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锁定钢板在骨科创伤中应用的新进展
Abstract摘要
Lockedplatingforfracturefixationhasenjoyedwidespreadpopularitydespiteapaucityofpublisheddataonoutcomes.Anatomicallyprecontouredlockedplatesthatallowfixationinvariousanatomicregionsarewidelyavailable.Newtechnologiesincorporatesubchondralsupportlockingpegs,polyaxialbushings,andlockingwasherstoimproveintraoperativeversatility.However,limiteddataareavailableontheefficacyofthesenewimplants.Theclinicalperformanceoflockedplatesgenerallyhasbeengood.However,severaluniquecomplicationshavebeennoted,suchasdifficultywithimplantremoval,malalignment,fracturedistraction,andlossofdiaphysealfixation,especiallywithpercutaneoustechniquesandunicorticalscrews.Theexpenseoflockedplateconstructsisaconcern.Thistechnologytypicallycoststhreetimesmorethansimilarunlockedconstructs.Lockedconstructsshouldbereservedforproblematicfracturesthathavedemonstratedpooroutcomeswithunlockedconstructs.
尽管相关临床结果的出版资料比较匮乏,但锁定钢板已经被广泛接受。
解剖预塑形锁定钢板允许在多个不同的解剖部位进行固定,因此适应性很广。
软骨下支撑锁定针、多轴衬垫以及锁紧垫圈这些新技术的应用使得术中的灵活适应性进一步提高。
不过目前有关这些新技术有效性的资料还不够充分。
锁定钢板的临床疗效通常是很好的,但是也有其固有的并发症,例如内固定物取出困难、排列不齐、骨折块分散以及骨干固定不牢固,特别是对于预塑形锁定钢板和单皮质螺钉。
锁定钢板价格昂贵也是一个问题,这项技术的花费超过同类非锁定钢板的3倍。
锁定钢板应该被应用于非锁定钢板治疗效果不好的难治性骨折病人。
InnovationsinLockedPlateDesignandSurgicalTechniques锁定钢板设计及外科技术的进展
Thefirstcommerciallyavailablelockedplatedesignedforperiar-ticularfracturefixation,theLessIn?
vasiveStabilizationSystem(LISS;Synthes,Paoli,PA),hasbeeninuseintheUnitedStatesfornearlyadecade.Thistitaniumalloy,fixed-trajectorylockingplatewithinstru?
mentationoptimizedforpercutane?
ousinsertiondemonstratedaclearadvantageovertraditionalplateswithregardtounionrateswithoutsecondarysurgeryandimprovedend-segmentfixation.1TheLISSsys?
temreliesonunicorticalshaftfix?
ationandself-drilling,self-tappingscrews.Publisheddatahavebeenencouraging.However,malalignmentisnotinfrequent,evenwhenusedbyexperiencedsurgeons2-9(Figure1).
第一个应用于关节外骨折的商品化锁定钢板LISS系统在美国已经使用了有10年时间了。
这种通过仪器精确定位经皮插入的钛合金固定轨道锁定钢板相比传统钢板在有关骨不连发生率方面显示出明显的优越性,减少了二次手术并强化了骨折远端固定强度【1】。
LISS系统采用自钻自攻螺钉进行骨干单皮质固定。
文献资料报告了其优越性。
但是骨排列不齐也并非一个可以忽略的问题,甚至对有经验的外科医生也是如此【2~9】。
图1
Manylockedplatingdesignsarenowavailable.Ingeneral,thedesignsfitintotwobroadcategories—thosewithfixed-trajectorylockingscrewsandthosethatallowvariableaxisscrewlocking.Mostlockingplatesystemsprovideinstrumentationtofacilitatepercutaneousinsertion,al?
lowtraditionalopentechniques,pro?
videtheoptionofinsertingeitherunlockedorlockedscrewsthroughthesameplatehole,andallowuni-corticalorbicorticalscrewplace?
ment.Becausemanysurgeonsprefertousetheseplatesinconjunctionwithtraditionalopenexposures,most,ifnotall,newerdesignsallowtheoptionaluseofatargetingjig.
Unicorticalscrewfixationforthediaphysealportionofperiarticularplating,popularinfirst-generationlockedplates,hasbeenanareaofconcern,primarilybecausesuchconstructsexhibitweaknessintor?
sion,especiallyinpatientswithverythincortices10(Figure2).Kregoretal6demonstratedproximalfixationproblemsin5%ofpatientswhenunicorticalscrewswereusedtomanagedistalfemurfracture.Prox?
imalfixationfailurewasextremelyrarewithtraditionalplates,butdis?
talfixationfailurewascommon.In?
terestingly,therewerenodistalfix?
ationfailuresintheseriesbyKregoretal.6Thisuniquecomplicationoffirst-generationlockedplateshasdriventhedevelopmentofplateswithscrewholesthatacceptavari?
etyofscrewtypes.Currently,lock?
ingscrewstypicallyareinsertedafterpredrillingholes.Thisallowstactileconfirmationofbicorticalpurchase,whichmayassistthesur?
geoninconfirmingplatepositiononthediaphysis.Noshaftfixationfail?
urehasbeenreportedwiththeuseofbicorticalfixation.11
多数锁定钢板的设计都是合理的。
通常设计应适合于两个大的分类—有固定轨道的锁定螺钉和允许轴向螺钉锁定。
多数锁定钢板系统为了使经皮钢板插入变得简便而配备了仪器辅助,允许传统的开放技术,对同一钢板孔可以选择锁定或非锁定螺钉,也可以选择双皮质或单皮质固定。
因为很多外科医生喜欢在传统开放切开的基础上使用锁定钢板,所以目前多数(但不是全部)新设计的锁定钢板采用了标靶模具。
用于关节周围钢板的骨干部分的单皮质螺钉,特别是第一代锁定钢板,已经引起了人们对于其安全性的担忧,因为这种螺钉的抗旋转性很差,特别是对于骨皮质很薄的病人【10】。
图2
Kregor【6】发现当单皮质螺钉用于处理远端股骨骨折时,其中5%的病例近端会出现固定问题。
而采用传统钢板近端固定失败的非常少,远端失败却常见。
有趣的是,在Kregor的研究中没有发现远端失败的病例。
第一代锁定钢板的这个设计缺陷使钢板设计得以改进,其钢板孔可以适合不同类型的螺钉。
一般锁定螺钉要待丝攻后在拧入,这有助于外科医生了解两侧的骨皮质是否都被穿透,并进一步确定钢板相当于骨干的位置。
未见采用双皮质固定出现骨干固定失败的报道【11】。
Fixed-trajectorylockedplatesof?
fertheadvantagesofexcellentmid?
termresultsaswellasareproduciblesurgicaltechnique.8,12-14However,obstaclestoscrewplacementcanoc?
cur,suchaswhentreatingperiprostheticfractures,andfractureswithcomplexmultiplanarfracturelinesorpreviouslyplacedlagscrews12,15-17(Figure3).Inthesesituationsitmaybedifficult,ifnotimpossible,toachievelongscrewfixationinperiarticularsegments,sincethescrewtrajectoryisdeterminedbytheman?
ufacturer.Thesurgeonwouldhavetoeitherplaceashorterscreworanglethescrewwithinafixed-trajectorylockinghole,resultingin“cross-threading.”Evenatsmalldegreesofangulation(≥5°),cross-threadinghasbeendemonstratedbiomechanicallytosignificantlyde?
creasethefixationstrengthatthescrew-plateinterface.18
有固定轨道的锁定钢板作为一种可重复的外科技术能提供良好的中期疗效【8、12-14】。
但是安装螺钉时可能遇到障碍,例如治疗假体周围的骨折、合并多处骨折线的骨折以及之前安装过拉力螺钉【12、15-17】(图3)。
如果螺钉的轨道一旦被确定的话,那么在以上情况下试图在关节周围进行长螺钉固定即使不是不可能,也是非常困难的。
外科医生不得不更换更短的螺钉以及在固定轨道中调整螺钉角度,导致“交叉丝攻”。
即使是一个小的成角,交叉丝攻都会使钉板界面的生物力学固定强度显著降低【18】。
Asaresult,somemanufacturershaveintroducedplatesthatallowscrewstobeangled,thenlockedatend-pointtightening.Mostofthesedesignsrelyon
somesortofhoopstressandanadditionalinterfacebe?
tweenthescrewheadandtheplate.11However,fewdataexistregardingtheirmechanicalstrengthandclini?
caloutcomes.Anyfixationthatreliesonanadditionalinterfacebetweenthescrewandtheplateratherthansimplyonacorrespondingthreadedholelikelywillnotprovideequiva?
lentmechanicalstrength.
因此,一些器械生产商制造了可以允许螺钉改变角度,然后在终点锁定的钢板。
多数此类钢板的设计依赖于环向应力和在螺钉头和钢板之间增加一个界面【11】。
但是,很少有关于这种钢板机械强度和临床结果的资料。
任何依靠增加一个螺钉头和钢板之间界面而不是螺钉直接与带螺纹的孔相吻合的钢板系统都无法提供相同的机械强度。
Todate,nopublishedcompara?
tivebiomechanicalstudiesexistre?
gardingthevarioustypesoflockedplates.Onlyoneclinicalseriesoffracturestreatedbyvariableaxislockedplatingexists.Haidukewychetal,11inamulticenterseries,re?
portedon56fracturesofthedistalfemurandproximaltibiathatweretreatedwithapolyaxialplate.Nota?
bly,novaruscollapseduetobushingfailurewasnoted,despiteahighper?
centageofhigh-energy,unstablein?
juries.Moredataareneededonthesenewdevices,however,astheymayhavetheirownuniquecomplica?
tionsthatareyetundefined.
迄今为止,尚没有关于各种类型锁定钢板之间生物力学性能比较的出版资料。
只有一篇采用不同轴向钢板治疗一系列骨折的文章。
Haidukewych【11】在一项多中心的研究中报道了采用多轴锁定钢板治疗56例股骨远端和胫骨近端骨折。
值得注意的是没有发现一例因套管失效而导致的内翻塌陷,尽管高能量不稳定性损伤占有很高比例。
临床需要更多有关于这种钢板的资料,因为它们可能其固有的局限性而没有被发觉。
Althoughthegreatmajorityoflockingplateshavebeenspecificallyanatomicallydesignedforproblem?
aticperiarticularfractures,suchasthoseofthedistalfemur,proximaltibia,proximalhumerus,anddistalradius,lockingsmall-andlarge-fragmentstraightplatingsetsarenowavailable.Theindicationsfortheseplatesremainundefined.Frac?
turesthathavehistoricallybeentreatedsuccessfullywithtraditionalplates(eg,humeralshaft,both-boneforearm,lateralmalleolus)requirelockedfixationonlyinveryosteopenicpatientsorthosewithsegmentallossorshortendsegmentsasaresultofcomminution.19-21
Theexpenseofalockedplatingconstructissubstantiallyhigherthanthatofanequivalentunlockedcon?
struct.Muchofthecostofsuchcon?
structsisduetothelockingscrewsthemselves,nottheplates.12,20Mostsystemsnowofferthesurgeonthechoiceofinsertingalockedorun?
lockedscrewthroughthesamehole;thus,thecostofvariousscrewchoicesshouldbeconsidered.Often,traditionalscrewscanbeusedtocompressfracturesand“pull”theplatedowntobone,facilitatingreduc?
tion.Lockingscrewscanbeusedtofurtherstabilizetheconstruct.This“hybridization”oflockedandun?
lockedtechnologieswasnotavailablewithfirst-generationlockingplates,whichlikelyaccountedforsomeofthedifficultieswithachievingpropercompression,platepositiononthediaphysis,andfracturealignment.
尽管大量锁定钢板都具有针对关节外骨折的专门的解剖学设计,例如股骨远端骨折、胫骨近端骨折、肱骨近端骨折和桡骨远端骨折,但仍需要能适合较小或较大骨折块固定的钢板系列。
这些钢板的适应症目前尚不清楚。
那些已经应用传统钢板就可以得到成功治疗的骨折(例如肱骨干、前臂双骨折、踝部骨折)要求锁定固定的情况包括严重骨质疏松的病人、节段性骨缺损和由于骨折粉碎肢体缩短的病人【19-21】。
锁定钢板的花费要高于非锁定钢板。
锁定钢板之所以昂贵并不是因为钢板而是因为锁定螺钉【12、20】。
现在大多数的钢板都可以由外科医生在同一个孔自行选择锁定或非锁定螺钉,因此,不同螺钉的选择应该值得考虑。
传统螺钉通常可以对骨折施压并将钢板向骨靠近,有利于复位。
锁定螺钉可用于加强稳定性。
第一代锁定钢板不能采用这个锁定和非锁定螺钉混合技术,这可以解释为什么采用第一代锁定钢板不能实现可靠加压、也难以调整骨折和钢板相对于骨干的合适位置。
Itisprudenttoreservelockedplatingforproblematicfracturesforwhichunlockedplateshavedemon?
stratedanincreasedrateofmechan?
icalfailure(eg,proximalhumerus,distalradius,distalfemur,proximaltibia).Generalrecommendationsfortheuseoflockedplatesaresumma?
rizedinTable1.
对于那些采用非锁定钢板治疗失败率较高的骨折类型(例如肱骨近端、桡骨远端、股骨远端、胫骨近端)是否使用锁定钢板应该持谨慎态度。
使用锁定钢板的一般适应症见表1.
LockedPlatingofFracturesoftheUpperExtremity上肢骨折的锁定钢板治疗
Therelativeadvantagesoflockedplating—improvedfixationofend-segment(metaphyseal)fracturesthatarepronetocollapseandimprovedfixationinosteoporoticbone—makefracturesoftheproximalhumerusanddistalradiustheupperextremityfracturesmostsuitedtobenefitfromtheapplicationoflockedplatingtech?
nology.Notunsurprisingly,lockedplatingofthesetwofracturetypeshasbeenstudiedmostthoroughlyamongupperextremityfractures.
锁定钢板的优点(加强易于塌陷的干骺端骨折的固定以及加强骨质疏松骨折的固定)使得上肢肱骨近端和桡骨远端骨折更适合于应用锁定钢板技术。
因此有关肱骨近端和桡骨远端骨折采用锁定钢板治疗的研究占上肢骨折的大多数也就好不奇怪了。
DistalRadiusFracture桡骨远端骨折
Lockedplatefixationofdistalra?
diusfracturesisassocia
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