锁定钢板要点与技巧精华.doc

锁定钢板 要点与技巧 精华所谓锁定钢板是一种带有螺纹孔的骨折固定装置，此孔在有螺纹头的螺钉拧入后，钢板就变为一种(螺钉)角度固定装置。锁定钢板可同时具有锁定及非锁定螺孔以供不同螺钉拧入(又叫结合钢板)。在大约20年前锁定钢板被首次引入，用于脊柱以及颌面部手术。在20世纪80年代末至90年代，关于不同种类的内固定装置的实验研究将锁定钢板引入了骨折治疗之中。发展出这种牢固固定方式的初衷是为避免广泛的软组织剥离。多种因素共同推进了这种钢板在临床上的使用，包括随着高能量损伤患者的生存率提高以及在西欧以及北美高龄骨质疏松患者数量的日益增长，粉碎性骨折的发生率不断提高；医生以及患者对某些关节周围骨折的治疗效果不满意。其它非临床的促进因素可能有：工业对于新技术及新市场的推动作用；微创外科的逐渐流行等。虽然锁定钢板在某些特殊的研究领域已经使用多年，但其在北美用于大骨科还是近6、7年的事情。如今为数众多的公司为治疗四肢骨折提供了一系列的锁定钢板。这些钢板在市场出现也不过几年时间。考虑到其与传统非锁定钢板相比显得高昂的价格，以及广泛应用时间还短，提出以下问题自然理所当然：锁定钢板有何利弊?锁定钢板的适应症与禁忌症如何?如何有效地使用锁定钢板?如何避免锁定钢板固定失败?本综述的目的就是探讨这些重要问题，并为骨科临床医师提供实用的信息以及提示。什么是锁定钢板?任何能够拧入角度固定/角度稳定的螺钉或栓的钢板实质上都是锁定钢板。锁定钢板与传统钢板的主要生物力学差异是后者依赖于骨-钢板界面的摩擦力来完成钢板对骨的加压。随着轴向负荷循环增加，螺钉开始栓牢(栓牢的具体意思未能明确)并导致摩擦力减少，最终钢板因此松动。如果在骨折愈合前发生钢板松动，骨折端将会不稳定，最终导致钢板断裂。在越难获得及维持牢固的螺钉固定的地方(例如干骺端以及骨质疏松的骨端)，就越难维持骨折端的稳定性。传统钢板的生物力学前提使之具有下列生物学缺陷：压迫骨膜、影响骨折端血液供应。所以传统的牢固固定的钢板接骨术(例如骨折块间加压和拉力螺钉)有相当高的并发症发生率，包括感染、钢板断裂、延迟愈合及不愈合。与之相比，锁定钢板外固定架的生物力学原则相仿，无需钢板与骨之间的摩擦力。由于螺钉与钢板之间存在角度稳定界面，放置钢板时可以完全不与骨发生接触，所以它们在生物力学角度被看作是内固定架。但锁定钢板实质上能被看作放置于皮下的外固定架，尽管前者的钢板-骨间隙更短而具有更大的稳定性。现在许多传统钢板都有与其相应的锁定钢板。越来越多的生产商也在提供有锁定孔的解剖钢板，例如股骨近端及股骨远端、胫骨近端及胫骨远端、肱骨近端及肱骨远端、以及跟骨的预塑形解剖钢板。钢板的设计使得在很多情况下钢板与骨之间的接触得以大幅减少，藉以保留骨膜血运以骨折端的灌注。越来越多的锁定钢板有外部支架手柄、持具以及钝头设计，从而便于医师在肌肉下或皮下放置钢板，以达到微创的目的。锁定钢板的固定原则关节内粉碎骨折，例如胫骨平台双髁骨折以及股骨远端骨折，都是极不稳定的骨折。在获得解剖复位后，关节内骨折块必须与股骨干重新连接同时还要保持对线良好。由于存在骨骺或骨骺-骨干粉碎，很难获得骨折愈合所需的足够稳定性。所以在传统使用的外侧钢板之外，还需要在骨折内侧使用起支撑作用的钢板或外固定架。锁定钢板在这种情况下即可提供较传统钢板更高的稳定性，以至于无需再另外使用钢板。这种额外的稳定性即来自锁定与传统钢板之间的生物力学差异。如前所述，锁定钢板不依赖骨-钢板界面之间的摩擦力。稳定性是靠具有角度稳定的螺钉与钢板之间的界面维持。由于这种锁定内固定器具有稳定的整体性，其锁定头的螺钉的拔出力较普通螺钉高出很多。由于螺钉锁定于钢板之上，除非周围的螺钉全部被拔出或发生断裂，一颗螺钉很难单独被拔出或发生断裂。锁定钢板较之传统钢板的生物力学及生物学优势导致近来此类新型植入物的广泛使用。但关于如何有效及成功地使用锁定钢板及微创技术这一问题，仍极具挑战性、需一较长的学习曲线。如果不严格把握适应症，不加选择地使用锁定钢板治疗各种骨折，必然会导致各种缺陷并发生近年来发生的新型钢板固定失败。所以使用锁定钢板的医师必须对其适应症、禁忌症、技术要点、优势与局限、经典陷阱与副作用等有清楚的认识。锁定钢板的弊端锁定钢板较传统钢板远为昂贵。对许多骨折也不必用锁定钢板进行治疗。很难利用锁定钢板来对钢板进行充分复位。尤其是只有锁定孔的特殊钢板，在钢板固定以前必须对先将骨折端复位。一旦锁定螺钉透过钢板打入骨端，此骨端就不能通过打入另外螺钉或使用加压装置等方式来调整位置。为避免骨折复位不良，螺钉的放置顺序至关重要。手术医师还需要一系列复位技术，诸如：无手牵引(不清楚具体概念，估计是非徒手牵引，而是利用一些器械来完成牵引)、股骨牵引器、经皮骨钳等，来辅助锁定钢板的固定。骨科医师应该时刻牢记：尽管锁定钢板技术先进、价格昂贵，但其并不能用于改善复位、因而也不能促进复位不良的骨折愈合。例如，如果骨折最终的固定过于坚固，特别是在使用桥接技术时，有可能发生骨不愈合。此时不愈合的形成原因是坚固的钢板+牢固螺钉+骨折端分离。但决定使用锁定钢板之前必须仔细考虑手术是否符合锁定钢板所意味的确切原则(你的手术计划是什么?)。锁定钢板的适应症主要包括四类不同的经典原则：(1)加压原则，用于骨质疏松的骨干骨折；(2)中和原则，也是用于骨质疏松的骨干骨折；(3)桥接原则(锁定内固定器原则)，用于粉碎的骨干或关节外干骺端骨折；(4)结合原则(混合钢板原则)，用于粉碎的关节内干骺端骨折。使用锁定钢板来固定骨折的医师必须了解其确切适应症，分辨角度稳定植入物所利用的是四种不同的原则中的哪种。例如，非粉碎的骨质疏松骨干骨折需要切开复位牢固内固定，而锁定钢板的锁定头螺钉与传统螺钉比较，具有抗拔出力更大的优势。所以对此类骨折，锁定钢板的使用是根据加压原则，具体是通过向心放置螺钉于动态加压孔中或是先在骨折一段拧入锁定头螺钉后再利用加压装置来进行加压。在同一原理的基础上，锁定钢板也可根据中和原则来保护骨质疏松骨中的拉力螺钉，因为锁定头的螺钉抗拔出力大大增加。但关键点是明白：锁定头螺钉不能提供折块间加压。只有使用加压装置或者在混合锁定板上的混合孔上向心打入普通螺钉才能获得加压(先打拉力螺钉，然后打锁定钉)。锁定钢板固定骨折的经典和理想的适应症是桥接原则和联合原则。两种原则都适用于粉碎程度较重的骨折-年轻患者的高能量骨折或老年患者的骨质疏松骨折。桥接原则的典型方式是经皮微创钢板固定(又被称为MIPO或MIPPO技术)，这时角度稳定钢板被用作内夹板来桥接负荷跨过骨折端。使用这种方法时，需要通过间接复位技术纠正肢体对线、短缩、旋转畸形，而非直接暴露或复位骨折端。与加压和中和原则的提供绝对牢固固定以使骨折直接愈合比较，桥接概念提供的是相对牢固的弹性固定，其产生的骨折愈合是通过骨痂形成而产生的间接愈合。对充分的桥接钢板固定而言，应该在骨折端附近空出3-4个螺钉孔(后文中还有具体讨论)。联合原则指在一块钢板上联合使用加压和桥接两个生物力学原则。尽管最初的锁定钢板，例如点接触钢板(PC-Fix)和微创固定系统(LISS)都是角度稳定装置(只有锁定孔，具有特有的生物力学和生物学特性)，术者们还是希望能够在同一钢板上同时体现锁定和加压两种固定理念。在21世纪早期首次出现了锁定加压钢板(LCP)，是由瑞士的Robert Frigg在奥地利的Michael Wagner的理念基础上设计而成。联合技术适用于在骨折的一个节段是简单骨折，而在另一节段是粉碎骨折(例如干骺端、骨干粉碎骨折)。在上述情况下，钢板通过动力加压技术或通过动力加压孔打入拉力螺钉的方式对简单骨折进行加压，而同时钢板作为锁定内固定器通过桥接方式使关节内骨折块与骨干对线。只有允许同时放置锁定头螺钉以及普通螺钉的钢板才能应用联合原则。禁忌症尽管锁定钢板已经被广泛使用，其适应症也较宽，但我们必须认识并避免锁定钢板的几项禁忌症。如果不加选择地使用锁定钢板，特别是违反上述几条基本原则时，就可能发生固定失败以及骨折不愈合。锁定钢板作为锁定内固定器使用时一项典型禁忌症是需要折块间加压的简单骨折。例如使用锁定内固定技术治疗简单的前臂骨干骨折易于发生骨折不愈合。与此类似，采用微创技术治疗经皮放置锁定钢板治疗简单骨折也是禁忌症之一。这些固定方式违反了骨折间隙加压的原则，因而导致不愈合(这一原理在Stephan Perren的综述中有具体论述)。最后，间接复位和锁定钢板固定也不适于移位的关节内骨折，因为此类骨折需要开放解剖复位及折块间加压、牢固固定。由于价格昂贵，锁定钢板一项相对禁忌症是传统钢板就能进行满意固定的骨折。例如前臂骨干骨折使用传统钢板治疗的愈合率超过90%。虽然有人宣称使用单皮质螺钉理论上减少了软组织剥离因而增加骨折愈合率，但据我们所知还没有任何一项对照试验证实上述观点。在某些国家的医疗卫生体系中，滥用锁定钢板可能对整个医疗体系造成负面影响，因为这样消耗了有限的医疗资源，也许这些资源用于其它用途效益可能更明显。要点、技巧和陷阱正确使用锁定钢板，除了坚持前述的骨折手术原则外，还需要学习与此技术相关的技巧。针对不熟悉锁定钢板的医师，Gautier和Sommer近来提出了审慎的治疗指南，以帮助他们改善各自的学习曲线。总之，成功治疗首先需要正规的术前计划。许多医疗中心使用的数字X线成像需要使用数字模板。如果是平片的话，描图纸仍是制定术前计划的最有效方式。螺钉放置的顺序、钢板的长度和位置以及手术入路对于手术成功都至关重要。精确的术前计划能减少臆测，增加操作成功的可能性。术前计划也能保证术者能提前准备在手术时所有必需的植入物。正确摆放患者的体位也很重要，特别是计划做经皮放置内固定或微创固定时。术者应该确保各种准备或铺巾都不影响术中透视；使用能透X光的手术台；术前放置不同尺寸的固定垫能协助骨折复位并有助于术中显像，特别是在侧卧位时。由于锁定螺钉不能像传统螺钉一样把钢板拉向骨端，所以锁定钢板的骨折复位具有相当挑战性。因此术者有必要在术前制定骨折复位计划。利用牵引以在前后位上恢复对线和长度，同时在肢体下放置固定垫以矫正侧位上的畸形，这样一般成功完成复位以尽量减少直视下复位骨折块。可小心使用特殊设计的复位钳来经皮复位长骨和关节周围骨块。使用传统螺钉或把骨端拉向钢板来保持骨折端临时复位。一旦骨折复位就打入锁定螺钉以维持复位稳定。有效使用锁定钢板还需要知晓使用时可能遇到的潜在陷阱。螺钉与锁定孔之间按有大于5度的成角就会最终导致螺钉固定失败。必须仔细操作以保证螺钉与螺钉孔的轴线保持一致。这在进行微创操作时可能相当困难。螺纹对位不良会导致螺钉松动及固定丢失。动力加压孔是联合锁定钢板上最薄弱的部位。术中钢板塑形时，折弯就发生在这里；当局部应力集中增加或张力增加时，钢板断裂也发生在此。因此，当使用桥接钢板固定粉碎骨折时，至少要在骨折线周围空出3-4个螺钉孔已获得一较大的应力分散区。传统钢板的断裂发生在螺钉-钢板界面而导致螺钉头断裂；与之相比，锁定钢板的螺钉-钢板锁定螺孔界面是其最坚固的部分。锁定螺钉头与螺钉杆之间的直径差异较之普通螺钉要小很多，所以在此断裂的可能性也相应变小。然而锁定螺钉头在骨折长期不稳定以及旋转力导致的张力作用下也可发生断裂，正如图四所示肱骨近端不愈合导致的断裂一样。锁定钢板可使用双皮质或单皮质螺钉。至于螺钉种类(自钻/自攻或单自攻)及长度(单皮质或双皮质)则需根据基于既定原则选择以避免并发症。一条总原则是：在微创锁定钢板中使用的自攻或自钻螺钉(比如LISS)，应该统一用单皮质方式进行固定。主要原因是自钻螺钉尖端锋利，如果双皮质固定则可能在对侧引起神经血管或软组织损伤。而且，自钻或自攻螺钉在钻透对侧皮质时可能同时破坏本侧骨皮质中的螺纹而使锁定螺钉的把持力下降。同样，单皮质自攻螺钉的一个缺点长度不足。如果螺钉太短的话，近侧皮质中的骨螺纹不能充分拧入螺钉，这样单块锁定结构在循环负荷作用下易于发生断裂。而如果单皮质非自钻螺钉稍微长一些就会顶到对侧皮质，从而破坏本侧的骨螺纹。单皮质锁定螺钉的拔出强度几乎与同样直径的双皮质传统螺钉相同，而是等直径双皮质锁定螺钉拔出强度的70%。问题是，究竟螺钉需要多大的拔出强度?目前还没有客观评估的方法。似乎也没有必要去探究，因为锁定钢板极少发生螺钉拔出引起的固定失败。在决定使用单皮质或双皮质螺钉时，必须考虑两种因素：一、皮质骨的质量如何；二、作用于骨折端的旋转应力的大小。在确定单皮质螺钉的长度时，骨皮质的厚度非常重要。如果在优质皮质骨内，单皮质螺钉有足够的抗拔出力(如前所述，等同同直径传统双皮质螺钉)。而在干骺端或骨质疏松骨内，由于骨皮质很薄导致单皮质螺钉的工作长度不足，螺钉的拔出强度相应降低。而此时再遇到主要承受旋转应力的骨质疏松的骨折端例如肱骨骨折的骨端时，就变为致命缺陷。此时就必须使用双皮质螺钉进行固定以获得足够的工作长度。由于这些原因，一般情况下建议对骨质疏松以及正常骨质量的干骺端骨折行双皮质固定。还有，对于由于解剖位置关系易于受到较大旋转应力作用的骨折，例如肱骨干骨折，也应避免使用单皮质螺钉固定。实际上使用单皮质螺钉的唯一好处是不必穿透对侧骨皮质及骨膜，而这对于骨折愈合的促进作用如何还存在着广泛争议。另外，单皮质螺钉的刚度要弱于双皮质螺钉。单皮质螺钉适于固定关节周围骨折时螺钉朝向关节面的情况，例如肱骨近端骨折。锁定头的螺钉与传统螺钉有特别不同之处。尽管这些差别显而易见，但它们在临床治疗上的不同点却很隐蔽。第一个区别是在拧入锁定头螺钉时的扭矩限制扳手非常实用。其优点是：只要螺钉沿螺孔中心拧入，螺纹就不会破坏，螺钉也不会过紧。由于拧得过紧导致螺钉头变形或螺纹错扣(冷焊接)会导致拆除内固定非常困难。这种情况更多是发生在使用微创技术固定时，由于无法在直视下判断螺钉的方向，螺钉头部帽孔以及螺钉成角时常发生。与传统螺钉相比，锁定螺钉由于拧入时感觉一致偏紧所以无法感知螺钉在骨内的把持情况，这时就很容易上当。许多骨科医师在经历常年的经验积累以及训练后，能够培养出一种微妙的感觉，从拧螺钉的力反馈就知道是否已经拧紧。但尽管有这种感觉却可能发生固定失败，特别是骨折复位差很多或者螺钉错扣或螺钉未在钢板充分拧紧时。解决这一问题的方法之一是在拧入螺钉以前先仔细地在钢板最远及最近两螺孔中垂直打入一枚直径两毫米的克氏针。一定要通过导钻打入以保证是真正垂直。在侧位片上寻找导钻在锁定孔上留下的牛眼征来检查对线情况。这些克氏针将被保留并作为打其它螺钉的参照物。还有一办法是将钻头透过套筒留在原处以临时维持钢板位置，直到完成骨折复位。尽管在引入锁定钢板后，微创技术近年来有所进步，但在此过程中难以获得及维持完全复位仍然是手术缺陷以及失败的主要原因。在肌肉下将微创钢板贴着骨端滑动是一项具有挑战性的技术。有不少办法可用来经皮放置钢板。可以徒手在骨端前后缘打入克氏针来标记钢板滑动通道的边界。然后在克氏针中间滑过，这样可以限制钢板前后偏移。还可以在钢板的远近端各做以4-6cm的切口，然后钝性分离至骨，在直视下将钢板从一端滑至另一切口。锁定导钻被拧入钢板的最远及最近螺孔中以形成框架结构，便于在骨表面调整位置。这样钢板中间对准骨折线，在直视下打入定位的螺钉。如果骨折复位良好(对位、对线、旋转)，钢板两端都在骨端的中央，就说明钢板位置正确无误。这时先用以传统螺钉或直升机工具将钢板固定于骨端，自攻或自钻螺钉会扩大钢板与骨之间间隙并使螺钉拧入时发生错扣。由于切口都远离骨折线、骨折块和其软组织附着未被干扰，微创固定原则也得以被遵守。锁定钢板，特别是所谓的全锁定钢板，需要使用一种与我们使用的截然不同的骨折复位技术。当骨科医师刚开始使用锁定钢板时，简单的方法就是好的方法。这时应该考虑使用联合钢板，这样就还可以使用传统的复位技术。看到现在大家使用这种新技术的热情会让人回想起10年前世界上几乎没有人在常规使用锁定钢板。大多数当前在这一领域知名的专家都是从模型操作和参加培训开始。这对于任何刚开始使用锁定钢板的医师来说，仍然是一种好办法