可吸收材料在掌骨髓腔固定中的应用

可吸收材料在掌骨髓腔固定中的应用

自20世纪80年代以来，在骨科专业人员中使用可吸收材料的情况已被文献报道。材料和方法一、实验材料选取3具因外伤死亡的健康成年男性（身高168～178cm）尸体标本双手的第2～5掌骨，共24根，左右两侧配对，冷冻保存。二、sr-pla螺钉特性实验组选用Biofix公司提供的直径2.0mm和3.2mm的自增强聚-L-丙交酯（self-reinforcedpoly-L-lactide,SR-PLLA）可吸收棒，长度分别为35mm和40mm，另外，采用同一公司的直径2.7mm的SR-PLLA螺钉。对照组采用国产直径1.0mm的克氏针。三、固定、修整木柱将所有掌骨左右两侧配对，使用前40min置于37℃温水中解冻。将掌骨一端固定于台钳上，用电锯将其于中段横行截断，并用骨锉修整两断面至其能很好对合。将一侧的掌骨标本用传统克氏针交叉固定作为对照，另一侧用可吸收材料进行髓内固定。四、近端髓腔固定不同掌骨的长度和髓腔直径差异较大，因此，我们设计了两种髓内固定方法。（一）第2、3掌骨髓内固定方法：第2、3掌骨的髓腔近端较细、远端较粗，故以3.2mm钻头自骨折断端对近端髓腔扩髓，扩髓后，用助进器将3.2mm可吸收棒打入近端髓腔，并在骨折端外残留15～20mm长度，此时，可吸收棒与近端髓腔紧密结合，很难拔出或旋转，将掌骨远端与近端紧密对合，使残留的可吸收棒插入远端髓腔。在掌骨背侧距截骨点远侧8mm处以2.0mm钻头钻孔，并同时在可吸收棒上相应位置钻一个深度0.5～1mm直径的凹陷，用2.7mm丝锥攻丝，再拧入直径2.7mm可吸收螺钉，使螺钉远端牢固卡住可吸收棒的凹陷（图1）。最后，将螺钉残留于骨面以外的部分锯掉，使骨面平整。(二)第4、5掌骨髓内固定方法：第4、5掌骨也是近端髓腔较细，我们在掌骨的远端背侧用2.0mm钻头斜向近端钻孔直通髓腔，斜形孔与掌骨干成角<30°，再用助进器将2.0mm的可吸收棒沿此孔顺行打入髓腔，可吸收棒在与对侧骨皮质接触后可轻度弹性弯曲，继续向近端打入可吸收棒，通过骨折处，直至可吸收棒触及髓腔的最近端。最后，用锯截除残留于骨外的可吸收棒（图2）。五、对照组固定方法采用临床常用的交叉固定方法，用两枚1.0mm的克氏针固定对照组的掌骨骨折。六、掌骨骨折在葵状表面的抗折弯强度采用美国INSTRON5566生物力学试验机进行测定，重点测定经不同方法内固定后掌骨骨折在矢状面上的抗折弯强度。采用四点折弯试验，下方支撑点间距为40mm，上方负荷点间距为10mm，载荷速度为10mm/min，计算机记录并描画应力-形变曲线。七、统计与分析实验数据所有数据采用SPSS8.0统计软件包进行统计学分析，应力和形变数据采用单尾配对t检验及成组设计t检验，α值定为0.05。结果在整个力学测试过程中，未发生克氏针或Biofix可吸收棒折断的情况，用于锁定的Biofix可吸收螺钉也未发生松脱现象。一、交叉克氏针固定法应力-形变曲线常呈两个平台，第一个平台提示内固定失效，掌骨骨折的掌侧间隙加大，掌骨背侧骨皮质挤压髓内内固定物，此应力值为有效弯曲载荷；第二个平台提示所加载荷超出髓内固定物的弹性形变范围，此应力值为髓内固定物的最大弯曲载荷。交叉克氏针固定法（n=6）的有效弯曲载荷为（49.17±28.79)N，最大弯曲载荷为（118.33±29.49)N;Biofix棒和螺钉固定法（n=6）的有效弯曲载荷为（150.33±73.48)N，最大弯曲载荷为（331.83±64.76)N。两者有效弯曲载荷及最大弯曲载荷比较，差异均有非常显著性（t二、biofx棒固定法交叉克氏针固定法（n=6）的有效弯曲载荷为（79.17±19.38)N，最大弯曲载荷为（125.83±21.01)N;Biofix棒固定法（n=6）的有效弯曲载荷为（52.50±17.96)N，最大弯曲载荷为（72.00±25.47)N。两者有效弯曲载荷及最大弯曲载荷比较，差异均有显著性（t三、最大弯曲载荷克氏针固定第2、3掌骨骨折及第4、5掌骨骨折的有效弯曲载荷差异有显著性（t=2.117,P=0.03016），而两者的最大弯曲载荷差异无显著性（t=0.507,P=0.31146）。用克氏针固定第2、3掌骨骨折的有效弯曲载荷与Biofix2.0mm可吸收棒固定第4、5掌骨骨折的有效弯曲载荷差异无显著性（t=0.241,P=0.40736）。关于3.0mm和3.2传统的掌骨骨折内固定材料多为小型的合金钢（钛）板、螺钉系统或克氏针。板钉系统具有固定牢固、可早期功能锻炼的显著优势，但其有价格昂贵，存在应力遮挡，需二次手术取出，突出于骨面、可能影响掌骨周围伸肌腱的滑动等缺点，限制了广泛地应用。克氏针固定法价格低廉、操作简单，是目前仍无法完全替代的掌骨骨折内固定方法，但其固定强度有限，且存在针道护理和感染等问题。此外，由于掌骨髓腔中央较细，用克氏针逆行穿针内固定掌骨中段骨折时，操作不当易将其打到掌指关节面附近，影响术后掌指关节的功能锻炼。我们采用可吸收材料对掌骨骨折进行髓内固定的目的是试图减少内固定物对于周围肌腱、关节及其他软组织的影响，并避免二次手术取出内固定物。据Biofix公司提供的技术数据，2.0mm和3.2mm可吸收棒的强度失效时间为4～6个月，而完全吸收则需2～4年，这一降解时间应足以满足掌骨骨折愈合的要求。同时，可吸收材料的固定强度随时间延长而逐渐减低，不仅没有应力遮挡问题，而且还可以在骨折愈合过程中，逐渐将应力转移至骨折部位，有利于其愈合和塑形。但单纯髓内固定也可能存在抗旋转能力不强等问题，故我们暂时仅将其应用于第2～5掌骨的固定，这些掌骨有相邻掌骨和软组织的制约，旋转移位的可能性较小，加之为较粗的第2、3掌骨设计了锁定机制，加强了抗旋转能力。PLLA材料在以往的临床应用中，在降解过程中可能出现发热和非特异性积液等问题，我们希望将PLLA材料用于髓内能够减少或避免皮下非特异性积液的问题，实际情况还有待于进一步验证。通过力学测定，我们不难看出采用3.2mm棒结合2.7mm螺钉固定第2、3掌骨骨折的抗折弯能力显著高于1.0mm克氏针交叉固定组，前者强度约为后者的3倍，两者差异有非常显著性。虽然用2.0mm棒顺行固定第4、5掌骨骨折的抗折弯能力不及克氏针固定组，但与用1.0mm克氏针交叉固定第2、3掌骨骨折的强度相似，两者差异无显著性。此外，本组2.0mm棒的长度仅为35mm，在部分掌骨内固定时，由于长度不能达到髓腔的顶端，也可能在一定程度上影响了固定效果，而使测定结果偏低。即使如此，力学测定的结果仍提示这两种内固定方法在抗折弯能力上不低于交叉克氏针内固定（尽管2.0mm棒固定第4、5掌骨骨折强度不及克氏针交叉固定，但与克氏针交叉固定第2、3掌骨骨折的强度相当，差异无显著性），达到临床要求的强度，尤其是3