中，很多医生、学者以及单位都做出了重要贡献。尽管肢体延长术比Ilizarov早50年，但Ilizarov在基础科学和临床工作中引发的革命使他理所当然地赢得了"肢体延长之父"的称号。本文记述肢体延长的起源、理论突破，从可查找的文献入手，以重要的人和事为重要节点铺开，也许会漏掉一些或者将某些历史事件以作者的角度误解，但我们仍积极查找资料，多方求证，力求还原一个准确的历史[28]。
现代肢体延长术理论、技术、器械和工具日益完善和成熟，几乎全部采用皮下微创截骨，操作简易方便，条件精确可控，无需外源性供体和材料填充，临床适应症广泛，并且取得了令人非常满意的治疗效果。随着基础研究和临床研究的持续开展和不断深入，以肢体延长为代表的牵拉组织再生技术必将有着更广阔的应用前景。
