損傷與骨折愈合的生物學(xué)原理

關(guān)于損傷與骨折愈合的生物學(xué)原理第一頁，共六十四頁，2022年，8月28日

學(xué)習(xí)目的骨折的診斷、治療、預(yù)后第二頁，共六十四頁，2022年，8月28日

什么是骨折？（定義）骨折：骨承受過度的載荷致使骨的連續(xù)性中斷，使骨的支撐作用喪失，伴隨不同程度的軟組織損傷，并有局部血運(yùn)損傷。哈佛系統(tǒng)破壞、軟組織損傷，骨膜的血運(yùn)損傷、骨折端有壞死。應(yīng)用內(nèi)固定會(huì)進(jìn)一步損傷骨骼血運(yùn)。第三頁，共六十四頁，2022年，8月28日

為什么會(huì)發(fā)生骨折？（原因）創(chuàng)傷性急性慢性（疲勞性）病理性骨病導(dǎo)致骨強(qiáng)度↓（自發(fā)或輕微外力）正常不會(huì)導(dǎo)致骨折的力量常見骨折疏松骨腫瘤（原發(fā)、轉(zhuǎn)移）骨感染（骨髓炎、結(jié)核等）各種成骨不全第四頁，共六十四頁，2022年，8月28日

骨折需要治療嗎？第五頁，共六十四頁，2022年，8月28日

骨折的自然轉(zhuǎn)歸第六頁，共六十四頁，2022年，8月28日骨折愈合是機(jī)體對創(chuàng)傷性骨折的生理性愈合反應(yīng)，以恢復(fù)骨骼的完整性，是生物的一種自然反應(yīng)。第七頁，共六十四頁，2022年，8月28日

人骨折后的自然轉(zhuǎn)歸骨干關(guān)節(jié)內(nèi)外形、長度、肢體功能、關(guān)節(jié)功能第八頁，共六十四頁，2022年，8月28日

骨折治療的目的恢復(fù)連續(xù)性支撐功能正常形態(tài)關(guān)節(jié)、肢體及軀干的外形及功能第九頁，共六十四頁，2022年，8月28日

骨折治療的基本原則復(fù)位、固定、功能鍛煉第十頁，共六十四頁，2022年，8月28日AO與BOAO1、骨折的解剖復(fù)位；

2、骨折端間的加壓、堅(jiān)強(qiáng)內(nèi)固定；

3、無創(chuàng)技術(shù)；

4、早期無痛性功能鍛煉。

AO學(xué)說強(qiáng)調(diào)盡早復(fù)位，使骨折恢復(fù)解剖學(xué)上的連續(xù)性和力學(xué)上的完整性，手術(shù)要求盡可能達(dá)到解剖復(fù)位和堅(jiān)強(qiáng)的內(nèi)固定，這種觀點(diǎn)幾十年來被全世界廣泛接受，成為骨折治療的AO標(biāo)準(zhǔn)學(xué)說。AO原則雖然也含有無創(chuàng)操作的內(nèi)容，但是，為了達(dá)到堅(jiān)強(qiáng)固定和解剖復(fù)位的目的，常常以嚴(yán)重?fù)p傷骨的血供為代價(jià)，無創(chuàng)操作實(shí)際上是不可能的。第十一頁，共六十四頁，2022年，8月28日針對上述情況，AO學(xué)者對其固定原則的科學(xué)性進(jìn)行反思后認(rèn)為,AO技術(shù)的弊端主要是，過分追求固定系統(tǒng)力學(xué)上的穩(wěn)定性，而未重視骨的生物學(xué)特性。從上個(gè)世紀(jì)90年代初開始，AO學(xué)者Gerber、Palmar等相繼提出了生物學(xué)固定（biologicalosteosynthesisBO生物接骨術(shù)）的新概念，強(qiáng)調(diào)骨折治療要重視骨的生物學(xué)特性，不破壞骨生長發(fā)育的正常生理環(huán)境。第十二頁，共六十四頁，2022年，8月28日BO1.

通過骨折復(fù)位和固定以重建解剖關(guān)系；

2.

根據(jù)骨折的個(gè)性特點(diǎn)和損傷的要求，用內(nèi)固定或夾板重建穩(wěn)定性；

3.

采用細(xì)致操作和輕柔復(fù)位技術(shù)以保護(hù)軟組織及骨的血供；

4.

患部及全身早期安全的功能鍛練。第十三頁，共六十四頁，2022年，8月28日BO骨折的治療必須著重與尋求骨折穩(wěn)固和軟組織完整之間一種平衡”（Palmar），重視骨的生物學(xué)特性，最大限度保護(hù)骨折局部的血供，而不騷擾骨生長發(fā)育的生理環(huán)境，使骨折的愈合速度更快，防止各種并發(fā)癥的發(fā)生。

BO概念下，骨折愈合并非象既往AO那樣追求一期愈合，而是二期愈合，這表明骨的愈合方式并不重要，最短的愈合時(shí)間和最好的功能恢復(fù)才是目的。

第十四頁，共六十四頁，2022年，8月28日

骨折的愈合過程骨折的愈合過程（人為分期）（3的倍數(shù)）炎癥期（3w）：干細(xì)胞3w完成分化，3w后再手術(shù)因干細(xì)胞已完成分化，需從新等待新的干細(xì)胞形成才能使骨愈合，故需植骨，要不纖維組織生長較骨組織快，從而占據(jù)骨折端妨礙骨的愈合。 血腫→軟骨痂修復(fù)期（3w→3m）：軟骨痂→硬骨痂塑形期（＞3m）：適應(yīng)力學(xué)環(huán)境。Woff定律。第十五頁，共六十四頁，2022年，8月28日

新鮮骨折與陳舊骨折3周第十六頁，共六十四頁，2022年，8月28日Wolf定律Wolf定律：對一個(gè)成型的骨骼來講，其本身成分的定形與變形隨功能性壓力的方向而定，其增加或減少的質(zhì)量可以反映出壓力的大小。骨骼是活的東西，有其自身變化的規(guī)律。骨力求達(dá)到一種最佳結(jié)構(gòu)，即骨骼的形態(tài)與物質(zhì)受個(gè)體活動(dòng)水平的調(diào)控，使之足夠承擔(dān)力學(xué)負(fù)載，但并不增加代謝轉(zhuǎn)運(yùn)的負(fù)擔(dān)。

wolff定律指出：骨骼的生長會(huì)受到力學(xué)刺激影響而改變其結(jié)構(gòu)。用之則強(qiáng)，廢用則弱。

第十七頁，共六十四頁，2022年，8月28日

骨折愈合方式直接愈合：骨折端是靜止的（絕對穩(wěn)定），骨折端間無應(yīng)力刺激，破骨細(xì)胞與成骨細(xì)胞呈錐形（子彈頭）通過骨折端愈合，無骨痂形成。分接觸直接愈合和間隙直接愈合。絕對穩(wěn)定，堅(jiān)強(qiáng)固定。間接愈合：骨折端有一定的合適的活動(dòng)，形成大量骨痂。是骨折的自然愈合過程。相對穩(wěn)定，彈性固定。第十八頁，共六十四頁，2022年，8月28日

為什么會(huì)產(chǎn)生不同的愈合方式第十九頁，共六十四頁，2022年，8月28日

影響骨折愈合的因素血供：損傷后不能人為改變，但可保護(hù)未損傷部分。股骨頸、舟狀骨骨折后的血供損傷不能逆轉(zhuǎn)。 生物學(xué)因素：生長和分化因子等。 化學(xué)因素：局部氧張力等。

力學(xué)環(huán)境 電磁刺激 超聲刺激 其他第二十頁，共六十四頁，2022年，8月28日

保護(hù)血供骨折后首選保守治療。保守治療對骨折愈合來說是最快的，不進(jìn)一步損傷血運(yùn)，不清理血腫。手術(shù)治療讓功能鍛煉與愈合同時(shí)進(jìn)行。第二十一頁，共六十四頁，2022年，8月28日

醫(yī)生最能影響的因素力學(xué)環(huán)境力學(xué)環(huán)境對骨折愈合的方式起重要作用，這也是進(jìn)行骨折固定的基礎(chǔ)。在血供良好的前提下，提供什么樣的力學(xué)環(huán)境決定了會(huì)得到什么樣的愈合方式。第二十二頁，共六十四頁，2022年，8月28日

不同的骨折需要不同的愈合方式關(guān)節(jié)內(nèi)骨折骨干骨折簡單復(fù)雜第二十三頁，共六十四頁，2022年，8月28日

不同的固定方式可得到不同的愈合方式堅(jiān)強(qiáng)固定彈性固定第二十四頁，共六十四頁，2022年，8月28日矛盾：骨折的自然愈合過程與骨折固定的穩(wěn)定性。第二十五頁，共六十四頁，2022年，8月28日為什么不同的固定方式可得到不同的愈合方式？第二十六頁，共六十四頁，2022年，8月28日骨折或損傷后局部會(huì)聚集許多干細(xì)胞以修復(fù)損傷。干細(xì)胞能否形成骨細(xì)胞取決于骨折位置的力學(xué)環(huán)境。第二十七頁，共六十四頁，2022年，8月28日1979年骨折塊間應(yīng)變（strain）理論（Perren和Cordey）：第二十八頁，共六十四頁，2022年，8月28日骨折塊間應(yīng)變（strain）理論（Perren和Cordey）：某組織在承受特定大小應(yīng)變量時(shí)發(fā)生斷裂或損傷，因而在超過這一應(yīng)變量水平的區(qū)域不能形成這一組織。第二十九頁，共六十四頁，2022年，8月28日應(yīng)力和應(yīng)變是影響骨折愈合的重要的物理量。應(yīng)變是不同物質(zhì)的特性。不同的物質(zhì)在同等的應(yīng)力下產(chǎn)生不同的形變，我們說這些物質(zhì)有不同的應(yīng)變。第三十頁，共六十四頁，2022年，8月28日應(yīng)變（strain）＝△s/d第三十一頁，共六十四頁，2022年，8月28日所有的活體細(xì)胞都有自己的特性，有自己的應(yīng)變。第三十二頁，共六十四頁，2022年，8月28日不同的組織在斷裂前可以承受不同的最大張力應(yīng)變，肉芽組織可以承受100%的應(yīng)變，纖維組織和軟骨組織承受的應(yīng)變明顯降低，軟骨組織約為10%，致密的骨組織只能承受2%的應(yīng)變。第三十三頁，共六十四頁，2022年，8月28日經(jīng)過加壓固定的骨折獲得堅(jiān)強(qiáng)固定，在生理活動(dòng)情況下所有應(yīng)力由鋼板承受，骨折端間不受應(yīng)力，無活動(dòng)，骨折端間隙內(nèi)的細(xì)胞（干細(xì)胞）無形變（＜2%），所以細(xì)胞成骨，骨愈合。第三十四頁，共六十四頁，2022年，8月28日如固定不牢靠，骨折端在外力下出現(xiàn)活動(dòng)，如形變在10%，則形成軟骨，軟骨連接。第三十五頁，共六十四頁，2022年，8月28日如不固定或僅簡單外固定，骨折端在外力下出現(xiàn)活動(dòng)，如形變在100%，則形成纖維，不愈合。第三十六頁，共六十四頁，2022年，8月28日肉芽組織和纖維組織比骨和軟骨更能耐受變形。超過2%的形變后骨組織不能形成，超過10%軟骨不可形成，但肉芽組織和纖維組織還能形成。第三十七頁，共六十四頁，2022年，8月28日Perren理論的前提微觀下有血供第三十八頁，共六十四頁，2022年，8月28日臨床見到：粉碎骨折打石膏比橫斷骨折打石膏容易長。所以：越是粉碎骨折對固定的穩(wěn)定性要求越低，越是簡單的骨折對穩(wěn)定性要求越高。粉碎性骨折可耐受更大的變形。第三十九頁，共六十四頁，2022年，8月28日10%左右可形成骨痂第四十頁，共六十四頁，2022年，8月28日骨折端吸收的機(jī)理：增加（干）細(xì)胞量分擔(dān)形變，科雷氏骨折復(fù)位后骨折線消失，兩周后拍片又見骨折線而且有所增寬，之后又慢慢消失。當(dāng)間隙增寬時(shí)，對個(gè)別細(xì)胞的拉力相對減低。骨折端的吸收由活動(dòng)引起，間隙變大，減少骨折端間隙間的應(yīng)變。第四十一頁，共六十四頁，2022年，8月28日在活體上用應(yīng)變梯度試驗(yàn)驗(yàn)證Perren理論：在不同的應(yīng)變下骨痂的產(chǎn)生量不同。不同的擺動(dòng)頻率也可改變骨痂的產(chǎn)生量。第四十二頁，共六十四頁，2022年，8月28日根據(jù)這一理論，局部骨折塊之間的應(yīng)變和骨痂組織的力學(xué)特性之間的平衡決定了一期和二期愈合的過程。第四十三頁，共六十四頁，2022年，8月28日骨折塊間應(yīng)變（IFS）：骨折端之間的相對移位。第四十四頁，共六十四頁，2022年，8月28日只有IFS小于骨組織不發(fā)生斷裂所能承受的應(yīng)變2%時(shí)，骨折才能愈合。如果骨折部位獲得堅(jiān)強(qiáng)固定，使IFS＜2%，骨折端的原始細(xì)胞會(huì)向骨細(xì)胞的方向變化，骨折端有骨單位通過，為一期愈合。根據(jù)IFS＝IFM/d，骨折間隙的增加會(huì)減低應(yīng)變。這就是臨床上所見的骨折端吸收，以改變骨折部位的應(yīng)變。第四十五頁，共六十四頁，2022年，8月28日一期愈合需要較長時(shí)間。二期愈合符合自然過程。一期和二期愈合機(jī)制完全恢復(fù)骨骼正常的力量和強(qiáng)度所需的時(shí)間沒有明顯的差別。第四十六頁，共六十四頁，2022年，8月28日在骨折愈合的早期（約3~6個(gè)月），外骨痂的形成可以在哈佛氏成骨進(jìn)行之前的時(shí)期增加骨折部位的強(qiáng)度，而這也是骨折二期愈合的優(yōu)點(diǎn)。第四十七頁，共六十四頁，2022年，8月28日當(dāng)應(yīng)用非堅(jiān)強(qiáng)固定時(shí)，骨折以二期愈合機(jī)制進(jìn)行。第四十八頁，共六十四頁，2022年，8月28日外骨痂：骨膜的纖維細(xì)胞和成骨細(xì)胞增生形成凸出的橋接骨痂，然后進(jìn)行逐步的膜內(nèi)骨化形成骨性橋接骨痂。內(nèi)骨痂：在骨折部位血管的損傷導(dǎo)致形成血腫，血腫進(jìn)行分化經(jīng)歷肉芽組織、纖維組織、纖維軟骨到透明軟骨，然后經(jīng)過軟骨內(nèi)骨化形成編織骨和板層骨。第四十九頁，共六十四頁，2022年，8月28日骨折治療要注重：穩(wěn)定性和血運(yùn)供應(yīng)通過骨折部位力學(xué)環(huán)境的調(diào)節(jié)可以控制骨折愈合。第五十頁，共六十四頁，2022年，8月28日什么時(shí)候選擇一期愈合或二期愈合保障骨折端、塊的血運(yùn)是保證骨折順利愈合的基礎(chǔ)平衡骨折固定的穩(wěn)定性與血供第五十一頁，共六十四頁，2022年，8月28日關(guān)節(jié)內(nèi)骨折：一期愈合無骨痂形成關(guān)節(jié)軟骨順利愈合早期關(guān)節(jié)功能鍛煉前臂雙骨折第五十二頁，共六十四頁，2022年，8月28日關(guān)節(jié)外骨折或骨干骨折簡單骨折復(fù)雜骨折第五十三頁，共六十四頁，2022年，8月28日新AO原則（BO）復(fù)位并固定骨折以恢復(fù)其正常的解剖結(jié)構(gòu)。根據(jù)骨折的“個(gè)性”、患者和創(chuàng)傷的不同程度，對骨折進(jìn)行絕對穩(wěn)定或相對穩(wěn)定的固定。通過輕柔的復(fù)位技術(shù)和細(xì)致的處理來保護(hù)軟組織和骨的血液供應(yīng)。讓患者及患肢進(jìn)行早期和安全的活動(dòng)及康復(fù)訓(xùn)練。第五十四頁，共六十四頁，2022年，8月28日

如何實(shí)現(xiàn)不同的固定方式鋼板的功能第五十五頁，共六十四頁，2022年，8月28日鋼板的5種不同功能：加壓、保護(hù)、張力帶、支撐、橋接。LCP可發(fā)揮其他鋼板的功能如加壓、保護(hù)、橋接等，而LISS只能用