医学精品课件：内固定进展.ppt

1、骨折内固定进展,南华大学附二院 创伤及关节外科 谭文甫,2002.5 AO Reference Center (China),传统时期骨折的治疗,历史考证 在19世纪上半叶，骨科手术总是摆脱不了感染的困扰，只有在极其良好的条件下，才能进行骨的手术。18281850年，欧美的Rodgers、Cheesman和Branger-Fraud等人开始用银丝对肱骨和股骨进行缝合和环扎固定。1870年Branger-Fraud出版了Trait de l immobilisation direct des fragments osseux dans les fractures一书，总结了当时大量的骨折手术治疗

2、病例。,历史考证 随着Pasteur物理消毒法的出现，1867年，Joseph Lister发明了化学消毒剂经过20多年，外科无菌术得到了长足的发展，为骨科内固定手术的发展创造了基本的条件。 1875年Franz Konig首次报道使用螺丝钉固定骨折。 1886年Carl Hansmann在汉堡首次报道使用金属接骨板螺丝钉固定骨折。 1907年Albin Lambotte首次介绍了“骨折接合术”（Osteosynthesis）这一新名词。 1907年Fritz Steinmann开始使用Steinmann钉治疗骨折 1927年Martin Kirschner开始使用Kirschner针（克氏针

3、）治疗骨折 1931年Fritz Konig出版了Operative Chirurgie der Knochenbrche一书。 1938年Robert Danis使用丝攻和皮质骨螺丝钉对骨折进行加压双皮质固定。 1939年Gerhard Kntscher首次报道使用V形髓内钉治疗骨折，并在俄芬战争中大量使用。 1941年三叶草形截面的Kntscher髓内钉（梅花针）面世。 1942年 Gerhard Kntscher出版了Technique of Intramedullary Nailing一书。 1950年 Robert Danis出版了骨折固定的理论和实践 1958年瑞士AO小组成立。

4、1960年AO首次提出骨折治疗的四个基本原则。,AO骨折治疗原则 Arbeitsge-meinschaft fur Osteosynthesesfragen 二十世纪四十年代末和五十年代，尽管在骨折内固定领域出现一些优秀的发明家和技术创新，但是对于如何进行手术治疗并没有标准的“ 法则”。大多数的长干骨和关节骨折往往由于骨折病、关节强直、畸形、创伤性关节炎和感染而导致病人肢体残废。 AO原则的出现，在当时首次为骨折的治疗确立了标准，获得了相对较为满意的临床结果，所以被大多数骨科医生所接受。,AO 是从何时成立的?,成立于1958年11月,H. Willenegger,M. Allgwer W.

5、Bandi M. E. Mller R. Schneider,AO / ASIF,AO Arbeitsgemeinschaft fr Osteosynthesefragen ASIF Association for the Study of Internal Fixation,传统的AO骨折治疗原则1960 解剖复位与重建 骨片加压与坚强固定 保留骨的血运 早期无痛活动,绝对稳定/坚强固定的理念为骨科医生广泛接受，以此理念为指导，设计了一系列的内固定器械,拉力螺丝钉固定（Lag Screw Principle） 圆孔接骨板加压器（Plate+Compression Device) 动力加压接骨

6、板（DCP） 有限接触动力加压接骨板（LCDCP） 点接触接骨板（PCFIX） 微创固定系统（LISS） 锁定加压接骨板（LCP） 有限接触锁定加压接骨板（LCLCP）,绝对稳定 / 坚强固定,J.Charnley（1948）膝关节加压固定融合 Robert Danis（1949） 骨片间加压固定的概念 AO/ASIF（1958）拉力螺丝钉原则 骨片间的螺丝钉加压固定是最早单独应用于临床的加压固定方法与装置，1960年在此基础上出现接骨板加压器（Compression Device）。,拉力螺钉原则,滑动孔,骨折线,螺纹孔,螺钉,错误,正确 螺钉与骨折线成 90 o,绝对稳定 / 坚强固定,1

7、960年，在接骨板加压器（Compression Device）的基础上1969年出现了动力加压接骨板（Dynamic Compression Plate）。1981年AO改良了DCP螺钉孔提出了DCU设计概念（Dynamic Compression Unit），从而使接骨板螺钉孔内也能较为自由地进行拉力螺丝钉固定。但是上述所有的装置及其设计思路均围绕于坚强固定/绝对稳定的概念。,(Dynamic Compression Plate) DCP Plate,动力加压,钢板,骨与螺钉,绝对稳定 / 坚强固定,常规接骨板固定的稳定性取决于接骨板与骨面的摩擦力,绝对稳定 / 坚强固定,90年代初，瑞士

8、达沃斯AO研究中心的Tepic、Perren 等认识到接骨板和骨的界面在保留骨的血运方面起重要的作用，当接骨板压向骨面所产生的摩擦力可以提供固定的稳定性，但也会直接干扰接骨板下方骨的血运，造成接骨板下方骨皮质典型的结构性改变。,钢板对骨的压迫降低骨膜血运,骨折与血运,骨是脆性材料：刚度大，强度高 玻璃， 橡胶 骨折：骨膜、滋养血管和软组织直接损伤，骨折内爆（implosion蹦碎 ），加重损伤。 骨折端血运：骨的营养血管损伤、收缩，骨折端血运平均下降50,绝对稳定 / 坚强固定,大家发现绝对稳定 / 坚强固定术后25月在内植入物附近的骨皮质会发生暂时性的骨质疏松，使骨折愈合的时间延长，并会发生

9、再骨折的危险。 根据Wolff定律（1892年），早期多数学者将其归因于应力遮挡作用（Uhthoff-1971、1983，Akeson-1976，Woo SL-1976，Claes L-1981，朱振安、戴克戎-1994）。,绝对稳定 / 坚强固定,1991年，AO研究中心的Gautier E、Perren SM等在动物实验研究中发现，即使使用弹性模量较小，应力遮挡作用较小的塑料接骨板时，只要接骨板与骨面间存在较紧密的接触，同样会造成接骨板下方骨皮质的早期、暂时性的骨质疏松。 所以目前认为，坚强内固定后接骨板下方的骨质疏松并非单纯归因于应力遮挡作用，而更多是与接骨板下方骨皮质血供受扰有关。遭受

10、长期应力遮挡而发生骨丢失情况仍可以用传统的Wolff定律来解释。（Huiskes R-2000）。,破坏血运,绝对稳定 / 坚强固定,基于上述研究结果，AO在传统DCP接骨板的基础上，在接骨板下方制作了切割槽，1990年推出了Limited ContactDynamic Compression Plate即有限接触动力加压接骨板LCDCP 。与传统DCP接骨板相比，接骨板下方骨皮质的局限性骨质疏松状况得到了改善。,LCDCP,DCP,LC-DCP,Limited Contact - Dynamic Compression Plate,钢板的凹槽 降低钢板与骨面之间的接触从而降低钢板下骨质疏松的

11、发生 允许骨折部位细胞的长入,绝对稳定 / 坚强固定,为了进一步减少接骨板与骨面的接触，最大程度保留骨皮质的血运，1995年AO提出点接触接骨板PCFIX（Pointed Contact）。,绝对稳定 / 坚强固定,其实早在1975年，AO的Ganz、Perren 等在坚强固定的动物实验生物力学研究中发现在皮质骨中的内植入物有数个微米的位移，从而引起与其接触的骨皮质发生骨吸收的现象。这种坚强固定后的骨吸收大大降低了整个内固定结构的稳定性，从而会导致不良的治疗效果。,绝对稳定 / 坚强固定,在传统接骨板螺丝钉固定模式下，由于钉骨界面的骨吸收会造成螺丝钉的位移，固定结构的整体稳定性下降,绝对稳定

12、/ 坚强固定,1995年，AO组织在Tepic S和Perren SM研究的基础上，提出了Locking锁定的概念，从而使用锁定螺丝钉和带螺纹孔的接骨板，以期解决常规螺丝钉固定时所产生的问题。 接骨板与螺丝钉锁扣固定的出现是接骨板骨折内固定发展史中的一次革命性的理论变革，从而出现了内固定器（Internal Fixator）。自PCFIX之后，AO的R.Frigg推出了微创固定系统 LISS（Less Invasive Stabilization System）。,传统钢板,骨膜受压,骨受压,锁定钢板,骨膜不受压,骨不受压,生物力学差别,传统螺钉,单钉稳定,摩擦力稳定,锁定螺钉,整体稳定,成角

13、稳定,绝对稳定 / 坚强固定,骨片间的加压固定是绝对稳定 / 坚强固定的基础，而骨折的 I 期愈合模式是这种固定方式的理想结果。,绝对稳定 / 坚强固定的骨愈合,1949年，比利时Robert Danis X线随访发现在骨片间加压固定的病例，未发现有外骨痂。 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）。稳定的固定和骨片间的加压会导致骨的直接愈合，没有外骨痂的形成。这种愈合模式直接跨越了组织分化、骨吸收与骨形成等过程而直接进入最后骨内哈佛氏管的再塑与重建。,绝对稳定 / 坚强固定,骨折的 I 期愈合是骨片间的加压和坚强固定的治疗结果

14、，而过多外骨痂的产生说明固定节段仍有不稳定的因素存在。AO早期较为推崇的坚强固定原则在60年代末70年代初被广泛应用于骨折治疗。 由此也发现了许多临床问题。,22例股骨干粉碎骨折使用钢板内固定 内固定失败: 37% 的病例 术后无保护负重和股骨内侧骨皮质粉碎或缺损 Tong GO, Lim SL.(Ann Acad Med Singapore 1982 Apr;11(2):142-4),内固定并发症 (11%) : 松动2.5%, 移位 1.0%, 内固定断裂 7.5%), 延迟连接 (3%), 骨不连 (4.5%), 成角畸形 (2.5%) 股骨不等长 (5%). Wagner R, Wec

15、kbach A.(Unfallchirurg 1994 Mar;97(3):139-43),32例股骨干骨折使用DCP治疗 内固定失败: 6.3%, 螺钉松动3%, 再骨折3% 骨不连3% Cheng JC, Tse PY, Chow YY.(Injury 1985 Sep;16(8):529-34),86例股骨干骨折切开复位钢板内固定 术后随访77例骨折(90%)12-72月(平均 38月) 最常见的并发症是钢板疲劳断裂 Thompson F, OBeirne J, Gallagher J, Sheehan J, Quinlan W.(Injury 1985 Sep;16(8):535-8)

16、,Magerl等(1979)报告，并发骨不连的可高达14%，钢板及螺钉弯断的达12.2%,绝对稳定 / 坚强固定的问题,感染（包括骨与软组织的感染） 内固定失败（内固定物的松动、位移、脱出、断裂等） 骨折愈合不良 骨折不愈合 再骨折 仔细分析这些问题或失败病例，大多数是节段粉碎性的长干骨骨折，尤其是如股骨等负重较大的肢体骨折。,典型病例,典型病例,典型病例,典型病例,典型病例,绝对稳定 / 坚强固定的问题,固定的稳定性,骨与软组织的血运,问题原因分析,在60年代70年代中后期，经典的AO原则被广泛应用于临床的骨折内固定治疗。虽然AO在成立之初便将保护骨与软组织的血供作为第3条原则以引起治疗者的

17、注意。但是在当时的临床实践中，大多数骨科医生过分追求骨折的解剖复位和固定的稳定性，从而忽略了骨与软组织血运的问题，导致了较多临床并发症的出现。 这些并发症基本上可以归因于两方面的因素： 骨及其周围软组织的生物环境 骨折内固定的稳定性,问题原因分析,骨及其周围软组织的生物环境 骨折内固定的稳定性 对于复杂的粉碎性骨折，手术时广泛的切口暴露、直接的骨折复位技术、骨膜的广泛剥离、内固定物直接压迫骨面、大量内植入物的使用往往不可避免地会导致局部组织的抵抗力下降，引发伤口愈合不良、感染、骨坏死、骨折愈合障碍等临床并发症。 （Heitemeyer 和 Hierholzer 1980）,生物性骨结合术 Bi

18、ological Osteosynthesis,生物性骨结合术的（BO）概念,近数十年来，骨折内固定逐渐从强调固定本身的机械力学特性向更加重视固定的生物学特性方向转变。使用间接复位方式来降低手术创伤，比较弹性的固定方式并不强调精确的解剖复位，但能促进骨痂的形成。这种方法被称为“ 生物性的内固定” 。,生物性骨结合术（BO）概念回顾,从80年代开始，由于受到在小骨骼上使用大的接骨板会发生较多临床并发症报道的影响，Brunner 和 Weber介绍了波纹接骨板（Wave Plate）。Heitemeyer 和 Hierholzer 开始使用桥接接骨板 （Bridge Plate）治疗长干骨粉碎性骨

19、折取得了良好的治疗效果。他们认为这种方法主要有下列优点： 避免接骨板接触骨折区域，减少对血供的影响 允许在骨折区域进行“ 皮质骨松质骨” 植骨 改变接骨板所承受的应力使之成为单纯的牵张应力,生物性骨结合术（BO）概念回顾,1989年，Kinast 等人回顾了47例股骨粗隆下骨折使用95髁部角接骨板治疗组的临床结果。其中24位（1组）患者是在1981年以前接受的手术治疗，当时使用的方法是直接骨折解剖复位，坚强内固定。另外23例（2组）使用间接复位技术，同样进行坚强内固定。尽管两组病例在患肢总体功能恢复上临床结果比较接近，但是治疗过程仍明显存在差异：,1988年，Johnson报道 5 例股骨远端

20、4部分粉碎性关节内骨折的病例。使用直接骨折复位方法整复关节面，间接整复干骺端骨块。X 线片平均愈合时间2.9个月，患者肢体功能优良。,生物性骨结合术（BO）概念回顾,生物性骨结合术（BO）概念回顾,1989年，AO的 Gerber，Mast ，Ganz 等人首次发表了使用间接复位技术的文献报道。这种技术特别适合于无法进行髓内钉固定的粉碎性关节和关节周围骨折。主要通过牵引技术达到骨折复位，从而能最大程度降低直接暴露和肌肉的剥离。首先使用骨片间加压螺钉重建关节面骨折块，然后跨越骨折区域固定于骨干部。,生物性骨结合术（BO）概念回顾,如前所述，接骨板下方骨皮质发生的骨质疏松表现并不是单纯由于内植入物

21、造成的应力遮挡所引起。Stephen Perren等人的研究表明这与接骨板压迫骨面引起血运障碍有关。 （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） 骨质疏松出现在骨塑形期，且多为暂时性 骨质疏松仅出现于接骨板下方血运受扰区域，在其他无机械应力作用部

22、位不出现 塑料接骨板能引起比不锈钢接骨板更严重的骨质疏松 同样使用接骨板，如果改善接骨板下方骨皮质的血运，能减轻骨质疏松的程度 接骨板压迫造成的血运障碍会导致局部骨坏死，影响愈合和骨内塑形。 如果骨坏死区域位于骨骼负重的张力侧，则易发生内固定物取出后的再骨折。,生物性骨结合术（BO）概念回顾,1990年，德国汉诺威创伤中心的Krettek、Wenda和其他一些学者开始将股骨肌肉下放置接骨板进行内固定的概念应用于临床治疗，获得了相当好的骨愈合率。从90年代中后期，MIPPO（Minimal Invasive Percutaneous Plating Osteosynthesis）概念仍存在很多争

23、论。 “ 经过皮下隧道盲插接骨板将会比传统外科手术暴露带来更严重的软组织损伤！” 。 Christopher Krettek的动脉穿支灌注研究表明：如在股骨骨折手术暴露时的血运损伤远远大于肌肉下接骨板的插入。Weller和Hotzsch认为MIPPO手术时应用点接触接骨板（PCFIX）和锁定螺丝钉单皮质固定会得到更理想的固定效果。,内固定器（Internal Fixator）的固定模式是目前认为较为理想的用于MIPPO的内植入物。实际上可以想象为是外固定支架的一种衍生变型。,生物性骨结合术（BO）,绝对稳定 / 坚强固定,相对稳定 / 稳定固定,骨及其周围软组织的生物环境 骨折内固定的稳定性

24、如果通过MIPPO技术、间接骨折复位技术和内植入物设计的改良大大地降低了对骨折区域血运的医源性干扰，有效建立适宜骨折愈合的骨及其周围软组织的生物环境，那么内固定的稳定性是否足够保证骨折的愈合？,生物性骨结合术（BO）,相对稳定 / 稳定固定的骨愈合,1979年，AO的 Stephen Perren等提出了 II 期骨折愈合的概念（或间接愈合）。骨折的间接愈合过包括一系列的过程：血肿机化、组织分化、骨折部的吸收、原始骨痂形成等过程，然后需要经过较长时间的骨内再塑形期即骨内哈佛氏管的再塑与重建。 Perren SM. Physical and biological aspects of fract

25、ure healing with special reference to internal fixation. Clin Orthop 1979;138:175-96.,生物性骨结合术（BO）,DCP/LC-DCP,PC-FIX / LISS / LCP,绝对稳定 / 相对稳定,其实早在1975年，AO的Ganz、Perren 等在坚强固定的动物实验生物力学研究中发现在皮质骨中的内植入物有数个微米的位移，从而引起与其接触的骨皮质发生骨吸收的现象。这种坚强固定后的骨吸收大大降低了整个内固定结构的稳定性，从而会导致不良的治疗效果。,生物性骨结合术（BO）,2000年，AO研究中心的 M.Borg

26、eaud, J.Cordey，P.-F. Leyvraz和S.M. Perren等人在INJURY杂志上发表了有关Mechanical Analysis of the Bone to Plate Interface of LC-DCP and of the PC-FIX on Human Femora一文，该文指出：根据Pauwels的张力带原则，当弯曲活动较高时，较高的应力往往集中在固定的两端，尤其是在接骨板固定的最近端，接骨板和螺丝钉将承受较大的应力。应用磁滞式应力监测器进行实验研究时发现，在应力或无应力作用下，LCDCP较PCFIX出现更多的移动，在股骨近端的LCDCP螺丝钉需拧的更紧，

27、而PCFIX则表现出更好的稳定性。,生物性骨结合术（BO）,早在1953年， 奥地利骨科之父Bhler就提出在保守治疗中骨折表面的吸收对骨折愈合是有利的。Bhler L. Die Technik der Knochenbruchbehandlung. Vol. 1. Wien:Verlag Maudrich, 1953. 1970年，Yamada报道了张力下细胞与组织的修复撕裂的有关研究。Yamada H. Strength of biological materials. Baltimore: Williams & Wilkins Co, 1970:99-104.,生物性骨结合术（BO）,1

28、978年，AO研究中心的Perren SM.和 Boitzy A.等人提出“ 张力理论” 的假设。组织就象细胞一样，当其所承受张力超过了既定组织的延伸度，会导致组织撕裂，从而无法形成新生组织。Perren SM, Boitzy A. Cellular differentiation and bone biomechanics during the consolidation of a fracture. Anat Clin 1978;1:13-28. 2001年，AO研究中心的 Hente R, Lechner J, Fuechtmeier B, Schlegel U, Perren SM.

29、等人研究发现在一定程度不稳定的情况下，骨吸收会增加活动面之间的距离，从而会减少变形或修复组织的张力。 Hente R, Lechner J, Fuechtmeier B, Schlegel U, Perren SM. Der Einfluss einer zeitlich limitierten kontrollierten Bewegung auf die Frakturheilung. Hefte Unfallchirurg 2001;283:23-4. 由于大块骨缺损在坚强固定下无骨的生长，所以少量应力刺激似乎是机械诱导骨痂形成的前提条件。,生物性骨结合术（BO）,简单骨折和粉碎性骨折承

30、受张力的情形是截然不同的。生物性接骨板内固定最初只是用于粉碎性骨折的固定。如果将这种固定方式用于简单的骨折会产生问题。粉碎性骨折的骨折线能分解应力，粉碎的骨片能分担应力的作用，使应力能分解并处于可承受的范围。然而简单的骨折却无法转化这种应力，当应力超过修复组织所能承受的范围，骨折的生长会受到影响。,“ 生物性的内固定” 的概念仍在进一步的发展。 目前AO认为的“ 生物性接骨板内固定” 的临床指征应为无法进行或不能进行交锁髓内钉固定的关节和或邻近关节的粉碎性骨折，特别是干骺端的粉碎性骨折，包括长干骨骨干部的节段粉碎性骨折。 目前公认的“ 生物性接骨板内固定” 应包括下列内容： 有限切开周围软组织

31、进行必要的暴露 使用直接（针对关节面解剖复位）和间接骨折复位技术 使用较长的桥接接骨板跨越骨折粉碎区 保留骨折粉碎区的血肿 最大程度降低内植入物与骨面的接触面 使用锁定的内固定器 使用更少的固定螺丝钉 如果配合MIPPO技术则更佳,生物性骨结合术（BO）,生物性骨结合术（BO）,由于内固定方式的改变，所以患者术后的功能锻炼也应根据固定的情况作相应的调整,注意,当骨折的血运严重地破坏，骨坏死需要数月的时间得 以恢复。常规的加压固定能对骨内塑形与重建提供长 时间的保护。 如果局部骨血运良好或软组织与骨之间能建立良好的 血液供应，生物性接骨板固定是一个最佳的选择。 在同一骨折部位不能同等使用上述两种方法。根据应 力理论无论是绝对稳定还是弹性固定，都需要骨折间 隙的存在。所以，不同技术的联合使用必须慎重。,现代的AO骨折治疗原则2000 通过对骨折复位和固定以恢复原有的解剖关系 根据损伤和骨折的具体情况进行稳定的固定 谨慎操作以保证骨和软组织有充足的血运 患者及手术部位可以进行早期安全的活动,THANK YOU 2011年5月,