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非接触锁定钢板(NCB)结合MotionLoc螺钉内固定治疗股骨下段骨折31例

2022-04-23赵洪波徐志强曹成明杨东海梁辉赵凌燕戴富强房家康

生物骨科材料与临床研究 2022年2期
关键词:断端微动皮质

赵洪波 徐志强 曹成明 杨东海 梁辉 赵凌燕 戴富强 房家康

股骨下段骨折中大多数患者为高速损伤或高处坠落伤所致,在所有股骨骨折中,远侧股骨骨折的发生率为4%~7%,多需要手术治疗。常规内固定手术由于手术切口广泛,过分暴露骨折断端,常导致膝关节功能受限。动力加压钢板(dynamic compression plate,DCP)、锁定加压钢板(locking compression plate,LCP)通过螺钉与钢板之间锁定,实现内固定的角度稳定,可以避免内固定物对骨表面的压力和摩擦力,应力分布更均匀,能显著增强内固定对抗轴向负荷的强度[1]。但有生物力学研究显示LCP的高轴向强度阻碍了骨折断端的轴向微动,不利于骨折愈合[2]。自2017年12月至2021年2月,本院对股骨下段骨折采用有限切开复位骨折断端,制备经皮肌肉隧道置入非接触锁定钢板(non-contact bridge,NCB)结合MotionLoc螺钉固定,术后康复科会诊积极康复锻炼,取得了良好疗效,现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

全部病例为本院2017年12月至2021年2月收治的股骨下段骨折,采用捷迈公司的NCB锁定钢板结合MotionLoc螺钉微创内固定治疗的患者共31例。其中,男20例,女11例;年龄22~77岁,平均44岁;致伤原因:交通事故伤23例,高处坠落伤8例;骨折按AO分型标准:A1型2例,A2型4例,A3型8例,C1型3例,C2型6例,C3型8例,其中开放性骨折6例。术前检查,2例患者并发下肢深静脉血栓,介入科会诊后行下腔静脉滤器置入。入院后行患肢胫骨结节骨牵引,待病情初步稳定,肢体肿胀急性期过后手术治疗。开放骨折病例中2例行急诊清创骨折复位NCB锁定钢板结合MotionLoc螺钉固定,4例行简单清创缝合后行胫骨结节骨牵引,择期手术。手术时间为伤后2 h~10d,平均5.4d。

1.2 手术方法

术前30 min预防性应用抗菌素,麻醉成功后患者取平卧位,患侧臀部垫枕抬高使患侧肢体轻度内旋。对于涉及股骨髁关节面的骨折,取膝关节前外侧切口,将髌骨向内侧翻转或牵拉,显露关节面,直视下复位关节内骨折,使用克氏针临时固定,或空心螺钉固定。屈曲膝关节通过纵向牵引,撬拨复位骨折断端主干恢复股骨力线及长度,如骨折断端不稳定可在不影响钢板放置的情况下行交叉克氏针临时固定。对于粉碎性骨折复位干骺端骨块,克氏针临时固定。对于分离移位较大的骨干部骨折可用复位钳顺肌间隙钳夹复位。骨折块复位时注意不要过分分离骨膜及软组织,以防骨块游离影响后期愈合。对于不涉及股骨髁关节面的骨折,不再做软组织切开显露膝关节,以免对膝关节功能恢复造成影响,牵引复位骨折断端后交叉克氏针临时固定。取膝关节外侧切口。自股骨髁外侧置入股骨远端外侧NCB锁定钢板,近端通过皮肌肉隧道插入钢板。在钢板近端做小切口,确定钢板位置。C臂确认骨折对位对线好,钢板位置满意后,分别于骨折远近端拧入普通锁定螺钉和MotionLoc螺钉固定钢板及骨折断端,撤除用于临时固定的克氏针。C型臂透视下被动屈伸活动膝关节确定骨折断端稳定。MotionLoc螺钉的使用依据Bottlang等[3]的建议:①使用区域为骨干处;②骨折线一侧全部使用,或全不使用,关节区不使用。术后留置负压引流管,行膝关节前外侧切口的患者修复髌上滑囊后依次缝合切口,弹力绷带自足部至腹股沟处加压包扎。本组病例因均为初次骨折,骨折断端骨质无明显压缩及骨缺损,所以均未行植骨术。

1.3 术后处理

术后患肢持续冰敷24 h,下肢垫屈膝位抬高48 h,引流管依引流情况留置24~48 h。回病房后即请康复科会诊,复查下肢B超后,双下肢足泵气压治疗,并行主、被动足踝伸屈活动及股四头肌等长收缩锻炼。2例术前并发下肢深静脉血栓行下腔静脉滤器置入,2例并发术后肌间静脉血栓,这4例给予治疗量低分子肝素,其余所有病例术后均给予预防量低分子肝素。术后3 d,CPM机辅助膝关节功能锻炼,康复锻炼后膝关节及伤口周围冰敷30~60 min。术后4周,双拐不负重离床活动,术后6~8周扶双拐逐渐负重行走,弃拐及患肢完全负重时间视复查X线片骨痂生长情况确定。术后4、8、12周,术后6个月及1年常规随访。骨折愈合标准为:局部无压痛及负重后无痛,X线片显示骨折端有足量骨痂形成或骨折线消失。骨折愈合后按Kolmert标准[4]评价膝关节功能。

2 结果

本组所有31例病例均获得6~26个月的随访,平均15.4个月,均获骨性愈合,平均愈合时间12.8周(9~21)周,完全负重时间16.4周(12~24)周。2例因肥胖、吸烟史及糖尿病史出现伤口愈合不良,经换药后二期愈合。2例术前并发下肢深静脉血栓,术前即行下腔静脉滤器置入,给予治疗量低分子肝素3周后取出;2例并发术后肌间静脉血栓,单纯给予治疗量低分子肝素,不再予置入下肢静脉滤器特殊处理。无内固定断裂、深部组织感染及骨折不愈合病例。临床骨折愈合后参照Kolmert标准评定患肢膝关节功能:优23例,良6例,可2例,差0例,优良率93.5%。

典型病例:患者,男,56岁。致伤原因:交通事故伤,骨折按AO分型标准为C2型,入院后行患肢胫骨结节骨牵引,待病情初步稳定,肢体肿胀急性期过后手术治疗,手术时间为伤后第8天(见图1)。

图1 A.术前正侧位X线片;B.术中手术切口,钢板经骨折断端皮肌肉隧道插入;C、D.术后正侧位X线片;E、F.术后1个月显示骨折断端已有骨痂生长

3 讨论

股骨下段骨折包括股骨髁及股骨髁上骨折,多由暴力较大的交通事故或高处坠落引起,在松质骨与皮质骨移行的髁上发生骨折的几率更高。因暴力方式不同,骨折多为粉碎性或螺旋骨折,需要手术治疗。治疗的首要原则的是解剖复位关节面和肢体长度,以防发生创伤性关节炎和肢体短缩造成肢体功能障碍。随着对骨折愈合机制认识的加深,骨折治疗由早期的AO原则逐渐演变为BO原则,BO理论更注重保护骨折局部的血运,在治疗过程中不过分强调骨折断端的解剖复位和坚强固定。在BO理论的基础上,Farouk等[5]提出了通过优化改良手术方式完成长钢板固定的微创接骨板固定技术(MIPPO),该技术被越来越多的临床医生认识、接受并应用于骨折治疗。

3.1 手术方式对术后效果及膝关节功能的影响

传统AO理论强调充分暴露,直视复位,虽然降低了骨折复位难度,减少了术中照相和透视的频次,但也因显露过程中肢体软组织肌肉出现过多的损伤,对骨膜及周围软组织造成过度损伤,从而影响断端局部血运,增加软组织的修复时间及感染几率,同时影响骨折的早期愈合。广泛切开的软组织也会影响肢体血液及淋巴回流,在早期部分负重活动时出现长时间的肢体肿胀,对后期肢体功能锻炼带来困难,出现关节僵硬等功能障碍。BO理论强调生物学固定,不同于AO强调坚强的解剖复位。基于BO理论的MIPPO技术强调通过微创小切口来减少手术带来的副损伤,可以最大限度地保护骨折断端局部软组织及骨膜的的血液循环,同时强调选用合理有效的生物学固定措施。MIPPO技术下的微创内固定系统可通过生物学固定为骨折断端提供稳定性并利于骨折早期愈合,提高骨折愈合质量。除涉及关节面的关节内骨折,无论是简单骨折还是复杂的粉碎性骨折,过度地追求良好的解剖复位均会增加软组织暴露范围、手术创伤时间、骨折部位的血供破坏及术后感染的几率,造成骨折的延迟愈合甚至不愈合,在长时间的应力作用下,会因骨折断端的不稳定而应力集中于内固定物导致疲劳断裂[6]。从术后功能康复的角度来说,骨折愈合时间越短,就越有利于患者按照康复计划进行肢体功能锻炼,减少关节功能障碍等并发症。

3.2 骨折固定方式的选择

锁定螺钉内固定技术已被证实是一种行之有效的固定方法,锁定螺钉和锁定钢板相结合,在治疗骨质疏松性骨折和关节周围骨折中明显减少了内固定物断裂及螺钉拔出等内固定物失效的发生。在BO的理论体系中认为,传统锁定钢板在固定骨折断端时是靠桥接,此时的骨折愈合不是通过骨痂的一期愈合而是二期愈合来实现的。而骨痂的形成的主要来源于骨折断端的微动。目前,锁定钢板已经可以对骨折断端的血运做到最大限度的保护,但是其强度阻碍了骨折断端的轴向微动影响了骨痂的正常形成,不利于骨折的二期愈合[2]。张俊等[7]通过生物力学研究比较发现,股骨远端骨折无论是采用单侧钢板还是双侧钢板固定,都能实现生物力学稳定性,而在骨折端的微动及骨折愈合方面,单侧钢板固定更具优势。Bottlang等[8]报道,在骨折愈合过程中钢板侧形成的骨痂要明显少于对侧皮质部位,这可能和传统锁定钢板近钢板侧的微动要小于对侧皮质部位有关。Lujan等[9]通过回顾性临床研究发现,股骨远端骨折在使用传统锁定钢板固定时骨痂形成过程中远离钢板侧的骨痂要明显多于近钢板侧的骨痂。这种骨痂的不均匀分布会抑制骨折断端骨痂,从而影响骨折愈合。其总结传统锁定钢板内固定系统因刚性大、硬度高,微动刺激出现在骨折断端两侧少且不均匀,容易出现应力遮挡,骨痂形成不均匀的缺点而不利于骨折二期愈合。

为了降低内固定物刚度,减少应力集中,增加骨折断端适当的轴向微动及应力,促进骨折愈合,人们做了各种尝试,包括选用加长钢板固定,在骨折两端减少螺钉的固定数量来降低内固定物的固定强度,也尝试了采用不同材质的内固定等方法。孙再杰等[10]在治疗传统LCP内固定术后骨折延迟愈合或不愈合的患者时,再次手术治疗中通过将骨折端一侧锁定孔中的锁定螺钉替换成普通螺钉或改为普通螺钉经加压孔固定来实现LCP“动力化”,取得了满意的疗效,也通过生物力学动物实验证实有效,为临床应用提供了实验依据。但这些办法也只是提高钢板对侧皮质的活动度,近钢板侧皮质的活动度并没有改善,并没有解决内固定物远近两侧应力不均,后期生成骨痂仍会出现不均匀分布,并没有彻底解决影响术后骨折断端二期愈合的问题。

早在2005年,Bottlang等[3]就首次提出“对侧皮质锁定(far cortical locking,FCL)”的概念。MotionLoc螺钉就是在此概念下生产的特殊螺钉。MotionLoc螺钉经过特殊设计,为了实现在骨折断端固定后的两侧产生近似相同的微动,从而在骨折愈合时骨痂能够比较均匀的分布,仅在与钢板锁定的钉帽和和与对侧皮质固定的螺钉远端留有螺纹,与钢板近侧皮质接触部位的螺钉没有螺纹且周径较细,从而降低了螺钉在近侧皮质的固定强度。Bottlang等[11]在比较传统锁定螺钉系统与MotionLoc螺钉系统在轴向载荷下骨折断端间微动距离的实验室研究表明,特殊设计的MotionLoc螺钉在固定骨折断端后钢板近侧皮质的应力和微动较传统锁定螺钉固定有明显增加,而且几乎与远侧皮质的微动平行,两侧承受负荷时骨折端所受应力比较均匀,后期骨折愈合过程中也可在断端形成对称骨痂和促进骨折愈合。

3.3 术中及术后注意事项

术前维持足够重量的胫骨结节骨牵引,及时复查影像学资料了解牵引及骨折断端对位情况,甚至可以适当过度牵引以利于术中骨折端的复位。手术过程中遵守操作规范及NCB的操作原则,MIPPO微创操作尽量减少对肢体骨及软组织血运的干扰。术中软组织有限切开,对于关节内骨折可直视下解剖复位关节面,关节外骨折在保证力线的情况下尽量做间接复位减少软组织干扰。克氏针可以很好地将复杂骨折变为简单骨折处理并起到临时复位固定的作用。MotionLoc螺钉系统使用的NCB钢板分为3个功能区:①骨折远端的关节区;②骨折近端的骨干区;③活动区,为介于关节区和骨干区之间的骨折区域。为保护骨及软组织血供,在骨折两端制备皮肤、肌肉隧道,NCB锁定钢板沿骨膜与肌肉之间的间隙插入。在关节区和骨干区可以做小切口置入关节区的普通锁定螺钉和骨干区的MotionLoc螺钉。从生物力学考虑,为避免因应力集中而发生内固定物疲劳断裂,应选用较长的钢板和较少的螺钉固定。关节区与常规锁定钢板全部使用普通锁定螺钉,骨干区只能使用MotionLoc螺钉,一般使用3或4枚。为确保MotionLoc螺钉在对侧皮质的固定强度,MotionLoc螺钉长度要求比实际测量钉道长度增加2 mm。崔浩诚等[12]曾报道2例使用NCB和MotionLoc螺钉固定后出现螺钉断裂和拔出。可能的原因为:①钉尾螺栓细且没有螺纹,导致结构强度减弱;②软组织感染导致钉道骨质吸收,骨质把持强度降低,而且MotionLoc螺钉与钢板锁定后要求后退半圈,可能会降低螺钉与钢板之间的锁定强度和螺钉在对侧骨质的抗拔强度。对于合并骨质疏松的粉碎性骨折、暴力导致的松质骨压缩骨缺损或开放性骨折骨质缺失的病例可行自体骨或同种异体骨折植骨。术后康复科会诊针对不同患者协助制订个性化的合理康复计划,早期关节由被动到主动活动,患肢渐进性逐渐负重,可有效防止内固定失效,减少关节功能障碍和下肢深静脉血栓的发生。本组病例中2例软组织损伤较重的开放骨折行急诊内固定,在术后定期复查过程中发现骨痂形成时间稍长,考虑开放创伤对骨折断端血运的破坏影响了骨折的后期愈合。其他29例择期手术病例在术后4~6周复查时,骨折断端即出现骨痂生长开始部分负重功能锻炼。MotionLoc螺钉结合NCB钢板在术后功能锻炼过程中使骨折断端产生的平行微动也刺激了骨痂的生长,起到了促进骨折愈合的作用。所有31例病例均未出现螺钉拔出、钢板断裂而最终实现骨性愈合,这和医生与患者有效沟通从而获得患者良好的依从性有关,另外康复科术后合理有效的康复指导使患者在出院前就能达到比较满意的膝关节功能,也减少了日后患者出现内固定失效或再骨折发生的几率。

综上所述,遵循MIPPO技术及原则,NCB钢板联合使用MotionLoc螺钉内固定能更好地适用于股骨下段骨折,结合术后合理的康复计划可以获得满意疗效。

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