螺纹外露对外固定架钉道感染的影响

曹杰 吕辉照 赵枫 龚冰南

外固定架钉道感染在临床上比较常见，临床上主要通过钉道护理和改进螺钉材料来预防钉道感染［1］。外固定架置钉时螺纹可能位于皮外，也可能位于皮内，螺纹外露与否对钉道感染产生影响，尚无相关文献报道。我院自2003年12月至2017年1月采用单边外固定架临时固定治疗胫腓骨开放性骨折332例，现对病例资料进行回顾性分析，探讨螺纹外露对钉道感染的影响。

资料与方法

一、纳入与排除标准

纳入标准：①符合胫腓骨开放性骨折的诊断标准；②具有单边外固定架固定指征；③Schanz螺钉进钉点皮肤完整。

排除标准：①Schanz螺钉进钉点皮肤损伤，包括擦挫伤、裂伤等；②合并大面积肌肉坏死，无保肢的指征；③合并严重血管损伤，无保肢的指征。

二、一般资料

回顾性分析2003年12月至2017年1月我院骨科共收治的胫腓骨开放性骨折病人332例，均采用单边外固定架临时固定。其中男220例，女112例；左侧177例，右侧155例；年龄为（33.4±2.6）岁（27～51岁）。受伤原因：摔伤120例，高处坠落伤42例，车祸伤135例，机器伤35例。按Gustilo分型：Ⅱ型79例，Ⅲ型253例。清创与手术时间为（182.4±27.9）min（62～214 min）。伤口闭合方式：二期缝合62例，植皮覆盖50例，皮瓣转移220例。外固定架固定时间为（76.3±9.2）d（66～93 d）。合并症：糖尿病12例，营养不良7例。合并伤：颅脑损伤8例，血气胸2例，肋骨骨折11例，空肠破裂1例，锁骨骨折4例，肱骨骨折12例，尺桡骨骨折6例，骨盆骨折1例，股骨骨折2例。

按螺钉的螺纹是否外露皮外，分为皮外组与皮内组，其中皮外组164例，皮内组168例，两组年龄、性别、侧别、外固定时间、Gustilo分型、清创与手术时间、伤口闭合方式及合并症的比较，差异均无统计学意义，具有可比性，见表1。

三、治疗方法

手术在全麻或腰硬联合麻醉下进行。清创伤口污染及坏死组织后，采用创口脉冲冲洗系统（WZ⁃WDS⁃01，宁波五洲医疗器械有限公司）反复进行伤口冲洗。复位骨折后，选择单边组合式外固定架（常州奥斯迈医疗器械有限公司）进行临时固定，其中外固定Schanz螺钉直径4.5 mm，材料为符合国际标准化组织（international organization for standardization,ISO）5832⁃1的不锈钢。外固定架置入胫骨前内侧，分别在距离骨折端2 cm以上的胫骨远近端皮肤完整处，作长约0.5 cm纵行切口，钝性分离筋膜及皮下组织直达骨面，插入适当的钻头套筒，用直径3.2 mm钻头进行胫骨骨皮质钻孔，注意需钻透对侧骨皮质。取出钻头，通过套筒拧入已选好的Schanz螺钉，螺纹需到达对侧骨皮质，根据术中需要确定螺纹外露与否。同样方法分别在骨折远近端各置入2枚螺钉，2枚螺钉距离约3～5 cm。安装钉夹和连接棒，确认位置满意后，锁紧钉夹。伤口处理完毕后，针眼处无菌纱布覆盖。术后按常规预防感染治疗，每日酒精消毒针眼，无菌敷料敷盖。开放创面愈合后，拆除外固定架，更换为钢板或髓内钉内固定。

四、评价指标

（一）钉道愈合情况

根据世界卫生组织（World Health Orgniazation,WHO）《外科手术部位感染的预防指南（2017）》［2］，将钉道愈合情况分为3个等级。甲级：愈合优良，组织无不良反应。乙级：愈合欠佳，愈合处有炎症反应，如红肿、硬结、血肿、积液等但未化脓。丙级：切口有脓性分泌物。

（二）钉道浅表感染

取出Schanz螺钉前，术野常规消毒铺无菌巾，取出螺钉后，立即用无菌拭子提取钉道浅表组织内的分泌物样本，送细菌培养，记录细菌菌种类型。

（三）钉道深部感染

在浅表分泌物提取结束后，局部再次消毒铺无菌巾，用20 ml注射器针头深入钉道直达骨隧道，抽取部分骨隧道内容物，送细菌培养，并记录细菌菌种类型。

五、统计学方法

表1 皮外组与皮内组一般资料比较

采用SPSS 19.0统计软件包（IBM公司，美国）进行统计分析，计量资料采用均数±标准差±s）的形式表示，组间年龄、外固定时间、清创与手术时间的比较采用独立样本t检验，性别、侧别、Gustilo分型、伤口闭合方式、合并症、愈合等级、感染例数的比较采用χ2检验，两组间细菌构成比采用秩和检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

结 果

一、钉道愈合情况比较

皮内组钉道愈合等级优于皮外组，差异有统计学意义（χ2=19.435，P=0.001），见表2。

表2 两组间钉道愈合情况比较（例）

二、钉道感染情况比较

皮外组浅表感染96例（占58.5%），皮内组浅表感染101例（占60.1%），差异无统计学意义（χ2=0.086，P=0.769）。所有浅表感染均通过换药痊愈。皮外组深部感染21例（占12.8%），皮内组深部感染2例（占1.2%），差异有统计学意义（χ2=17.362，P=0.001）。皮外组1例深部耐甲氧西林金黄色葡萄球菌感染，经抗感染、换药等治疗后感染控制不佳，予二期行清创术后痊愈；皮外组与皮内组其余感染病例均通过抗感染及换药等治疗后痊愈。外固定螺钉螺纹外露与内置感染情况如图1所示。

三、钉道感染与Gustilo分型的关系

GustiloⅡ型浅表感染21例，GustiloⅢ型浅表感染176例，差异有统计学意义（χ2=34.685，P=0.001）；GustiloⅡ型病人未出现深部感染，GustiloⅢ型深部感染23例。

四、感染细菌学分析

皮外组与皮内组钉道感染均以金黄色葡萄球菌为主要菌种，分别占84.5%与82.5%，而且两组间的细菌构成比比较，差异无统计学意义（Z=-0.135，P＞0.05），见表3。

表3 两组间钉道感染的细菌学比较

讨 论

图1 外固定螺钉螺纹外露与内置 a：外固定螺钉螺纹外露皮外，钉道少许分泌物，周围组织轻度炎性反应；b：外固定螺钉螺纹内置于皮下，周围组织无明显炎性反应

钉道感染是外固定支架固定的主要并发症之一，Jennison等［3］认为钉道感染可人为分为3个阶段，①炎症期：螺钉或外固定针由于材料刺激、皮肤压迫或摩擦导致皮肤激惹，可引起皮肤的急性炎性反应；②细菌定植期：细菌定植后可表现为钉道处皮肤红肿疼痛、渗液增加，细菌培养常呈阳性；③钉道感染期：细菌可侵入深层组织或骨组织，除有以上两个阶段的表现外，还伴随全身感染症状或螺钉的松动，大量流脓，细菌菌量明显增加。国内外针对钉道感染的研究，主要集中在外固定螺钉的材料、涂层或护理干预对感染的影响［4，5］。临床上因个体差异、病情需要或医生的个人习惯，Schanz螺钉的螺纹可能位于皮内或皮外，而螺纹外露是否对钉道感染有影响尚无文献报道。

一、螺纹外露对钉道愈合的影响

Lagerquist等［6］认为异物会延长创伤愈合的炎症阶段、延迟创口收缩和上皮形成，是创伤愈合的物理屏障，也可能是感染的源头。Britten等［7］对Ilizarov矫形病人进行观察，发现外固定钉道的炎性刺激常见，但大部分不会造成严重后果。Ozkan等［8］也对美国的2013例Ilizarov外固定病人进行长期随访，发现钉道不良愈合率约为19%～23%。但Britten等［7］和Ozkan等［8］的研究对象均为光滑的外固定针，外固定的Schanz螺钉对钉道皮肤的刺激是否类似尚不明确。

本研究中，螺纹置于皮内时钉道丙级不良愈合率为 1.8%（3/168），这与 Ozkan等［8］的研究相似。Warme等［9］在对公山羊骨折外固定研究中发现，相同曲面的固定针对骨和软组织的生物刺激效应相似，所导致的组织坏死和炎性刺激也相似。笔者认为螺纹置入皮下时，与皮肤接触的螺杆和克氏针的曲面相似，所造成的组织损伤和刺激类似。螺纹外露时钉道丙级不良愈合率为14.6%（24/164），远高于皮内组，螺纹外置不利于钉道的愈合，这可能是因为螺纹随着肢体的活动，对钉道周围皮肤组织形成反复的切割损伤，导致局部皮肤坏死或出血，使局部组织持续处于炎症期和增殖期，抑制了组织的愈合。炎性刺激所产生的肉芽组织、血循环较差，对细菌定植的抵抗能力差，可能为钉道感染埋下隐患［10］。所以笔者认为采用Schanz螺钉进行外固定时，应尽量将螺纹置入皮下或选择短螺纹的螺钉，避免螺纹对钉道周围组织的干扰。

二、螺纹外露对钉道感染的影响

国内外对外固定钉道感染率的报道差异较大。Cavusoglu等［11］报道1999年至2008年英国的外固定感染率为46.3%，但该研究中钉道感染不是以细菌学检查为标准，而是以钉道红肿热痛等炎性反应为标准，该感染率值得商榷。Cam等［12］对外固定架固定后可疑感染的病例进行细菌学检查，感染确诊率仅为20.1%，但未区分是浅表还是深部感染。

本研究的总体浅表感染率为59.3%（197/332），高于文献报道。在部分钉道甲级愈合的病例中也检出细菌，而且所有确诊为浅表感染的病例均通过抗感染治疗及换药后痊愈，未造成严重后果。原因可能是由于钉道局部刺激，在金属与皮肤组织周围形成环形腔隙，腔隙内的炎性组织或渗出物容易导致细菌的定植，但在机体免疫力正常的情况下，定植的细菌需要达到一定的数量才会致病。同时笔者在该研究中发现螺纹置于皮外和皮内时，浅表感染率分别为58.5%和60.1%，两者差异无统计学意义。推测与螺纹置于皮外形成的螺旋钉道相比，虽然螺纹置入皮内形成的光滑钉道有助于保护周围皮肤组织，但在浅表区域的保护作用较弱，无法阻挡细菌的定植，但可能有助于减少浅表区域定植的细菌数量，进而降低深部感染的概率。上述推测通过深部感染率的研究获得部分印证。皮外组深部感染率达到12.8%，而皮内组则仅有1.2%，原因除了浅表区域细菌数量不同，可能还与螺纹外露时与周围软组织形成的螺旋腔隙宽度较大，深部组织通过该腔隙与外界接触提升感染概率有关。而且由于肢体的活动，外露的螺纹与皮肤组织反复切割，可能导致钉道周围皮肤组织的坏死及继发的炎症、渗出，局部抗感染能力下降，这也更加容易导致细菌向深部转移。所以选择Scanz螺钉时应尽量选择短螺纹螺钉，螺钉尽量没入皮下层，减少螺纹对皮肤组织的切割。同时，在围手术期应提高对螺纹外露病人的钉道感染护理级别，加强钉道的抗感染护理，必要时可以使用抗生素类隔离药膏保护钉道。

本研究中发现，GustiloⅢ型的浅表感染率和深部感染率均明显高于GustiloⅡ型骨折，这与Elniel等［13］的研究结论相似。Elniel发现GustiloⅢ型的外固定钉道感染率为52%～79%，而GustiloⅡ型和Ⅰ型的钉道感染率仅为17%～30%和1%～3%，文献中观点认为创伤时的组织损伤及坏死程度决定局部血循环情况，血循环的破坏导致伤口抗感染能力下降。由于肌肉组织具有丰富的血循环，可以有效抵御细菌向深部组织侵袭，所以Scanz螺钉由肌肉丰富的小腿外侧入路可能也是不错的选择，但需要更多数据研究进一步支持。

三、螺纹外露对细菌菌种的影响

与开放性外伤相似的是，本研究中皮内组与皮外组感染的主要菌种为金黄色葡萄球菌，分别占82.5%与84.5%。虽然大部分感染均能通过抗感染治疗和换药痊愈，未出现严重后果，但皮内组仍出现1例耐甲氧西林金黄色葡萄球菌感染，通过复杂的手术处理后痊愈。所以笔者认为，在取出外固定螺钉时，如发现钉道周围有明显的炎性反应肉芽，不应简单归结为螺钉异物反应，建议常规行深部和浅部细菌培养，避免深部感染的严重后果，尤其对螺纹外露的病例应更为重视。

综上所述，外固定时螺钉的螺纹外露，会影响钉道周围组织的愈合，而且增加深部感染的概率，临床上应尽量将螺纹置入皮下或选择短螺纹螺钉。但本研究也存在不足，未对螺纹造成的钉道形态进行研究，也未进行钉道内定植细菌菌落总数检验，对其与深部感染的相关机制尚不完全明确，需进一步深入研究。