骨折內(nèi)固定進展-醫(yī)學課件

1、骨折內(nèi)固定進展,,,,,,,AOAA Chinese Chapter Qingdao,2001,11,,Davos, 2001,2002.5 AO Reference Center (China),歷史考證在19世紀上半葉，骨科手術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。1828－1850年，歐美的Rodgers、Cheesman和Béranger-Féraud等人開始用銀絲對肱骨和股骨

2、進行縫合和環(huán)扎固定。1870年Béranger-Féraud出版了《Traité de l’ immobilisation direct des fragments osseux dans les fractures》一書，總結了當時大量的骨折手術治療病例。,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，外科無菌術得到了長足的發(fā)展，為骨

3、科內(nèi)固定手術的發(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”（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Kirsc

4、hner針（克氏針）治療骨折1931年－Fritz Konig出版了《Operative Chirurgie der Knochenbrǖche》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 Kǖntscher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Kǖntscher髓內(nèi)釘（梅花針）面世。1942年－ Gerhar

5、d Kǖntscher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。1960年－AO首次提出骨折治療的四個基本原則。,AO骨折治療原則二十世紀四十年代末和五十年代，盡管在骨折內(nèi)固定領域出現(xiàn)一些優(yōu)秀的發(fā)明家和技術創(chuàng)新，但是對于如何進行手術治療并沒有標準的“ 法則”。大多數(shù)的長干骨和關節(jié)骨折往

6、往由于骨折病、關節(jié)強直、畸形、創(chuàng)傷性關節(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果，所以被大多數(shù)骨科醫(yī)生所接受。,傳統(tǒng)的AO骨折治療原則－1960 解剖復位與重建 骨片加壓與堅強固定 保留骨的血運 早期無痛活動,,拉力螺絲釘固定（Lag Screw Principle） 圓孔接骨板＋加壓器（Plate+Compression Device)

7、 動力加壓接骨板（DCP） 有限接觸動力加壓接骨板（LC－DCP） 點接觸接骨板（PC－FIX） 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（LC－LCP）,絕對穩(wěn)定 / 堅強固定,J.Charnley（1948）－膝關節(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

8、應用于臨床的加壓固定方法與裝置，1960年在此基礎上出現(xiàn)接骨板加壓器（Compression Device）。,絕對穩(wěn)定 / 堅強固定,1960年，在接骨板加壓器（Compression Device）的基礎上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

9、行拉力螺絲釘固定。但是上述所有的裝置及其設計思路均圍繞于《堅強固定/絕對穩(wěn)定》的概念。,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)典型的結構性改變。,絕對

10、穩(wěn)定 / 堅強固定,大家發(fā)現(xiàn)絕對穩(wěn)定 / 堅強固定術后2－5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)Wolff定律（1892年），早期多數(shù)學者將其歸因于應力遮擋作用（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、Pe

11、rren 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。遭受長期應力遮擋而發(fā)生骨丟失情況仍可以用傳統(tǒng)的Wolff定律來解釋。（Huiskes R-2000）。,絕對穩(wěn)定 / 堅強固定,基于上述研究結

12、果，AO在傳統(tǒng)DCP接骨板的基礎上，在接骨板下方制作了切割槽，1990年推出了Limited Contact－Dynamic Compression Plate即有限接觸動力加壓接骨板LC－DCP 。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。,LC－DCP,DCP,絕對穩(wěn)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PC－FIX（Pointed

13、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)固定結構的穩(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?，固定結構的整體穩(wěn)定性下降,絕對穩(wěn)定 / 堅強固

14、定,1995年，AO組織在Tepic S和Perren SM研究的基礎上，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PC－FIX之后，AO的R.Frigg推出了微創(chuàng)固定系統(tǒng) LISS（Less Invasive Stabilizati

15、on System）。,絕對穩(wěn)定 / 堅強固定,骨片間的加壓固定是絕對穩(wěn)定 / 堅強固定的基礎，而骨折的 I 期愈合模式是這種固定方式的理想結果。,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

16、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% 的病例術后無保護負重和股骨內(nèi)側骨皮質(zhì)粉碎

17、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 Mar;97(3):139-43),32

18、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位鋼板內(nèi)固定 術后隨訪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, O'Beirne J, Gallagher J, Sheehan J

19、, 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%，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

20、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)

21、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)定性對于復雜的粉碎性骨折，手術時廣泛的切口暴露、直接的骨折復位技術、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 －198

22、0）,生物性骨結合術Biological Osteosynthesis,生物性骨結合術的（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。使用間接復位方式來降低手術創(chuàng)傷，比較彈性的固定方式并不強調(diào)精確的解剖復位，但能促進骨痂的形成。這種方法被稱為“ 生物性的內(nèi)固定” 。,生物性骨結合術（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

23、，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力－使之成為單純的牽張應力,生物性骨結合術（BO）概念回顧,198

24、9年，Kinast 等人回顧了47例股骨粗隆下骨折使用95º髁部角接骨板治療組的臨床結果。其中24位（1組）患者是在1981年以前接受的手術治療，當時使用的方法是－直接骨折解剖復位，堅強內(nèi)固定。另外23例（2組）使用間接復位技術，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上臨床結果比較接近，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部分粉碎性關節(jié)內(nèi)骨折的病例。使用直接骨折復位方法整復

25、關節(jié)面，間接整復干骺端骨塊。X 線片平均愈合時間2.9個月，患者肢體功能優(yōu)良。1989年，AO的 Gerber，Mast ，Ganz 等人首次發(fā)表了使用間接復位技術的文獻報道。這種技術特別適合于無法進行髓內(nèi)釘固定的粉碎性關節(jié)和關節(jié)周圍骨折。主要通過牽引技術達到骨折復位，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。,生物性骨結合術（BO）概念回顧,生物性骨結合術（BO）

26、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)植入物造成的應力遮擋所引起。Stephen Perren等人的研究表明這與接骨板壓迫骨面引起血運障礙有關。（Perren SM，Cordey J，Rahn BA，Gautier E，Schneider E. Early temporary porosis of bone induced by internal fixation implants－A reaction

27、 to necrosis, not to stress protection. Clin.Othop. 1988;232:139－151） 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

28、。 如果骨壞死區(qū)域位于骨骼負重的張力側，則易發(fā)生內(nèi)固定物取出后的再骨折。,生物性骨結合術（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

29、道盲插接骨板將會比傳統(tǒng)外科手術暴露帶來更嚴重的軟組織損傷！” 。Christopher Krettek的動脈穿支灌注研究表明：如在股骨骨折手術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手術時應用點接觸接骨板（PC－FIX）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

30、定支架的一種衍生變型。,,生物性骨結合術（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、間接骨折復位技術和內(nèi)植入物設計的改良大大地降低了對骨折區(qū)域血運的醫(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？,生物性骨結合術（BO）,相對穩(wěn)定 / 穩(wěn)定固定的骨愈合,1979年，AO的 Stephen

31、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 withspecial reference to internal fixation. Clin

32、Orthop 1979;138:175-96.,生物性骨結合術（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)固定結構的穩(wěn)定性，從而會導致不良的治療效果。,生物性骨結合術（BO）,20

33、00年，AO研究中心的 M.Borgeaud, J.Cordey，P.-F. Leyvraz和S.M. Perren等人在INJURY雜志上發(fā)表了有關《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，較高的應力往往集中在固定的兩端，

34、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力。應用磁滯式應力監(jiān)測器進行實驗研究時發(fā)現(xiàn)，在應力或無應力作用下，LC－DCP較PC－FIX出現(xiàn)更多的移動，在股骨近端的LC－DCP螺絲釘需擰的更緊，而PC－FIX則表現(xiàn)出更好的穩(wěn)定性。,生物性骨結合術（BO）,早在1953年， 奧地利骨科之父Böhler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。Böhler L. Die Technik der Kn

35、ochenbruchbehandlung. Vol. 1. Wien:Verlag Maudrich, 1953.1970年，Yamada報道了張力下細胞與組織的修復撕裂的有關研究。Yamada H. Strength of biological materials. Baltimore: Williams & Wilkins Co, 1970:99-104.,生物性骨結合術（BO）,1978年，AO研究中心的Perren

36、SM.和 Boitzy A.等人提出“ 張力理論” 的假設。組織就象細胞一樣，當其所承受張力超過了既定組織的延伸度，會導致組織撕裂，從而無法形成新生組織。Perren SM, Boitzy A. Cellular differentiation and bone biomechanics during the consolidation of a fracture. Anat Clin 1978;1:13-28.2001年，AO研

37、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組織的張力。 Hente R, Lechner J, Fuechtmeier B, Schlegel U, Perren SM. Der Einfluss einer zeitlich limitierten kontroll

38、ierten Bewegung auf die Frakturheilung. Hefte Unfallchirurg 2001;283:23-4.由于大塊骨缺損在堅強固定下無骨的生長，所以少量應力刺激似乎是機械誘導骨痂形成的前提條件。,生物性骨結合術（BO）,簡單骨折和粉碎性骨折承受張力的情形是截然不同的。生物性接骨板內(nèi)固定最初只是用于粉碎性骨折的固定。如果將這種固定方式用于簡單的骨折會產(chǎn)生問題。粉碎性骨折的骨折線能分解應力，粉碎

39、的骨片能分擔應力的作用，使應力能分解并處于可承受的范圍。然而簡單的骨折卻無法轉(zhuǎn)化這種應力，當應力超過修復組織所能承受的范圍，骨折的生長會受到影響。,“ 生物性的內(nèi)固定” 的概念仍在進一步的發(fā)展。目前AO認為的“ 生物性接骨板內(nèi)固定” 的臨床指征應為無法進行或不能進行交鎖髓內(nèi)釘固定的關節(jié)和或鄰近關節(jié)的粉碎性骨折，特別是干骺端的粉碎性骨折，包括長干骨骨干部的節(jié)段粉碎性骨折。目前公認的“ 生物性接骨板內(nèi)固定” 應包括下列內(nèi)容：

40、 有限切開周圍軟組織進行必要的暴露 使用直接（針對關節(jié)面解剖復位）和間接骨折復位技術 使用較長的橋接接骨板跨越骨折粉碎區(qū) 保留骨折粉碎區(qū)的血腫 最大程度降低內(nèi)植入物與骨面的接觸面 使用鎖定的內(nèi)固定器 使用更少的固定螺絲釘 如果配合MIPPO技術則更佳,生物性骨結合術（BO）,生物性骨結合術（BO）,由于內(nèi)固定方式的改變，所以患者術后的功能鍛煉也應根據(jù)固定的情況作相應的調(diào)整,注意,當骨折的血運嚴重地破壞

41、，骨壞死需要數(shù)月的時間得 以恢復。常規(guī)的加壓固定能對骨內(nèi)塑形與重建提供長 時間的保護。如果局部骨血運良好或軟組織與骨之間能建立良好的 血液供應，生物性接骨板固定是一個最佳的選擇。在同一骨折部位不能同等使用上述兩種方法。根據(jù)應 力理論無論是絕對穩(wěn)定還是彈性固定，都需要骨折間 隙的存在。所以，不同技術的聯(lián)合使用必須慎重。,,現(xiàn)代的AO骨折治療原則－2000 通過對骨折復位和固定以恢復原有的解剖