骨科 2016 年 3 月第 7 卷第 2 期 Orthopaedics, March 2016 , Vol. 7, No. 2
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· 专家笔谈 ·
20 世纪骨科学进展 — —六个里程碑分析
秦泗河 刘振东
20 世 纪 骨 科 在 创 伤 修 复 、 肢 体 畸 形 矫 正 与 功 能
重建等方面取得了空前的发展 ， 特别是显微外科 、 脊
柱 矫 形 与 内 固 定 技 术 、 关 节 镜 技 术 、 人 工 关 节 、 骨 折
内 固 定 技 术 以 及 Ilizarov 技 术 的 发 展 成 就 了 新 学 科 ，
使医学理论 、 临床医疗发生突破性变化 ， 故被认为是
20 世 纪 骨 科 学 发 展 的 里 程 碑 。 这 些 发 展 促 进 了 骨
科 学 从 整 体 分 化 出 多 个 亚 学 科 ， 又 从 多 个 亚 学 科 回
归 到 个 体 化 肢 体 重 建 的 新 层 次 的 整 合 ， 从 主 要 关 注
骨与关节的损伤到关注整个肢体的运动健康 。 当我
们得益于前人所创造的技术成果时 ， 更应记住他们 ，
激 发 我 们 自 己 的 创 造 热 情 。 本 文 将 对 20 世 纪 骨 科
学进展进行简要回顾 。
一 、 显微外科
显 微 外 科 一 词 最 早 启 用 于 1892 年 ， 意 指 显 微 手
术 。 1897 年 Murphy 做 了 首 次 血 管 吻 合 。 Carrel 于
1902 年 发 明 了 三 定 点 血 管 吻 合 法 ， 1908 年 在 动 物 上
进 行 了 断 肢 再 植 实 验 ， 1912 年 因 血 管 缝 合 技 术 及 发
柱 后 路 矫 形 固 定 ， 被 称 为 脊 柱 内 固 定 及 脊 柱 矫 形 的
明器官移植而获得诺贝尔医学和生理学奖 。 先 驱 。 1963 年 Roy ? Camille 首 次 成 功 将 椎 弓 根 螺 钉
［ 3 ］
1960 年 ， 美 国 医 生 Jacobson 采 用 显 微 镜 技 术 进 应 用 于 临 床 。 到 了 80 年 代 ， Cotrel 等 发 明 的 C ? D 钉
行 吻 合 直 径 ＜ 2 . 0 mm 的 微 血 管 ， 并 采 用 了 微 血 管 外
棒 系 统 是 脊 柱 外 科 的 里 程 碑 性 的 事 件 ， 奠 定 了 如 今
［ 1 ］
科 的 提 法 ， 开 启 了 真 正 意 义 上 的 显 微 外 科 。 1962
的椎弓根内固定的基础 。 脊柱内固定器包括前路的
年 陈 中 伟 教 授 治 疗 的 世 界 首 例 断 手 再 植 获 得 成 功 。 钢 板 螺 钉 系 统 及 椎 体 间 融 合 器 等 。 CT 技 术 （ 1972
1963 年 Kleinertand Kasdan 报 道 了 1 例 拇 指 不 全 离 断 年 ） 、 MRI （ 1981 年 ） 对 脊 柱 外 科 的 发 展 起 到 了 巨 大 的
伤 再 植 成 功 。 1972 年 上 海 华 山 医 院 完 成 世 界 首 例
推进作用 。 脊柱内固定的理论基础是提供稳定和促
［ 2 ］
游 离 皮 瓣 移 植 。 临 床 上 突 破 性 地 成 功 打 开 了 显 微
进 融 合 。 现 代 脊 柱 矫 形 与 内 固 定 技 术 ， 几 乎 能 够 矫
外科发展的闸门 。 显微外科的发展促进了显微解剖 正 所 有 复 杂 的 脊 柱 畸 形 ， 做 到 稳 定 、 可 靠 的 骨 性 融
学的建立 、 显微手术镜的制造 ， 其出现解决了许多传 合 ， 然 而 也 因 此 出 现 了 脊 柱 矫 形 与 内 固 定 术 扩 大 化
统外科方法不能解决的问题 。
的现象 。
二 、 脊柱矫形与内固定技术
三 、 关节镜技术
脊 柱 外 科 的 起 步 得 益 于 18 世 纪 中 叶 后 逐 步 完 关 节 镜 最 早 起 源 于 日 本 。 1919 年 东 京 大 学
善 起 来 的 麻 醉 技 术 和 外 科 无 菌 技 术 。 20 世 纪 40 年 Takagi 教 授 首 次 使 用 膀 胱 镜 探 查 了 1 具 尸 体 的 膝 关
代 ， 脊 柱 外 科 只 能 采 用 钢 丝 或 螺 钉 进 行 简 单 的 固
节， 1920 年研制出第 1 套关节镜器械 ， 1931 年研制出
定 。 20 世 纪 50 年 代 Harrington 医 生 用 棒 和 钩 完 成 脊
直 径 3 . 5 mm 的 关 节 镜 ， 成 为 现 代 光 学 关 节 镜 设 备 的
雏形 。
1957 年 ， 现 代 关 节 镜 之 父 Watanabe 教 授 追 随 其
DOI ： 10. 3969 /j.issn. 1674 ? 8573 . 2016 . 02. 001
#
作 者 单 位 ： 100176 北 京 ， 国 家 康 复 辅 具 研 究 中 心 附 属 康 复 医
师 Takagi 教 授 的 研 究 工 作 ， 研 制 出 的 21 关 节 镜 被 视
院矫形外科 （ 秦泗河 ） ； 解放军第二三零 医院骨科 （ 刘振东 ）
为能真正成功检查及治疗关节病变的内镜系统 。
通信作者 ： 秦泗河 ， E?mail ： qinsihe@ 163 .com骨科 2016 年 3 月第 7 卷第 2 期 Orthopaedics, March 2016 , Vol. 7, No. 2
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关 节 镜 的 外 科 体 系 是 20 世 纪 70 年 代 在 欧 美 国 了骨折的治疗效果 。 其良好的治疗效果被誉为是治
家 得 以 形 成 ， 以 Jackson 和 O ’ Conner 为 代 表 的 医 生 疗下肢长骨骨折的金标准 。
在日本进修后进行了总结创新 ， 使欧美在理论 、 技术 骨 折 最 早 的 钢 板 固 定 始 于 1895 年 ， 由 Lane 设
［ 4 ］
及 设 备 等 方 面 超 越 了 日 本 。 微 创 化 、 有 限 化 、 再 生 计 。 1929 年 Lambotte 设 计 了 两 边 椭 圆 缩 窄 的 船 型
修复与重建是关节镜外科的理论基础 。 关节镜的应 钢 板 。 1948 年 Egger 设 计 了 带 单 侧 滑 槽 螺 孔 的 钢
用 已 经 从 膝 关 节 推 广 到 髋 关 节 、 踝 关 节 、 肘 关 节 、 肩 板 。 滑 槽 钢 板 的 问 世 带 来 了 最 早 的 钢 板 设 计 理 念 ，
关 节 等 部 位 ， 并 从 关 节 内 发 展 到 关 节 外 。 现 代 光 源 即 骨 折 断 端 间 应 该 形 成 有 效 靠 近 接 触 。 1949 年
技术及等离子射频技术等为关节镜技术的发展奠定 Danis 提 出 了 骨 折 加 压 固 定 的 概 念 ， 并 设 计 了 一 款 加
了 坚 实 的 基 础 ， 将 来 会 有 更 多 的 关 节 内 外 疾 病 在 关 压 钢 板 。 带 椭 圆 形 动 力 加 压 孔 的 钢 板 由 Bagby 和
节镜下得到治疗 ， 达到微创治疗与更好疗效的目的 。 Janes 于 1958 年 设 计 提 出 ， 成 为 现 今 动 力 加 压 钢 板
四 、 人工关节 的 原 型 基 础 。 20 世 纪 70 年 代 以 后 ， 应 力 遮 挡 效 应 问
人 工 关 节 置 换 最 初 采 用 非 骨 水 泥 型 。 1938 年 ， 题 的 深 入 讨 论 使 骨 折 弹 性 固 定 原 则 逐 步 得 到 公 认 ，
Wiles 用 不 锈 钢 作 髋 臼 与 股 骨 头 。 尔 后 Moor 开 展 了 并把钢板设计引入如下几个方向 ： ① 采用相对轻便 、
人 工 股 骨 头 置 换 术 。 1940 年 Wder 兄 弟 用 合 成 树 脂 弹 性 模 量 较 低 而 生 物 相 容 性 更 好 的 金 属 材 料 ， 目 前
制 造 人 工 关 节 。 1951 年 开 始 人 工 全 髋 关 节 置 换 主要是钛合金 ； ②减少钢板与骨骼的接触 ； ③ 降低钢
术 。 1952 年 Habowsh 用固 定牙 的丙 烯酸 脂固 定人 工 板的厚度和改变钢板的几何形状设计 。 钢板设计的
［ 7 ］
髋 关 节 ， 由 此 合 成 树 脂 开 始 用 于 人 工 关 节 的 结 合 。 改 进 使 长 骨 骨 折 愈 合 率 提 高 ， 在 90% 以 上 ， 锁 定 钢
1958 年 Charnhey 提 出 低 摩 擦 概 念 ， 用 聚 四 氟 乙 烯 髋 板在治疗复杂粉碎骨折方面取得了良好的效果 。
臼 和 金 属 股 骨 头 制 成 低 摩 擦 的 人 工 关 节 。 1962 年 骨折内固定的发展无疑是骨科发展的里程碑之
Charnley 把 高 密 度 聚 乙 烯 髋 臼 和 直 径 为 22 mm 的 股 一 ， 但 也 是 20 世 纪 骨 科 学 临 床 争 议 最 多 的 领 域 ， 在
骨头组成全髋人工关节 ， 并用骨水泥固定 ， 获得较满 这 一 领 域 ， 商 业 利 益 在 某 种 程 度 上 可 以 左 右 临 床 决
［ 5 ］ ［ 8 ］
意 的 效 果 ， 他 也 被 誉 为 “ 人 工 关 节 之 父 ” 。 自 此 ， 人 策 ， 使 许 多 闭 合 骨 折 人 为 的 变 成 开 放 性 骨 折 治 疗 ，
工 关 节 置 换 术 进 入 实 际 应 用 的 新 阶 段 。 到 20 世 纪 因内固定手术可能发生的骨感染 、 骨不连 、 骨缺损与
80 年 代 ， 通 过 研 究 假 体 表 面 孔 隙 与 骨 长 入 的 关 系 ， 拆除钢板后再骨折等问题 ， 没有从根本上解决 。
非 骨 水 泥 生 物 型 全 髋 关 节 置 换 技 术 逐 步 成 熟 ， 目 前 六 、 Ilizarov 技术
［ 5 ， 6 ］
的全髋关节置换已经以生物型全髋为主 。 Ilizarov 技 术 由 前 苏 联 骨 科 医 生 Ilizarov 创 立 ， 他
进 入 21 世 纪 ， 随 着 医 用 生 物 材 料 改 进 、 外 科 手 最伟大的贡献在于揭开了组织应对适量的牵拉刺激
术技术进步 、 医学工程技术的介入 ， 人工关节置换术 会 表 现 出 增 生 和 重 建 的 性 质 ， 即 Ilizarov 效 应 。 由 此
正在走向精确化 、 微创化 ， 手术成功率得到极大的提 外 固 定 肢 体 延 长 与 重 建 学 科 在 世 界 范 围 的 大 发 展 。
升， 假体的远期生存率也在不断改善 ， 人工关节置换 回 顾 历 史 ， 1903 年 意 大 利 Codivilla 用 胫 骨 斜 行 截 骨
术 成 为 骨 科 关 节 疾 病 治 疗 领 域 的 一 个 常 规 治 疗 手 加 跟 骨 牵 引 延 长 小 腿 ， 被 认 为 是 现 代 骨 延 长 技 术 的
［ 9 ］
段。 人工关节使骨关节运动功能障碍的重建由既往 先 驱 。 到 20 年 代 中 期 ， 肢 体 延 长 手 术 在 美 国 已 经
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依靠药物 、 自然的有限修复 ， 实现了程序化的手术替 积 累 了 较 多 的 病 例 。 Abbott 等 对 肢 体 延 长 手 术
代重建 。 做 出 了 杰 出 的 贡 献 ， 他 在 临 床 上 已 经 观 察 到 牵 拉 具
五 、 骨折内固定技术 有 刺 激 骨 痂 形 成 的 作 用 ， 并 观 察 到 延 迟 1 周 牵 拉 具
骨折内固定主要包括髓内钉技术和钢板固定技 有 一 定 的 好 处 ， 在 器 械 的 设 计 上 已 经 具 有 环 式 外 固
术 。 真 正 意 义 的 金 属 髓 内 钉 由 Smith ? Petersen 于 定 架 的 初 步 构 型 。 Ilizarov 完 善 了 环 式 外 固 定 的 设
1931 年 报 道 。 德 国 人 Küntscher 在 二 战 期 间 发 明 了 计 ， 在 临 床 和 动 物 实 验 基 础 上 总 结 出 了 牵 拉 成 组 织
“ V ” 形 髓 内 钉 和 不 锈 钢 三 叶 草 髓 内 钉 ， 对 髓 内 钉 的 的 张 力 - 应 力 法 则 。 张 力 应 力 法 则 不 但 适 用 于 牵 拉
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发 展 作 出 了 杰 出 的 贡 献 。 50 年 代 出 现 了 扩 髓 和 不 成 骨 ， 还 适 用 于 软 组 织 的 修 复 与 形 态 重 建 。 在 随
扩髓行带锁髓内钉技术 。 髓内钉的设计目前已经有 后的临床应用中完善了断层解剖学及成角与旋转中
多种改进 ， 包括 ： 倒打髓内钉 、 多向锁定钉 、 股骨近端 心 的 畸 形 矫 正 原 则 。 Ilizarov 技 术 以 缓 慢 牵 拉 为 基
髓内钉等 。 髓内钉的适应证几乎扩展到股骨全长及 础， 依靠生命组织的自我修复能力 ， 使时间成为临床
大 部 分 胫 骨 骨 折 ， 微 创 的 闭 合 复 位 穿 针 技 术 更 提 高 治 疗 的 第 四 维 空 间 ， 已 经 逐 渐 触 及 组 织 再 生 的 最 基骨科 2016 年 3 月第 7 卷第 2 期 Orthopaedics, March 2016 , Vol. 7, No. 2
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本的细胞法则 ， 在组织修复 、 畸形矫正方面创造了无 种植 。
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数的奇迹 。 在 未 来 ， 人 类 有 可 能 将 某 种 组 织 形 成 蛋 白 种 植
在 本 人 主 导 下 完 成 了 Ilizarov 技 术 的 中 国 转 化 ， 到肌肉或大网膜上 ， 进而诱导干细胞的定向转化 ， 这
融 入 了 达 尔 文 自 然 选 择 进 化 论 、 中 国 道 法 自 然 文 化 或 许 意 味 着 对 糖 尿 病 和 肝 衰 竭 的 崭 新 治 疗 方 式 ， 也
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思 想 ， 提 出 了 骨 科 （ 肢 体 ） 自 然 重 建 理 念 。 就 是 因 意 味 着 烧 伤 病 人 将 告 别 植 皮 手 术 。 可 以 展 望 21 世
地 、 因 时 、 因 人 选 择 符 合 生 命 自 然 规 律 的 医 疗 模 式 ， 纪 将 是 生 物 学 的 世 纪 ， 创 造 人 类 符 合 自 然 生 态 环 境
控制适当的应力刺激 ， 应用适合个体的医疗方法 ， 当 的世纪 ， 设计与维护人体健康的世纪 。
应 力 推 拉 符 合 肢 体 不 同 层 次 的 组 织 生 命 代 谢 平 衡
参 考 文 献
时， 生命组织就会顺应医疗目标的要求 ， 沿着正常形
［ 1 ］ Izci Y, Timurkaynak E. A short history of the microsurgery training
态 的 方 向 再 生 、 修 复 、 重 建 。 自 然 重 建 理 念 指 导 下 ，
and research laboratory at Gulhane Military Medical Academy ［ J ］ .
能 用 简 单 方 法 治 愈 许 多 疑 难 骨 科 杂 症 ， 降 低 医 疗 风
Turk Neurosurg, 2010, 20 ( 2): 269 ? 273.
险， 使医患容易和谐共处 。
［ 2 ］ 张 涤 生 . 显 微 外 科 的 历 史 回 顾 和 展 望 ［ J ］ . 中 华 显 微 外 科 杂 志 ,
2006, 29 ( 1): 1? 3 .
回 顾 20 世 纪 矫 形 外 科 发 展 的 里 程 碑 事 件 ， 我 们
［ 3 ］ Boos N, Webb JK. Pedicle screw fixation in spinal disorders: a Eu ?
发现创伤骨科修复与矫形外科的发展主要得益于两
ropean view ［ J ］ . Eur Spine J, 1997, 6( 1 ): 2 ? 18.
个方面 ： ［ 4 ］ 吴 海 山 . 关 节 镜 外 科 的 国 际 发 展 趋 势 与 中 国 关 节 镜 外 科 的 崛
起 ［ J ］ . 中华外科杂志 , 2011 , 49( 7): 578 ? 580 .
1. 现 代 科 技 及 工 程 技 术 方 面 的 发 展 ， 比 如 材 料
［ 5 ］ Yamada H, Yoshihara Y, Henmi O, et al. Cementless total hip re ?
制造 、 计算机技术 、 精密加工 、 现代光源技术 、 显微镜
placement: past, present, and future ［ J ］ . J Orthop S, 2009 , 14( 2 ):
技术 、 各种计算机辅助设计 、 辅助成像技术等 。 借助 228? 241.
［ 6 ］ Pulido L, Rachala SR, Cabanela ME. Cementless acetabular revi ?
现 代 科 技 ， 人 类 可 以 进 行 高 仿 生 型 解 剖 型 假 体 及 钢
sion: past, present, and future. Revision total hip arthroplasty: the
板 的 设 计 ， 各 种 科 技 手 段 已 使 各 种 腔 镜 及 通 道 下 的
acetabular side using cementless implants ［ J ］ . Int Orthop, 2011 , 35
微 创 手 术 成 为 可 能 ， 并 取 得 良 好 的 疗 效 。 微 创 矫 形 ( 2): 289 ? 298.
［ 7 ］ Uhthoff HK, Poitras P, Backman DS. Internal plate fixation of frac ?
外 科 将 成 为 21 世 纪 的 重 要 发 展 方 向 ， 现 代 科 技 的 发
tures: short history and recent developments ［ J ］ . J Orthop Sci,
展 也 必 将 为 21 世 纪 矫 形 外 科 的 发 展 提 供 强 大 的 推
2006, 11 ( 2): 118 ? 126.
动力 。 ［ 8 ］ Sarmiento A. The relationship between orthopaedics and industry
must be reformed ［ J ］ . Clin Orthop Relat Res, 2003, ( 412): 38? 44.
2. 矫形外科的发展得益于生物学基础研究及基
［ 9 ］ 潘 少 川 . Ilizarov 技 术 在 肢 体 延 长 临 床 应 用 的 进 展 ［ J ］ . 中 华 小 儿
本 理 论 的 发 展 ， 比 如 显 微 解 剖 学 、 断 层 解 剖 学 的 建
外科杂志 , 2000 , 21 ( 2): 73.
［ 10 ］ Abbott LC. The operative lengthening of the tibia and fibula ［ J ］ . J
立， 张力应力法则 、 骨折弹性固定原则的确立等 。 人
Bone Joint Surg Am, 1927 , 9( 1): 128? 152.
体 再 生 修 复 的 生 物 学 理 论 研 究 在 20 世 纪 也 取 得 了
［ 11 ］ Abbott LC, Saunders JB. The operative lengthening of the tibia and
重 大 进 展 ， 其 代 表 性 成 果 是 骨 形 成 蛋 白 的 发 现 及 牵
fibula: a preliminary report on further development of the princi ?
ples and technic ［ J ］ . Ann Surg, 1939 , 110 ( 6 ): 961 ? 991.
拉 成 组 织 理 论 的 提 出 。 展 望 21 世 纪 ， 组 织 再 生 的 干
［ 12 ］ Spiegelberg B, Parratt T, Dheerendra SK, et al. Ilizarov principles
细胞学理论已经从基础研究过渡到应用 。 实验表明
of deformity correction ［ J ］ . Ann R Coll Surg Engl, 2010 , 92( 2 ):
血 管 内 皮 细 胞 最 适 合 做 为 损 伤 及 力 学 脉 冲 的 感 受
101? 105.
［ 13 ］ 秦 泗 河 . Ilizarov 理 论 与 技 术 在 骨 科 学 界 不 同 反 响 的 思 考 ［ J ］ . 中
器 ， 将 力 学 脉 冲 转 化 为 骨 修 复 的 生 物 学 脉 冲 。 现 有
国矫形外科杂志 , 2007 , 15 ( 2 ): 159? 160 .
的证据高度提示骨折愈合过程并非是一个漫长的连
［ 14 ］ 秦 泗 河 . Ilizarov 技 术 与 骨 科 自 然 重 建 理 念 ［ J ］ . 中 国 矫 形 外 科 杂
［ 15 ］
续 过 程 ， 而 是 一 个 间 断 脉 冲 式 的 重 复 过 程 。 干 细
志, 2007 , 15( 8): 595 ? 596 .
［ 15 ］ 刘 振 东 , 马 梦 然 . 骨 折 愈 合 理 论 研 究 现 状 ［ J ］ . 中 国 矫 形 外 科 杂
胞 在 组 织 修 复 中 的 地 位 基 本 确 立 。 Wolff 定 律 的 细
志, 2010 , 18( 16): 1401? 1405 .
胞学基础将在不久的将来得以揭示 。有关骨形态发
（ 收稿日期 ： 2015? 11? 30 ）
生 蛋 白 的 研 究 也 高 度 提 示 一 个 崭 新 的 概 念 ， 即 细 胞 |
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