影響骨折鋼板內(nèi)固定穩(wěn)定性因素

宋景侖 張奉琪 王鵬程

鋼板內(nèi)固定是治療骨折的主要方法之一，它能使患肢早期進(jìn)行主動(dòng)和無(wú)痛性功能活動(dòng)，為骨折的修復(fù)和關(guān)節(jié)功能迅速恢復(fù)提供一個(gè)良好的生物學(xué)和力學(xué)環(huán)境，使骨折在功能活動(dòng)中愈合，功能在骨折修復(fù)中恢復(fù)。因此，被臨床廣泛應(yīng)用。然而，在長(zhǎng)期的臨床實(shí)踐中也發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題。其中，骨折遲延愈合、不愈合幾率仍較高，主要原因是骨折鋼板固定后穩(wěn)定性較差所致。有關(guān)因素總結(jié)如下。

1 鋼板的長(zhǎng)度與形狀

當(dāng)鋼板固定不夠堅(jiān)強(qiáng)情況下，傷肢受到肌肉牽拉、負(fù)重、活動(dòng)等綜合外力的影響，骨折塊間產(chǎn)生微動(dòng)，必然導(dǎo)致鋼板的松動(dòng)、彎曲或折斷［1，2］。鋼板的選擇長(zhǎng)度至少為骨折端直徑的五倍，才能抵抗一定的剪應(yīng)力，達(dá)到有效固定［3］。在經(jīng)受懸臂彎曲方面鋼板的長(zhǎng)度是最重要的因素［4］，鋼板的長(zhǎng)度比螺絲的數(shù)量在向結(jié)構(gòu)提供抗彎強(qiáng)度上能起更大的作用［5］。不同形狀的鋼板對(duì)不同骨折的愈合作用不可低估［6，7］。

2 鋼板的位置

鋼板安放的位置對(duì)鋼板-骨骼系統(tǒng)的剛度以及鋼板所要承受的載荷是大不相同的，鋼板安放張力側(cè)時(shí)，鋼板-骨骼符合梁的剛度最大，其抵抗外界載荷時(shí)變形最?。?，9］。如果將鋼板置于壓力側(cè)，鋼板對(duì)側(cè)的皮質(zhì)骨由于彎曲張力的作用而出現(xiàn)分離現(xiàn)象，正常的生理載荷不能通過(guò)骨折截面的核心，大部分載荷經(jīng)過(guò)鋼板傳遞，最終導(dǎo)致鋼板彎曲或斷裂，因此鋼板應(yīng)安放在張力側(cè)［10］。

3 螺絲釘數(shù)目

趙志文等［1］認(rèn)為，骨折線遠(yuǎn)端第一枚螺釘缺少時(shí)，可使空釘處的鋼板上的應(yīng)力增加一倍，臨近螺釘上危險(xiǎn)處的應(yīng)力值也增加20%;骨折線近端第一枚螺釘缺少時(shí)，空釘處的鋼板上的應(yīng)力增加約70%，臨近螺釘上危險(xiǎn)處的應(yīng)力值也增加16%。兩端螺釘缺少時(shí)螺釘缺少時(shí)應(yīng)力值增加很小。缺少螺釘時(shí)鋼板上應(yīng)力增加的部位一般位于螺釘缺損處，而螺釘上出現(xiàn)應(yīng)力集中的位置在與空釘臨近的螺釘上。抵制扭轉(zhuǎn)載荷，螺絲的數(shù)目是最重要的因素［11］。李浩等［11］認(rèn)為已定鋼板長(zhǎng)度及工作長(zhǎng)度，螺絲釘數(shù)目對(duì)鋼板中央應(yīng)變及抗變剛度無(wú)明顯影響，但鋼板總應(yīng)變可能增加。有研究認(rèn)為如果是下肢骨折，在骨折區(qū)兩邊各用兩到三個(gè)螺絲就是夠了;如果是肱骨和前臂骨折，就在兩邊各用三到四個(gè)螺絲，交替用力;對(duì)于只有細(xì)小裂縫的輕微骨折，在骨折區(qū)兩邊應(yīng)減少一個(gè)或兩個(gè)螺絲孔促使自發(fā)性骨折愈合，包括新一代愈傷組織的形成;對(duì)于裂縫很大的骨折例如粉碎性骨折，建議安裝內(nèi)心螺絲，盡可能的接近骨折區(qū)，另外，鋼板和骨頭的距離要保持很近;使用較長(zhǎng)的鋼板以保證足夠的軸向硬度［12］。

4 螺絲釘位置

在一個(gè)模擬有裂隙的粉碎性骨折案例中，研究發(fā)現(xiàn)，螺釘應(yīng)該被放在盡可能靠近骨折處位置以減少鋼板應(yīng)力;在一個(gè)模擬有裂紋但無(wú)裂隙的橫斷骨折案例中，發(fā)現(xiàn)裂縫骨折時(shí)寬距離放置螺釘或者螺釘被遠(yuǎn)離骨折線則導(dǎo)致較低的應(yīng)變力［5］。在鋼板兩端按斜釘能增加固定強(qiáng)度［11］。有關(guān)該類實(shí)體標(biāo)本的生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)文章尚未見(jiàn)到。

5 鋼絲固定方式

術(shù)者為了使骨折解剖復(fù)位，將碎骨塊全部游離，用鋼絲單獨(dú)固定碎骨塊，或者在放置鋼板后為了加強(qiáng)穩(wěn)定性，再外加一道或多道鋼絲固定。雖然術(shù)后X線片顯示基本解剖復(fù)位，但進(jìn)行功能鍛煉后會(huì)出現(xiàn)鋼絲松動(dòng)，失去固定效果，且骨膜廣泛剝離后會(huì)影響骨折局部血運(yùn)及骨痂生長(zhǎng)，導(dǎo)致骨折延遲愈合［10］。所以在手術(shù)中對(duì)碎骨塊的處理能用螺釘固定的用螺釘固定，不能用螺釘固定的可考慮用克氏針固定，最好不用鋼絲。

6 壓力側(cè)骨皮質(zhì)缺損

傳統(tǒng)的張力帶固定原則，是將鋼板置于骨干的張力側(cè)，由鋼板產(chǎn)生壓應(yīng)力以對(duì)抗人體所產(chǎn)生的張應(yīng)力，促進(jìn)骨折的愈合［11］。但當(dāng)壓力側(cè)的骨皮質(zhì)產(chǎn)生缺損，無(wú)法承受壓應(yīng)力時(shí)，鋼板將要負(fù)荷較高的彎曲應(yīng)力，被施加循環(huán)載荷，使骨折固定不穩(wěn)，甚至可導(dǎo)致內(nèi)固定治療的失?。?2］，當(dāng)壓力側(cè)皮質(zhì)骨存在骨皮質(zhì)缺損時(shí)，將嚴(yán)重影響內(nèi)固定的穩(wěn)定，故對(duì)骨干壓力側(cè)存在骨皮質(zhì)缺損的病例，在進(jìn)行鋼板內(nèi)固定時(shí)，除應(yīng)十分重視壓力側(cè)骨塊的復(fù)位以恢復(fù)內(nèi)側(cè)的支撐力外，還應(yīng)注意保護(hù)骨塊的有效血運(yùn)，防止內(nèi)固定的失?。?3］。

7 骨折粉碎程度

靜態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)表明，如果由于粉碎骨折骨連接沒(méi)有在骨折區(qū)實(shí)現(xiàn)，更長(zhǎng)的作用力長(zhǎng)度會(huì)導(dǎo)致動(dòng)態(tài)負(fù)荷實(shí)驗(yàn)早期的失敗，在動(dòng)態(tài)負(fù)載過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)負(fù)荷分流，作用在螺絲和鋼板上的壓力會(huì)因?yàn)樽饔瞄L(zhǎng)度的增加而增加，在這個(gè)試驗(yàn)中，增加螺絲數(shù)目將有助于減少骨折區(qū)附近螺絲的壓力［12］。不同的粉碎程度對(duì)骨折的愈合有很大的影響［13，14］。

8 應(yīng)力遮擋

應(yīng)力集中于鋼板及骨折處，易發(fā)生鋼板折斷及再骨折。在骨折端的橫截面上，鋼板僅占整個(gè)橫截面的不足四分之一，加之鋼板的彈性模量比骨組織大許多倍，這便使得載荷及應(yīng)力應(yīng)變重新分配。具有較高彈性模量的鋼板必然承擔(dān)較多的載荷，而且，任何橫截面上的總負(fù)荷總是相同的，這便使較多的應(yīng)力或者說(shuō)大多數(shù)應(yīng)力集中在占較小橫截面積的鋼板上。隨著時(shí)間的推移，不斷的負(fù)重，長(zhǎng)期、反復(fù)承受較大載荷的鋼板，必將造成疲勞，最終斷裂。另一方面，對(duì)骨質(zhì)來(lái)說(shuō)，也因出現(xiàn)應(yīng)力集中而再骨折。骨的修復(fù)需經(jīng)歷血腫機(jī)化、原始骨癡形成以及骨塑性改造三個(gè)階段。其中，骨質(zhì)改造是一個(gè)較為漫長(zhǎng)的過(guò)程。骨質(zhì)中的骨小梁為適應(yīng)骨的力學(xué)需要進(jìn)行調(diào)整和改變其排列，最后使骨折痕跡在組織學(xué)上完全或接近消失，從而恢復(fù)其正常的力學(xué)結(jié)構(gòu)［15，16］。而在此之前，骨折處仍然是一個(gè)力學(xué)結(jié)構(gòu)的薄弱區(qū)，其強(qiáng)度大大低于健康骨組織。但在單位面積上承受的應(yīng)力常超過(guò)正常應(yīng)力的好幾倍［17］。因此，即使輕微的外力，也能因應(yīng)力的集中而發(fā)生再骨折。針對(duì)這一情況，在骨組織完全修復(fù)以前，告知患者注意保護(hù)患肢，避免有害的應(yīng)力作用，對(duì)預(yù)防斷裂無(wú)疑是有積極意義的［18］。

9 內(nèi)固定材料性能

由于傳統(tǒng)的鋼板內(nèi)固定過(guò)于堅(jiān)強(qiáng)，在這種內(nèi)固定條件下骨折斷端活動(dòng)度很小，骨折斷端缺少適當(dāng)?shù)膽?yīng)力刺激，從而導(dǎo)致骨質(zhì)疏松，張英澤等［19］設(shè)計(jì)的自動(dòng)生理加壓鋼板克服了上述鋼板的不足之處，隨著骨折斷端骨組織的缺血壞死，在肌肉收縮及重力的作用下，滑動(dòng)鋼板可以向骨折線處滑動(dòng)，從而使骨折斷端處均勻加壓，最大限度地避免了應(yīng)力遮擋，同時(shí)生物力學(xué)試驗(yàn)表明，該鋼板在抗扭轉(zhuǎn)、抗壓縮、抗彎曲方面的穩(wěn)定性與普通鋼板元差別。

10 功能鍛煉和負(fù)重

不適當(dāng)負(fù)重練習(xí)會(huì)在骨端產(chǎn)生應(yīng)力，引起內(nèi)固定松動(dòng)、失效，進(jìn)而影響骨折愈合，只有通過(guò)臨床和X線證實(shí)的情況下，才能完全負(fù)重［20］。骨折愈合和內(nèi)固定失效實(shí)際上是一個(gè)競(jìng)賽過(guò)程，若骨折在內(nèi)固定失效之前已愈合，那么就不會(huì)發(fā)生內(nèi)固定失效，因此必須要明確“骨質(zhì)必須保護(hù)內(nèi)固定”這一概念。

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