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骨科外固定支架:骨折的基本理论-相对固定
文章导读
    骨折愈合的类型
    影响骨折愈合的因素
    骨折固定的机制
    骨折愈合的应变理论
    骨折愈合与力学环境
    骨折愈合与内固定物
    骨折治疗的原则
    绝对稳定
    相对稳定
    相对稳定的技术
    相对稳定的适应证
    微创操作技术
    总结
    参考文献


    骨折愈合的类型
    可将骨折愈合过程分为一期愈合(直接愈合)和二期愈合(间接愈合,自然愈合)【2】。
    一期愈合是指骨折复位和坚强内固定后,骨折断端可通过哈弗系统重建直接发生连接,X线平片上无明显外骨痂形成,而骨折线逐渐消失。其特征为愈合过程中无骨皮质区吸收,坏死骨在被吸收的同时由新的板层骨取代,达到皮质骨间的直接愈合。
    Robert Danis(比利时,一九四几年)首次使用加压的方式进行固定,并发现骨折愈合的过程中始终没有骨痂的出现,他把这种愈合方式称为一期愈合。达了绝对稳定,一期愈合才会发生。一期愈合是在人为的干扰下的愈合过程。
    二期愈合是膜内化骨与软骨化骨两种成骨方式的结合,有骨痂形成。临床上骨折愈合过程多为二期愈合。


    影响骨折愈合的因素
    血运:骨膜血运、滋养动脉、周围软组织血运
    力学环境:稳定,骨折固定
    感染
    微动
    早期血肿
    骨折端的血运对愈合影响是最大的。没有血运,就没有愈合。在手术过程中要尽可能保护骨膜。在生理状态下,骨膜的血运是最主要的。但在骨折以后就不定,大多数时候骨膜撕脱损伤严重。这种情况下,骨折的血运从肌肉的附着点来。肌肉在骨头上的附着点,由肌肉的血运来提供骨头的血运。因此我们在手术当中应该尽可能的减少肌肉的损伤,从而保护骨折端的血运。


    骨折固定的机制
    无论什么样的固定方式,从机理上来讲只有两个:夹板作用、加压作用【3】。
    从畸形矫正角度讲,夹板作用可限定成角畸形和移位畸形,加压作用可限定旋转畸形、长度畸形、移位畸形、成角畸形。
    夹板作用:强度与长度成正比,与至骨骼的距离成反比。
    夹板作用指用一个比较结实的物体把骨折的两端连接在一起,比如使用石膏、钢板、外固定架。只要把骨折端连在一起了,这样的作用即是夹板作用。
    夹板长度越长,固定作用越好;它离骨头越近,固定作用越好,而越远效果则越差。
    使用石膏固定,因其与骨头距离远,所以需要长的石膏固定;而使用钢板固定,因其贴近骨头表面,所以就不需要太长的固定长度。
    加压作用:产生前负荷反抗弯曲应力和旋转应力。产生绝对稳定。
    其先决条件:解剖复位(一般需切开直视下复位)、骨折端没有微动、无骨痂愈合。
    前负荷就是把加压了以后,把骨折两断端紧紧地顶在一起,再接受外力的负荷时,它不会产生运动;骨折端紧紧顶在一起,在被动移动时会有巨大的摩擦力,从而抵抗旋转。


    骨折愈合的应变理论
    Stephan Perren 1987
    A tissue cannot be formed by the bone healing organ if the interfragmentary strain is greater than the yield tolerance of the tissue concerned.
    骨折愈合过程中,如果骨折断端受到的应力大于某种组织自身的承受力,则该组织不会在该断端间隙中产生。


    骨折愈合与力学环境
    力学环境:骨折愈合、愈合方式
    力学环境决定骨折的愈合方式以及是否愈合。绝对稳定就会一期愈合;有微动,相对稳定就会二期愈合;不稳定就会不愈合。
    骨折愈合与内固定物
    骨折愈合之前,内固定物承载负荷
    骨折愈合之后,内固定物载荷减少
    过大载荷导致内固定物断裂
    内固定材料随着骨折逐渐愈合,其所承载的应力越来越少。内固定的材料是金属的,是非生命的。非生命的物体和生命物体的区别在哪?它是死的,生命体是活的。从力学上来讲,它可以承受很大的瞬间应力,但是不能承受疲劳应力。人的骨头是活的,其特点是,可以耐受长期的疲劳的应力,因为它有新陈代谢,但不能耐受瞬间巨大的应力。
    钢板受到应力以后就逐渐损伤了,时间长了就容易断。快断的时候,骨头长住了,钢板不受力了,它就断不了。
    假如应力过大,或者骨折始终不愈合,这钢板上所承受的用力时间太长了,超过了它的应变耐受性,这个时候钢板就断了。
    内固定物断裂的原因主要是,骨折不愈合导致的内固定物疲劳断裂。


    骨折治疗的原则
    骨折的治疗有三大原则,即复位、固定和康复治疗【2】。
    1.复位
    是将移位的骨折段恢复正常或近乎正常的解剖关系,重建骨的支架作用。
    骨折的复位标准有解剖复位和功能复位。
    解剖复位:骨折端通过复位、恢复了正常的解剖关系,对位(两骨折端的接触面)和对线(两骨折段在纵轴上的关系)完全良好时,称解剖复位。
    功能复位:经复位后,两骨折端虽未恢复至正常的解剖关系,但骨折愈合后对肢体功能无明显影响者,称功能复位。功能复位的标准是:
    ①骨折部位的旋转移位、分离移位必须完全矫形。
    ②成角移位必须完全复位。否则关节内、外侧负重不平衡,易引起创伤性关节炎。肱骨干骨折稍有畸形,对功能影响不大。
    ③长骨干横形骨折,骨折端对位至少达1/3,干骺端骨折至少应对位3/4。
    2.固定
    即将骨折维持在复位后的位置,使其在良好对位情况下达到牢固愈合,是骨折愈合的关键。
    3.功能锻炼及康复
    是在不影响固定的情况下,尽快地恢复病肢肌肉、肌腱、韧带、关节囊等软组织的舒缩活动。早期合理的功能锻炼和康复治疗,可促进病肢血液循环,消除肿胀;减少肌肉萎缩、保持肌肉力量;防止骨质疏松、关节僵硬和促进骨折愈合,是恢复病肢功能的重要保证。


    绝对稳定
    良好的力学稳定性
    解剖复位
    血运破坏:易导致不愈合
    一期愈合强度不足:易再骨折
    绝对稳定具有良好的力学稳定性,要求解剖复位,从力学上获得了良好的稳定性,但是,由于解剖复位需要切开,就损伤了软组织损伤了肌肉,血运受了破坏,就容易导致骨折不愈合。一期愈合的强度要弱于二期愈合。
    绝对稳定有两个条件,第一个骨折端简单,第二个血运一定好。血运如果不好,骨质再不好,那不能做绝对稳定,应该做相对稳定。
    应力集中
    绝对稳定,把所有的钉子都打满了,它的应力是非常集中的,钢板容易断。


    相对稳定
    骨折端有一定的微动
    功能复位
    二期愈合(骨痂愈合)
    相对稳定的定义就是骨折端有一点微动,复位不要求达到解剖复位,而要求达到功能性复位,愈合方式是骨痂愈合。
    功能复位是指,骨干不能有短缩,不能有成角,不能有旋转。
    应力分散
    相对稳定是把应力分散,允许骨折端有一定的活动,应力分散以后,对内植物也是一种保护。
    微动与骨折愈合
    1.一定量的微动刺激骨痂生长
    2.二期愈合骨强度高于一期愈合


    相对稳定的技术
    石膏支具
    桥接钢板
    髓内针
    外固定支架
    桥接钢板(bridge plate): plate span ratio and plate screw density【3】
    In comminuted fracture the plate length should be 2 to 3 times higher than the overall fracture length. In simple fractures this ratio should be raised to a value of 8 to 10. In addition the plate screw density should be kept below a value of 0.5, indicating that less than half of the plate holes are occupied by screws.


    相对稳定的适应证
    干骺端骨折
    骨干骨折
    对于骨折愈合,不仅要考虑力学因素,也要考虑生物学因素。
    要实现绝对稳定,必须达到解剖复位,其代价就是比较大的软组织剥离,破坏血运。
    Ganz(1990)提出生物学固定的概念,要保护软组织,保护血运。
    1997 mini incisions (MIPO,minimally invasive plate osteosynthesis)。1997年德国医生就觉得我的钢板置入,能不能不切开,经皮进入,即MIPO经皮钢板置入的方法。这样使得血运得到了保护。经皮置入钢板,不可能是绝对的稳定,肯定是相对的稳定,因此就提出所谓微创钢板置入的概念。


    微创操作技术
    经过软组织窗口进达骨骼
    减少医源性软组织损伤
    保护软组织及骨折端血运
    良好的骨折愈合生物学环境
    要求
    骨干骨折间接复位
    保护软组织
    相对稳定
    间接复位的方法:牵引、枕垫、Joystick(摇杆)、外固定架、撬拨复位、钳夹复位(点状复位钳,Collinear forceps)、AO distractor、Ex Fix(外固定架)。复位好了后,我们再打入锁髓内针或钢板,MIPO打入钢板也可以。
    还有一个办法是我们用解剖接骨板来进行复位:先把接骨板经皮打入,使接骨板贴合骨面的状态下拧入螺钉。还可以用髓内钉进行复位,先把髓内钉自近端打入,再用近端找远端,对合后穿过。


    总结
    相对稳定
    间接复位
    功能复位
    骨折端微动
    保护血运
    愈合率高
    相对稳定要求的复位不是解剖复位,而是间接复位,要求达到功能性复位,骨折端可以有一定的微动,微动可以促进骨折愈合,另外它保护了血运,能够获得比较高的骨折愈合率。


    参考文献
    1.危杰(北京积水潭医院创伤骨科),《相对稳定固定的生物力学、技术和骨折愈合原理》,(微信公众号)创伤网络学院,20180928(视频原出处:CIFO基金会培训班(包头站))
    2.陈孝平、汪建平、赵继宗 主编《外科学》第9版,人民卫生出版社,2018
    3.Emanuel Gautier, Bridge plating, AO foundation. https://www.aofoundation.org/Documents/8_bridgeplating.pdf
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