醫(yī)學精品課件：內(nèi)固定進展

1、骨折內(nèi)固定進展,南華大學附二院 創(chuàng)傷及關(guān)節(jié)外科 譚文甫,2002.5 AO Reference Center (China,傳統(tǒng)時期骨折的治療,歷史考證 在19世紀上半葉，骨科手術(shù)總是擺脫不了感染的困擾，只有在極其良好的條件下，才能進行骨的手術(shù)。18281850年，歐美的Rodgers、Cheesman和Branger-Fraud等人開始用銀絲對肱骨和股骨進行縫合和環(huán)扎固定。1870年Branger-Fraud出版了Trait de l immobilisation direct des fragments osseux dans les fractures一書，總結(jié)了當時大量的骨折手術(shù)治療病

2、例,歷史考證 隨著Pasteur物理消毒法的出現(xiàn)，1867年，Joseph Lister發(fā)明了化學消毒劑經(jīng)過20多年，外科無菌術(shù)得到了長足的發(fā)展，為骨科內(nèi)固定手術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了基本的條件。 1875年Franz Konig首次報道使用螺絲釘固定骨折。 1886年Carl Hansmann在漢堡首次報道使用金屬接骨板螺絲釘固定骨折。 1907年Albin Lambotte首次介紹了“骨折接合術(shù)”（Osteosynthesis）這一新名詞。 1907年Fritz Steinmann開始使用Steinmann釘治療骨折 1927年Martin Kirschner開始使用Kirschner針（克氏針）治

3、療骨折 1931年Fritz Konig出版了Operative Chirurgie der Knochenbrche一書。 1938年Robert Danis使用絲攻和皮質(zhì)骨螺絲釘對骨折進行加壓雙皮質(zhì)固定。 1939年Gerhard Kntscher首次報道使用V形髓內(nèi)釘治療骨折，并在俄芬戰(zhàn)爭中大量使用。 1941年三葉草形截面的Kntscher髓內(nèi)釘（梅花針）面世。 1942年 Gerhard Kntscher出版了Technique of Intramedullary Nailing一書。 1950年 Robert Danis出版了骨折固定的理論和實踐 1958年瑞士AO小組成立。 19

4、60年AO首次提出骨折治療的四個基本原則,AO骨折治療原則 Arbeitsge-meinschaft fur Osteosynthesesfragen 二十世紀四十年代末和五十年代，盡管在骨折內(nèi)固定領(lǐng)域出現(xiàn)一些優(yōu)秀的發(fā)明家和技術(shù)創(chuàng)新，但是對于如何進行手術(shù)治療并沒有標準的“ 法則”。大多數(shù)的長干骨和關(guān)節(jié)骨折往往由于骨折病、關(guān)節(jié)強直、畸形、創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎和感染而導致病人肢體殘廢。 AO原則的出現(xiàn)，在當時首次為骨折的治療確立了標準，獲得了相對較為滿意的臨床結(jié)果，所以被大多數(shù)骨科醫(yī)生所接受,AO 是從何時成立的,成立于1958年11月,H. Willenegger,M. Allgwer W. Bandi

5、 M. E. Mller R. Schneider,AO / ASIF,AO Arbeitsgemeinschaft fr Osteosynthesefragen ASIF Association for the Study of Internal Fixation,傳統(tǒng)的AO骨折治療原則1960 解剖復(fù)位與重建 骨片加壓與堅強固定 保留骨的血運 早期無痛活動,絕對穩(wěn)定/堅強固定的理念為骨科醫(yī)生廣泛接受，以此理念為指導，設(shè)計了一系列的內(nèi)固定器械,拉力螺絲釘固定（Lag Screw Principle） 圓孔接骨板加壓器（Plate+Compression Device) 動力加壓接骨板（DCP

6、） 有限接觸動力加壓接骨板（LCDCP） 點接觸接骨板（PCFIX） 微創(chuàng)固定系統(tǒng)（LISS） 鎖定加壓接骨板（LCP） 有限接觸鎖定加壓接骨板（LCLCP,絕對穩(wěn)定 / 堅強固定,J.Charnley（1948）膝關(guān)節(jié)加壓固定融合 Robert Danis（1949） 骨片間加壓固定的概念 AO/ASIF（1958）拉力螺絲釘原則 骨片間的螺絲釘加壓固定是最早單獨應(yīng)用于臨床的加壓固定方法與裝置，1960年在此基礎(chǔ)上出現(xiàn)接骨板加壓器（Compression Device,拉力螺釘原則,滑動孔,骨折線,螺紋孔,螺釘,錯誤,正確 螺釘與骨折線成 90 o,絕對穩(wěn)定 / 堅強固定,1960年，在接骨

7、板加壓器（Compression Device）的基礎(chǔ)上1969年出現(xiàn)了動力加壓接骨板（Dynamic Compression Plate）。1981年AO改良了DCP螺釘孔提出了DCU設(shè)計概念（Dynamic Compression Unit），從而使接骨板螺釘孔內(nèi)也能較為自由地進行拉力螺絲釘固定。但是上述所有的裝置及其設(shè)計思路均圍繞于堅強固定/絕對穩(wěn)定的概念,Dynamic Compression Plate) DCP Plate,動力加壓,鋼板,骨與螺釘,絕對穩(wěn)定 / 堅強固定,常規(guī)接骨板固定的穩(wěn)定性取決于接骨板與骨面的摩擦力,絕對穩(wěn)定 / 堅強固定,90年代初，瑞士達沃斯AO研究中心的

8、Tepic、Perren 等認識到接骨板和骨的界面在保留骨的血運方面起重要的作用，當接骨板壓向骨面所產(chǎn)生的摩擦力可以提供固定的穩(wěn)定性，但也會直接干擾接骨板下方骨的血運，造成接骨板下方骨皮質(zhì)典型的結(jié)構(gòu)性改變,鋼板對骨的壓迫降低骨膜血運,骨折與血運,骨是脆性材料：剛度大，強度高 玻璃， 橡膠 骨折：骨膜、滋養(yǎng)血管和軟組織直接損傷，骨折內(nèi)爆（implosion蹦碎 ），加重損傷。 骨折端血運：骨的營養(yǎng)血管損傷、收縮，骨折端血運平均下降50,絕對穩(wěn)定 / 堅強固定,大家發(fā)現(xiàn)絕對穩(wěn)定 / 堅強固定術(shù)后25月在內(nèi)植入物附近的骨皮質(zhì)會發(fā)生暫時性的骨質(zhì)疏松，使骨折愈合的時間延長，并會發(fā)生再骨折的危險。 根據(jù)W

9、olff定律（1892年），早期多數(shù)學者將其歸因于應(yīng)力遮擋作用（Uhthoff-1971、1983，Akeson-1976，Woo SL-1976，Claes L-1981，朱振安、戴克戎-1994,絕對穩(wěn)定 / 堅強固定,1991年，AO研究中心的Gautier E、Perren SM等在動物實驗研究中發(fā)現(xiàn)，即使使用彈性模量較小，應(yīng)力遮擋作用較小的塑料接骨板時，只要接骨板與骨面間存在較緊密的接觸，同樣會造成接骨板下方骨皮質(zhì)的早期、暫時性的骨質(zhì)疏松。 所以目前認為，堅強內(nèi)固定后接骨板下方的骨質(zhì)疏松并非單純歸因于應(yīng)力遮擋作用，而更多是與接骨板下方骨皮質(zhì)血供受擾有關(guān)。遭受長期應(yīng)力遮擋而發(fā)生骨丟失情

10、況仍可以用傳統(tǒng)的Wolff定律來解釋。（Huiskes R-2000,破壞血運,絕對穩(wěn)定 / 堅強固定,基于上述研究結(jié)果，AO在傳統(tǒng)DCP接骨板的基礎(chǔ)上，在接骨板下方制作了切割槽，1990年推出了Limited ContactDynamic Compression Plate即有限接觸動力加壓接骨板LCDCP 。與傳統(tǒng)DCP接骨板相比，接骨板下方骨皮質(zhì)的局限性骨質(zhì)疏松狀況得到了改善,LCDCP,DCP,LC-DCP,Limited Contact - Dynamic Compression Plate,鋼板的凹槽降低鋼板與骨面之間的接觸從而降低鋼板下骨質(zhì)疏松的發(fā)生允許骨折部位細胞的長入,絕對穩(wěn)

11、定 / 堅強固定,為了進一步減少接骨板與骨面的接觸，最大程度保留骨皮質(zhì)的血運，1995年AO提出點接觸接骨板PCFIX（Pointed Contact,絕對穩(wěn)定 / 堅強固定,其實早在1975年，AO的Ganz、Perren 等在堅強固定的動物實驗生物力學研究中發(fā)現(xiàn)在皮質(zhì)骨中的內(nèi)植入物有數(shù)個微米的位移，從而引起與其接觸的骨皮質(zhì)發(fā)生骨吸收的現(xiàn)象。這種堅強固定后的骨吸收大大降低了整個內(nèi)固定結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，從而會導致不良的治療效果,絕對穩(wěn)定 / 堅強固定,在傳統(tǒng)接骨板螺絲釘固定模式下，由于釘骨界面的骨吸收會造成螺絲釘?shù)奈灰疲潭ńY(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性下降,絕對穩(wěn)定 / 堅強固定,1995年，AO組織在Tep

12、ic S和Perren SM研究的基礎(chǔ)上，提出了Locking鎖定的概念，從而使用鎖定螺絲釘和帶螺紋孔的接骨板，以期解決常規(guī)螺絲釘固定時所產(chǎn)生的問題。 接骨板與螺絲釘鎖扣固定的出現(xiàn)是接骨板骨折內(nèi)固定發(fā)展史中的一次革命性的理論變革，從而出現(xiàn)了內(nèi)固定器（Internal Fixator）。自PCFIX之后，AO的R.Frigg推出了微創(chuàng)固定系統(tǒng) LISS（Less Invasive Stabilization System,傳統(tǒng)鋼板,骨膜受壓,骨受壓,鎖定鋼板,骨膜不受壓,骨不受壓,生物力學差別,傳統(tǒng)螺釘,單釘穩(wěn)定,摩擦力穩(wěn)定,鎖定螺釘,整體穩(wěn)定,成角穩(wěn)定,絕對穩(wěn)定 / 堅強固定,骨片間的加壓固定

13、是絕對穩(wěn)定 / 堅強固定的基礎(chǔ)，而骨折的 I 期愈合模式是這種固定方式的理想結(jié)果,絕對穩(wěn)定 / 堅強固定的骨愈合,1949年，比利時Robert Danis X線隨訪發(fā)現(xiàn)在骨片間加壓固定的病例，未發(fā)現(xiàn)有外骨痂。 1963年，AO的Schenk R和Willenegger H等提出了 I 期骨折愈合的概念（或直接愈合）。穩(wěn)定的固定和骨片間的加壓會導致骨的直接愈合，沒有外骨痂的形成。這種愈合模式直接跨越了組織分化、骨吸收與骨形成等過程而直接進入最后骨內(nèi)哈佛氏管的再塑與重建,絕對穩(wěn)定 / 堅強固定,骨折的 I 期愈合是骨片間的加壓和堅強固定的治療結(jié)果，而過多外骨痂的產(chǎn)生說明固定節(jié)段仍有不穩(wěn)定的因素存

14、在。AO早期較為推崇的堅強固定原則在60年代末70年代初被廣泛應(yīng)用于骨折治療。 由此也發(fā)現(xiàn)了許多臨床問題,22例股骨干粉碎骨折使用鋼板內(nèi)固定 內(nèi)固定失敗: 37% 的病例 術(shù)后無保護負重和股骨內(nèi)側(cè)骨皮質(zhì)粉碎或缺損 Tong GO, Lim SL.(Ann Acad Med Singapore 1982 Apr;11(2):142-4,內(nèi)固定并發(fā)癥 (11%) : 松動2.5%, 移位 1.0%, 內(nèi)固定斷裂 7.5%), 延遲連接 (3%), 骨不連 (4.5%), 成角畸形 (2.5%) 股骨不等長 (5%). Wagner R, Weckbach A.(Unfallchirurg 1994

15、 Mar;97(3):139-43,32例股骨干骨折使用DCP治療 內(nèi)固定失敗: 6.3%, 螺釘松動3%, 再骨折3% 骨不連3% Cheng JC, Tse PY, Chow YY.(Injury 1985 Sep;16(8):529-34,86例股骨干骨折切開復(fù)位鋼板內(nèi)固定 術(shù)后隨訪77例骨折(90%)12-72月(平均 38月) 最常見的并發(fā)癥是鋼板疲勞斷裂 Thompson F, OBeirne J, Gallagher J, Sheehan J, Quinlan W.(Injury 1985 Sep;16(8):535-8,Magerl等(1979)報告，并發(fā)骨不連的可高達14%，

16、鋼板及螺釘彎斷的達12.2,絕對穩(wěn)定 / 堅強固定的問題,感染（包括骨與軟組織的感染） 內(nèi)固定失?。▋?nèi)固定物的松動、位移、脫出、斷裂等） 骨折愈合不良 骨折不愈合 再骨折 仔細分析這些問題或失敗病例，大多數(shù)是節(jié)段粉碎性的長干骨骨折，尤其是如股骨等負重較大的肢體骨折,典型病例,典型病例,典型病例,典型病例,典型病例,絕對穩(wěn)定 / 堅強固定的問題,固定的穩(wěn)定性,骨與軟組織的血運,問題原因分析,在60年代70年代中后期，經(jīng)典的AO原則被廣泛應(yīng)用于臨床的骨折內(nèi)固定治療。雖然AO在成立之初便將保護骨與軟組織的血供作為第3條原則以引起治療者的注意。但是在當時的臨床實踐中，大多數(shù)骨科醫(yī)生過分追求骨折的解剖復(fù)

17、位和固定的穩(wěn)定性，從而忽略了骨與軟組織血運的問題，導致了較多臨床并發(fā)癥的出現(xiàn)。 這些并發(fā)癥基本上可以歸因于兩方面的因素： 骨及其周圍軟組織的生物環(huán)境 骨折內(nèi)固定的穩(wěn)定性,問題原因分析,骨及其周圍軟組織的生物環(huán)境 骨折內(nèi)固定的穩(wěn)定性 對于復(fù)雜的粉碎性骨折，手術(shù)時廣泛的切口暴露、直接的骨折復(fù)位技術(shù)、骨膜的廣泛剝離、內(nèi)固定物直接壓迫骨面、大量內(nèi)植入物的使用往往不可避免地會導致局部組織的抵抗力下降，引發(fā)傷口愈合不良、感染、骨壞死、骨折愈合障礙等臨床并發(fā)癥。 （Heitemeyer 和 Hierholzer 1980,生物性骨結(jié)合術(shù) Biological Osteosynthesis,生物性骨結(jié)合術(shù)的（

18、BO）概念,近數(shù)十年來，骨折內(nèi)固定逐漸從強調(diào)固定本身的機械力學特性向更加重視固定的生物學特性方向轉(zhuǎn)變。使用間接復(fù)位方式來降低手術(shù)創(chuàng)傷，比較彈性的固定方式并不強調(diào)精確的解剖復(fù)位，但能促進骨痂的形成。這種方法被稱為“ 生物性的內(nèi)固定”,生物性骨結(jié)合術(shù)（BO）概念回顧,從80年代開始，由于受到在小骨骼上使用大的接骨板會發(fā)生較多臨床并發(fā)癥報道的影響，Brunner 和 Weber介紹了波紋接骨板（Wave Plate）。Heitemeyer 和 Hierholzer 開始使用橋接接骨板 （Bridge Plate）治療長干骨粉碎性骨折取得了良好的治療效果。他們認為這種方法主要有下列優(yōu)點： 避免接骨板接

19、觸骨折區(qū)域，減少對血供的影響 允許在骨折區(qū)域進行“ 皮質(zhì)骨松質(zhì)骨” 植骨 改變接骨板所承受的應(yīng)力使之成為單純的牽張應(yīng)力,生物性骨結(jié)合術(shù)（BO）概念回顧,1989年，Kinast 等人回顧了47例股骨粗隆下骨折使用95髁部角接骨板治療組的臨床結(jié)果。其中24位（1組）患者是在1981年以前接受的手術(shù)治療，當時使用的方法是直接骨折解剖復(fù)位，堅強內(nèi)固定。另外23例（2組）使用間接復(fù)位技術(shù)，同樣進行堅強內(nèi)固定。盡管兩組病例在患肢總體功能恢復(fù)上臨床結(jié)果比較接近，但是治療過程仍明顯存在差異,1988年，Johnson報道 5 例股骨遠端4部分粉碎性關(guān)節(jié)內(nèi)骨折的病例。使用直接骨折復(fù)位方法整復(fù)關(guān)節(jié)面，間接整復(fù)干

20、骺端骨塊。X 線片平均愈合時間2.9個月，患者肢體功能優(yōu)良,生物性骨結(jié)合術(shù)（BO）概念回顧,生物性骨結(jié)合術(shù)（BO）概念回顧,1989年，AO的 Gerber，Mast ，Ganz 等人首次發(fā)表了使用間接復(fù)位技術(shù)的文獻報道。這種技術(shù)特別適合于無法進行髓內(nèi)釘固定的粉碎性關(guān)節(jié)和關(guān)節(jié)周圍骨折。主要通過牽引技術(shù)達到骨折復(fù)位，從而能最大程度降低直接暴露和肌肉的剝離。首先使用骨片間加壓螺釘重建關(guān)節(jié)面骨折塊，然后跨越骨折區(qū)域固定于骨干部,生物性骨結(jié)合術(shù)（BO）概念回顧,如前所述，接骨板下方骨皮質(zhì)發(fā)生的骨質(zhì)疏松表現(xiàn)并不是單純由于內(nèi)植入物造成的應(yīng)力遮擋所引起。Stephen Perren等人的研究表明這與接骨板壓

21、迫骨面引起血運障礙有關(guān)。 （Perren SM，Cordey J，Rahn BA，Gautier E，Schneider E. Early temporary porosis of bone induced by internal fixation implantsA reaction to necrosis, not to stress protection. Clin.Othop. 1988;232:139151） 骨質(zhì)疏松出現(xiàn)在骨塑形期，且多為暫時性 骨質(zhì)疏松僅出現(xiàn)于接骨板下方血運受擾區(qū)域，在其他無機械應(yīng)力作用部位不出現(xiàn) 塑料接骨板能引起比不銹鋼接骨板更嚴重的骨質(zhì)疏松 同樣使用接骨板，如

22、果改善接骨板下方骨皮質(zhì)的血運，能減輕骨質(zhì)疏松的程度 接骨板壓迫造成的血運障礙會導致局部骨壞死，影響愈合和骨內(nèi)塑形。 如果骨壞死區(qū)域位于骨骼負重的張力側(cè)，則易發(fā)生內(nèi)固定物取出后的再骨折,生物性骨結(jié)合術(shù)（BO）概念回顧,1990年，德國漢諾威創(chuàng)傷中心的Krettek、Wenda和其他一些學者開始將股骨肌肉下放置接骨板進行內(nèi)固定的概念應(yīng)用于臨床治療，獲得了相當好的骨愈合率。從90年代中后期，MIPPO（Minimal Invasive Percutaneous Plating Osteosynthesis）概念仍存在很多爭論。 “ 經(jīng)過皮下隧道盲插接骨板將會比傳統(tǒng)外科手術(shù)暴露帶來更嚴重的軟組織損傷！

23、” 。 Christopher Krettek的動脈穿支灌注研究表明：如在股骨骨折手術(shù)暴露時的血運損傷遠遠大于肌肉下接骨板的插入。Weller和Hotzsch認為MIPPO手術(shù)時應(yīng)用點接觸接骨板（PCFIX）和鎖定螺絲釘單皮質(zhì)固定會得到更理想的固定效果,內(nèi)固定器（Internal Fixator）的固定模式是目前認為較為理想的用于MIPPO的內(nèi)植入物。實際上可以想象為是外固定支架的一種衍生變型,生物性骨結(jié)合術(shù)（BO,絕對穩(wěn)定 / 堅強固定,相對穩(wěn)定 / 穩(wěn)定固定,骨及其周圍軟組織的生物環(huán)境 骨折內(nèi)固定的穩(wěn)定性 如果通過MIPPO技術(shù)、間接骨折復(fù)位技術(shù)和內(nèi)植入物設(shè)計的改良大大地降低了對骨折區(qū)域血

24、運的醫(yī)源性干擾，有效建立適宜骨折愈合的骨及其周圍軟組織的生物環(huán)境，那么內(nèi)固定的穩(wěn)定性是否足夠保證骨折的愈合,生物性骨結(jié)合術(shù)（BO,相對穩(wěn)定 / 穩(wěn)定固定的骨愈合,1979年，AO的 Stephen Perren等提出了 II 期骨折愈合的概念（或間接愈合）。骨折的間接愈合過包括一系列的過程：血腫機化、組織分化、骨折部的吸收、原始骨痂形成等過程，然后需要經(jīng)過較長時間的骨內(nèi)再塑形期即骨內(nèi)哈佛氏管的再塑與重建。 Perren SM. Physical and biological aspects of fracture healing with special reference to intern

25、al fixation. Clin Orthop 1979;138:175-96,生物性骨結(jié)合術(shù)（BO,DCP/LC-DCP,PC-FIX / LISS / LCP,絕對穩(wěn)定 / 相對穩(wěn)定,其實早在1975年，AO的Ganz、Perren 等在堅強固定的動物實驗生物力學研究中發(fā)現(xiàn)在皮質(zhì)骨中的內(nèi)植入物有數(shù)個微米的位移，從而引起與其接觸的骨皮質(zhì)發(fā)生骨吸收的現(xiàn)象。這種堅強固定后的骨吸收大大降低了整個內(nèi)固定結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，從而會導致不良的治療效果,生物性骨結(jié)合術(shù)（BO,2000年，AO研究中心的 M.Borgeaud, J.Cordey，P.-F. Leyvraz和S.M. Perren等人在INJUR

26、Y雜志上發(fā)表了有關(guān)Mechanical Analysis of the Bone to Plate Interface of LC-DCP and of the PC-FIX on Human Femora一文，該文指出：根據(jù)Pauwels的張力帶原則，當彎曲活動較高時，較高的應(yīng)力往往集中在固定的兩端，尤其是在接骨板固定的最近端，接骨板和螺絲釘將承受較大的應(yīng)力。應(yīng)用磁滯式應(yīng)力監(jiān)測器進行實驗研究時發(fā)現(xiàn)，在應(yīng)力或無應(yīng)力作用下，LCDCP較PCFIX出現(xiàn)更多的移動，在股骨近端的LCDCP螺絲釘需擰的更緊，而PCFIX則表現(xiàn)出更好的穩(wěn)定性,生物性骨結(jié)合術(shù)（BO,早在1953年， 奧地利骨科之父Bhle

27、r就提出在保守治療中骨折表面的吸收對骨折愈合是有利的。Bhler L. Die Technik der Knochenbruchbehandlung. Vol. 1. Wien:Verlag Maudrich, 1953. 1970年，Yamada報道了張力下細胞與組織的修復(fù)撕裂的有關(guān)研究。Yamada H. Strength of biological materials. Baltimore: Williams 1:13-28. 2001年，AO研究中心的 Hente R, Lechner J, Fuechtmeier B, Schlegel U, Perren SM. 等人研究發(fā)現(xiàn)在一定程度不穩(wěn)定的情況下，骨吸收會增加活動面之間的距離，從而會減少變形或修復(fù)組織的張力。 Hente R, Lechner J, Fuechtmeier B, Schlegel U, Perren SM. Der Einfluss einer zeitlich limitie