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外固定技术在骨科运用的若干问题探讨

 whhpzyy 2016-01-23




1840年,Malgaigne首先使用外固定支架治疗骨折,开启了外固定支架临床使用的先河。20世纪中后期,随着张力-应力法则的提出,Ilizarov技术逐步成熟并得到广泛推广,成为等同于显微外科、脊柱矫形、关节镜、人工关节和骨折内固定的骨科6大技术之一。目前,外固定支架的理论基础和临床应用已日趋完善,并广泛应用于骨折固定肢体延长、四肢骨缺损、骨不愈合、畸形矫正、肢体功能重建等治疗。


本期重点号刊登了一组外固定支架相关的临床研究文章,包括:外固定支架骨延长或骨搬运技术治疗严重胫骨开放性骨折及骨缺损、外固定支架进行复杂足踝部畸形矫正和外伤后关节僵硬矫正的成功经验、不同外固定支架的疗效对比分析,和外固定技术的相关问题和注意事项,客观、全面地反应了外固定支架在临床上的应用。现就外固定技术使用的一些热点问题进行相关探讨。


骨缺损伴软组织创面修复


创伤性骨缺损往往是复合性组织缺损,而创伤后骨髓炎在病灶清除、感染骨段去除后也常常遗留较大面积软组织缺损。随着显微外科技术的发展,各种组织瓣的临床应用已能满足各类软组织缺损的修复要求,但同时合并骨感染及骨缺损时,其治疗策略仍存在争议。本期专题中,徐永清、韩庆海等采取在缺损两端用克氏针固定皮肤与骨段、软组织与骨段同步牵伸关闭创面的方法,取得了满意疗效。


根据张力-应力法则,生物组织缓慢牵伸产生一定张力,可刺激组织的再生和活跃生长,在骨搬运的过程中,依附在骨段上的软组织因存在张力也不断延长,伴随搬移骨段或新生骨痂一同移向缺损部,最终实现软组织缺损修复,无需组织瓣修复。但我们也要注意,缺损创面有可能长期裸露、大量渗出造成体液和蛋白的丢失,频繁换药增加患者痛苦和医生工作量。


因此,创面的处理也应结合创面的情况、患者的治疗意愿以及将来可能进行的手术来综合考量。如创面不大,两侧骨端均有正常皮肤覆盖,进行骨段搬移的同时软组织牵伸生长,创面可逐渐关闭。如果创面较大、有骨外露,则进行局部带蒂皮瓣覆盖创面。小腿遭受创伤时,软组织缺损部位主要位于前方和内侧,后外侧因软组织较为丰富且隐蔽,常不易受损,可用作邻近组织瓣的供区。具体是采用单纯骨搬运还是皮瓣加骨搬运修复骨缺损伴软组织创面,医生可以根据自己的技术水平来掌握。


骨延长和骨搬运


短缩并截骨延长与骨搬运是治疗四肢长骨骨缺损的常用方法,各有其适应证及优、缺点。一期短缩加延长对于<5 cm的胫骨缺损和软组织缺损较为满意,其优点是两侧骨断端直接对合,愈合时间快,力线控制好,不容易出现轴向偏移。但对于="">5 cm的长骨缺损,由于短缩处形成皮肤皱褶,肢体局部增粗、血管迂曲易导致肢体血供障碍,肌肉松弛、力量下降。对于>5 cm的骨质缺损患者,骨搬运是更为理想的治疗选择。其优点是维持肢体长度,无短缩引起的皮肤、肌肉皱褶、血供障碍、肌肉松弛等情况,但搬移过程中组织切割较多,骨段易出现轴向偏移,如搬移时间长,会师处骨断端多有萎缩和硬化,加之软组织嵌顿,往往需要再次手术干预骨折才能愈合。针对胫骨大段骨缺损患者,本期徐永清、韩庆海等均采取骨搬运的方式,且在远、近端两处截骨,加快了搬移过程,缩短了疗程。而康庆林等则采取短缩延长的方式,其亮点在于一期短缩时骨折端急性成角,使创面得以直接闭合或大幅缩小开放性创面。但是在使用这一方法时,必须注意2个问题:一是急性成角必须以不影响肢体血供为前提,二是牵开延长时必须评估皮肤愈合处的牵张耐受力。


外固定器构型


目前常见的外固定器主要是Hoffman二代、Bas—tiani单边和Ilizarov 3大类。Hoffman二代以弹簧夹和棒为主,主要用于开放性骨折的固定。Bastiani架以单边单维或单边三维为特点,兼具骨折固定和部分矫形功能。Ilizarov外固定器以环和针为主要构件,以牵张成骨为主要特色,可以延长、输送、矫形。夏和桃等改良的外固定系统是Ilizarov外固定器的发展和延伸,用途更为广泛。外固定器组合灵活,千变万化,其置放是一项兼顾原则性和创造性的技术。必须根据具体病症及伤情进行构型,确定好“刚性”与“弹性”之间的平衡点,协调好“牵伸”与“加压”之间的关系。稳定性取决于以下因素:固定针距骨折端的距离、每个骨折块上固定针的间距和数量、连接杆与骨骼的距离、连接杆的数量和构型。不稳定的外固定会延迟骨折愈合过程,但是太坚强的外固定同样会延迟骨折愈合过程。有时需通过部分或完全负重和(或)改变外固定支架构型对原本非常稳定的固定进行动力化。


本期成亮等比较了单边与环式外固定支架在下肢长干骨骨缺损治疗中的疗效,认为两者在疗程、疗效与并发症方面无明显差异。需要说明的是,从力学结构来看,环式结构比单边结构具有更好的力学稳定性,同时环式结构决定了其能向各个方向进行调整,增加足部部件能同步进行足部牵伸,避免足跖屈畸形。因此,对于复杂的骨缺损患者和需要动态调节修正的矫形患者,环形外固定支架更具优势。而外固定器构型的“个体性”和“创造性”在本期的另外3篇文章中亦得到充分体现。本期康庆林等运用环式外固定支架一期短缩成角、二期延长治疗小腿复合组织缺损,在一期短缩成角时,为解决两部分模块难以匹配的问题,采用的方法是预构支架而不锁定其折弯程度,将支架套入肢体后再根据需要来调整轴向铰链的位置,并安装合适的旋转铰链。而在解决后期延长、难以增加环这一问题时,作者又采取了和韩庆海等一致的方法——斜拉针或线缆牵引。斜拉针的使用,优势如下:①简化结构,缩减部件;②减少牵引中皮肤切割;③最大程度地利用骨质资源,特别适合远、近段残存骨质少的患者。但该技术也对进针角度、进针位点提出了更精确的要求,以保证拉力均等及冠状位与矢状位上骨段的平衡。另外本期赵国红等在利用微创牵伸技术治疗假性马德龙畸形时,其外固定构型也颇具新意,均体现了外固定器构型创新性和个体化的特点。


截骨部位

相比一处截骨,两处截骨最大的优点在于提高了延长速度,缩短了治疗周期,同时会师处骨硬化或骨萎缩的程度明显减小,为会师处骨折愈合提供了更佳的条件,其最佳适应证是胫骨中段大段骨缺损。本期中徐永清和韩庆海均采取了两处截骨、相向搬移的方法治疗胫骨大段骨缺损。


膝关节下6 CB和踝关节上8 cm是常用的截骨部位,因此双处截骨要求远、近端均要有足够长的骨量,以完成截骨及牵引环安放和骨段固定,否则将出现截骨处牵引环无法放置或会师处牵引环提前相遇的情况。但斜拉针和线缆牵引技术的出现为两处截骨提供了更好的技术保证,其优势在于构型简化和部件减少,增加了操作空间和牵引距离。针对干骺端残留骨量不足的情况,亦可运用该技术进行两处截骨搬运,从而减少牵引时间,缩短治疗疗程。


局部缓释系统


感染性骨不连或骨缺损的病灶处往往血液循环差,全身使用抗生素时,不论静脉滴注或是肌肉注射,病灶周围有效浓度低,疗效欠佳。1970年van de Belt等㈨首次提出将抗生素加入聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate,PMMA)中,使抗生素直接在局部释放,由此开始了局部抗生素缓释系统的研究和应用。本期徐永清等局部放置含万古霉素的PMMA棒治疗骨缺损区及截骨处感染,取得了较为满意的疗效。唐辉等针对下肢髓内钉所致慢性感染性骨缺损,采取开窗置管、庆大霉素液体持续冲洗的方法也取得了满意疗效。


一般来说,金黄色葡萄球菌、A组溶血性链球菌及革兰阴性杆菌是引起慢性骨髓炎的最常见病菌。根据细菌学及药理学,治疗药物最常用氨基糖苷类,其次为B.内酰胺类及喹诺酮类。局部缓释系统中抗生素选择要符合以下要求:对引起慢性骨髓炎的常见致病菌敏感;局部释放浓度高于致病菌的最低抑菌浓度数倍(通常为10倍);不进入全身系统循环;不引起不良反应;在体温及液体环境中稳定,不引起继发感染№1。在缓释系统中常选用庆大霉素和万古霉素。目前,用于缓释系统的材料可分为非降解性和可降解性2类。PMMA是非降解性材料的代表。混合了抗生素的PMMA可缓慢释放抗生素数月,在局部形成数倍于抑菌浓度的药物浓度,从而发挥抗炎作用。但其释放浓度随时间推移而下降,且表面容易有细菌生物膜生长,可发生原发或继发细菌感染。因此,当PMMA的抗生素释放浓度低于预防浓度时,需取出PMMA。高分子聚合物如聚乳酸、聚乙醇酸等是可降解性材料的代表。与非降解材料相比,可降解材料不用手术取出,而且在降解过程中会出现抗生素的二次释放,增强抗菌效果。目前庆大霉素胶原海绵已被用于慢性骨髓炎的治疗。


足踝部畸形矫


对于复杂的足踝畸形患者,传统的三关节融合方法虽能解决一些问题,但其皮肤软组织并发症和患足缩小等后遗症很多。而利用环形、螺杆及铰链为主要组成部分的Ilizarov外固定器完全避免了这些问题,借助“缓慢的力量”逐步实现复杂足踝部畸形的矫正。


本期朱跃良等利用Ilizarov技术结合肌腱延长术治疗创伤后跟腱挛缩、踝关节背伸受限的患者,根据患者胫底角的不同分度采取不同的矫形架构型进行治疗,为避免矫正过程中出现距骨的前脱位和撞击,将铰链旋转中心由踝关节内外踝尖的连接点移至更远、更靠前的位置。这是一些非常宝贵的实践经验。


在利用Ilizarov技术矫正足踝部畸形、重建足踝功能时,需要根据足踝畸形性质、类型,穿针、安装相应的外固定牵伸器,术后通过调整前后左右不同方向的牵拉装置,按三维方向的运动要求延长或扭转各部件的间距,从而缓慢、持续地矫正足的内翻、内收和下垂足畸形。该方法适用于治疗成人僵硬性畸形足、创伤后畸形和退行性关节疾病、踝关节融合失败以及垂直距骨等多种伴发足部畸形的疾病。在足踝组织牵拉再生的同时还可以重建微循环,改善患足的血液循环,治疗缺血性足病。对于踝关节纤维僵直和关节退行性变患者,通过带关节铰链的牵拉使踝关节在适度分离状态下活动,可改善踝关节骨关节炎的症状与功能,避免或延缓踝关节融合和关节置换。但需强调的是,矫形过程中一定要每周摄片复查,了解足部各关节情况,根据实际情况调整构型和牵引方向、速度,避免出现关节脱位、关节撞击等并发症。


关节挛缩的外固定矫正


Ilizarov技术应用于肢体畸形矫正最大的优势是可以获得骨、软组织及关节畸形的同步矫正,其风险低,创伤小,畸形矫正完全,复发率低。术前需要通过临床特征和x线仔细分析畸形的特性,确定畸形的成角旋转中心。依据畸形的特点设计安装外固定构型,可带或不带有关节铰链,术后通过调整牵伸螺杆以逐渐矫正成角、旋转和肢体短缩,恢复良好的机械和解剖轴线。本期何大炜等利用松解术结合铰链式外固定支架治疗极重度创伤后肘关节僵硬,取得了满意疗效。当铰链用于关节畸形或挛缩的矫正时,铰链的轴心应与关节的旋转中心一致,否则容易导致关节的脱位和局部软骨的挤压受损。关节的旋转中心是固定不变的,最常涉及肘、踝和膝关节。在肘关节为滑车和肱骨小头的中心连线,体表标志为内髁下方与外髁的连线;而踝关节则为内外踝尖的连线;膝关节为伸直位时,髌骨上缘向后方垂线与股骨干后缘延长线的交点。掌握这些基本判断方法对临床手术帮助很大。


“水无常形,兵无常势”,任何技术的运用都是因势利导、具体问题具体分析。惟有充分认识外固定器的力学性能、作用原理,领会生物学固定的核心,理解外固定支架的治疗原则,正确把握适应证,真正掌握外固定支架的使用技术和注意事项,该项技术的优势和疗效才能得到充分体现,让更多的患者得到满意的治疗。


参考文献(略)

(收稿日期:2015-10-10)

(本文编辑:张以芳)



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