大多数四肢骨折的正常骨愈合时间为8周,然而约有10%的骨折会发展为骨不连,严重影响患者肢体功能的恢复。骨不连是一类严重的骨折并发症,也是骨科医生临床工作中的难点与挑战。今天,就来了解一下骨不连的相关知识。
骨不连的定义仍具有一定争议,美国AAOS的诊断标准为:
骨折后至少9个月,或连续3个月动态观察,未见到骨折有明显的愈合征象;
应注意到该定义并未考虑不同部位骨折愈合速度的不同,以及治疗过程中骨折部位是否发生过一些影响骨折愈合的并发症;
骨不连一旦发生,如不借助外科手术干预,则骨折很难愈合。
诊断时包含两个要素
骨折愈合的条件
骨折愈合的自然过程
▲ 塑形期
骨折的一期愈合(直接愈合)
骨折的二期愈合(间接愈合):
当生理负荷作用于骨折断端时,可以使骨折端产生相对的移位,移位程度与外力成正比,与固定材料的刚度成反比。
Perren的应变理论:应变是外力作用下某组织(肉芽组织、软骨痂、硬骨痂)的形变。其衡量方法是形变的长度Ⅱ1除以该组织的总长度1,单位是%,骨骼的应变能力是2%,软骨痂的应变能力是10%,而肉芽组织的应变能力为100%;当局部的应变小于编织骨承受的程度,骨痂可以发生骨性相连;而局部的应变过大,机体会通过增加骨痂量(增加分母1)来缩小应变允许的范围,这也是增生性骨不连形成的原因。
二期愈合与一期愈合对比
不同内置物的愈合模式
髓内钉:髓内钉属于弹性固定器材,带锁髓内钉可以减少有害的旋转活动和垂直方向上的微动,有利于骨痴形成,骨折愈合模式为二期愈合。
DCP、 LC-DCP钢板:通过动态加压完成骨折端的加压。就理论而言,其愈合模式为一期愈合。
LCP钢板:应用较为灵活,对于简单骨折可以按照加压的方式进行绝对稳定固定,获得一期愈合;对于粉碎骨折可以通过桥接固定,产生内固定支架的效果,获得相对稳定固定,属于二期愈合。
骨不连的全身因素
骨不连的局部环境因素
▲ 特殊部位骨骼的血供单一,如胫骨干为单一营养血管供应,骨折后远端失去血供。
A:复杂骨折发生时,骨折端的游离骨块处于缺血状态(深色区域标识骨的缺血坏死区);
B:骨折发生数月以后,断端两骨块同各自的主骨通过骨痴愈合,但骨折中心区仍没有愈合;
C:骨折几年后,尽管有骨膜成骨以及骨的爬行替代,但骨折不愈区合仍然存在。
▲ 股骨内侧骨缺损失去支撑,内固定存在严重的机械不稳,钢板出现疲劳断裂。
选用了不合适的内固定器材可以造成骨折端力学稳定性差,如在某些位置使用强度较低的1/3环形钢板、克氏针、直径过细的髓內钉固定,断端活动程度超过成骨细胞所能承受的范围,反复活动导致钢板疲劳折断。
应用了错误的固定理念,如简单骨折断端遗留间隙,未获得接触和加压,可以导致断端处钢板应力集中。
在某些力学结构比较特殊的部位如股骨近端、复位不良、遗留内翻畸形等,会造成力臂变长易造成内固定失效。
骨折端和周围软组织感染是骨不连的直接原因。
感染可以导致滋养血管闭塞,骨折端坏死。
感染性肉芽组织长入骨折端,形成骨折接触不良。
感染还可以导致内固定松动,造成机械性不稳。
▲ 感染性骨不连
A:局部可见皮肤窦道、脓性分泌物;
B:X线表现:骨折端吸收,可见一环扎钢丝,局部骨密度增高,死骨形成。
钢板断裂的认识
骨不连:骨折的任何固定都是临时的。骨折与内固定之间可以理解为一种竞赛关系:正常情况下,随着骨折的愈合,将逐渐分担内固定所承受的力学载荷,骨折愈合后内固定就失去了作用;如果骨折在规定的时间内没有愈合,特别是存在骨缺损的情况下,内固定在反复的应力作用下就会发生疲劳折断或螺钉松动等并发症。
内固定应用欠科学:内固定物的错误选择,操作不规范,拙劣的手术技术以及对骨折类型认识不足等许多因素,均可导致内固定的失败。内固定置入过程中,应兼顾生物力学和骨折的生物学两大原则。以牺牲软组织血供为前提,过分地追求解剖复位,从而导致骨延迟愈合甚至骨不连等并发症,是钢板断裂的另一个主要因素。
功能锻炼欠科学:内固定初期,骨折尚未愈合,此时进行过度的功能锻炼会超过钢板承受的力学极限,发生疲劳折断。
内固定质量问题:随着铸造和加工技术的进步,内固定的质量逐渐提高。内固定质量问题所导致的钢板断裂非常罕见。
目前应用较为广泛的骨不连分类方式是Weber-Cech分型,利用放射线、锶-85放射性核素吸收以及切片等研究方法,按骨折断端是否存在血供、是否具有再生的活性分为两大类。
富血供-有活性的骨不连
象足形骨不连:骨折端明显增生,形成大量的骨痂,骨折断端活性好,多由于固定不稳定、制动不充分或过早地负重行走等因素造成。
马蹄形骨不连:骨折端中度增生,形成少量的骨痂,多由于钢板螺钉内固定后中等程度不稳定,骨折断端形成一定的骨痂但不足以愈合,并且可能存在少量的硬化。
营养不良性骨不连:该类骨折并非富血供,然而在断端仍可见血管和骨痂形成,通常继发于明显移位的骨折、骨折端分离或者复位不良。
▲ 富血供-有活性的骨不连
A:象足形骨不连;
B:马蹄形骨不连;
C:营养不良性骨不连
乏血供-无活性的骨不连
楔形骨不连:骨折区域中间楔形骨块的血供减少或缺失,楔形骨块可与一侧主骨块愈合,而另一端发生不连,通常继发于钢板螺钉固定胫骨干的楔形骨折。
粉碎性骨不连:骨折区域中一块或多个中间骨块发生坏死,影像学证实无任何骨痂生长,通常继发于应用钢板螺钉固定的粉碎骨折。
缺损性骨不连:长骨干部分节段性缺失,初始时断端仍有活力,但骨折无法通过缺损的区域愈合,一段时间后断端逐渐萎缩,通常继发于开放骨折、骨髓炎截骨术或者骨肿瘤切除术。
萎缩性骨不连:骨折断端骨质疏松并萎缩,继发于中间骨块缺失或者无成骨能力的瘢痕组织嵌入骨折断端。
▲ 乏血供-无活性的骨不连
A:楔形骨不连;B:粉碎性骨不连;
C:缺损性骨不连;D:萎缩性骨不连
上述骨不连的分类都是基于局部血供和解剖形态划分的,并非基于病因学的分类,对临床治疗有指导意义的分类方法包括以下五种分类。
增生性骨不连
▲ 示意图
营养不良性骨不连
因创伤、医源性损伤等因素导致的骨折端缺血,影响了骨折愈合,可以伴随或不伴随骨缺损。
缺血的骨折块可以与主骨块连接,但是两个彼此缺血的骨块很难连接。
介于增生性骨不连和萎缩性骨不连之间的个类型,属于二者之间的一个过度状态。
▲ 股骨干骨折钢板螺钉固定后骨不连
A:术前X线片,可见为B1型骨折;
B:采取切开复位钢板螺钉内固定术,骨折获得解剖复位。但是,蝶形骨块与主骨块之间无加压,钢板相对较短,螺钉分布过于密集,骨折端必然存在较大的应力集中;
C:术后7个月X线片,可见蝶形骨块同两侧主骨块之间没有连接,骨折间隙较前加大,骨痂生长不明显。
萎缩性骨不连
▲ 肱骨外科颈骨折
A:术前X线片;
B:采用切开复位螺钉、钢丝捆扎、结合克氏针固定,术后石膏辅助固定;
C:术后4个月拆除克氏针,术后16个月X线片,可见断端骨质丢失,发生萎缩性骨不连
感染性骨不连
A:患者左侧股骨干骨折,髓内钉内固定术后感染;
B:取出髓内钉,置管盥洗控制感染,继发感染性骨不连。片中可见到骨膜反应和死骨。
假关节性骨不连(假性滑膜关节)
A:假关节性骨不连示意图。可见假性滑囊、滑液和骨髓腔闭塞;B:左侧肱骨干骨折,进行切开复位内固定术,钢板固定失效后导致假关节性骨不连。
骨折后疼痛的鉴别诊断
骨不连的影像学评估
▲ 股骨干开放骨折,清创术后行髓内钉内固定术,术后15个月
A:X线侧位片,可见断端前方骨皮质似乎有连接;
B-D:行CT平扫,矢状面重建,连续切面观察,明确骨折不愈合。
骨不连的实验室评估
一般情况:包括血常规、生化、电解质甚至免疫状态和激素状态等,重点评估患者的营养状况、代谢状况、合并疾病。
炎性指标:对怀疑感染的患者,检查其红细胞沉降率和C反应蛋白,不仅作为诊断提示,也可作为治疗感染过程中的动态监测。
病原学检查:对于感染性骨不连的患者,应对骨不连部位进行穿刺活检,鉴定病原体种类和病原体。
骨不连的综合评估
骨不连的位置:关节内、干骺端、长骨干;
骨不连是否合并畸形;
是否有活动性感染;
是否有骨骼缺失,或覆盖的软组织缺失;
是否有滑膜覆盖的假关节形成;
根据骨不连的类型判断局部血液供应情况;
是否有内固定物不稳定。