镍钛形状记忆合金内固定器治疗四肢骨折失败原因与对策分析

【摘要】  探讨镍钛形状记忆合金内固定器治疗四肢骨折的失败原因与对策。［方法］回顾分析镍钛形状记忆合金内固定器治疗四肢骨折259例中，8例术后出现内固定器松动、松脱、断裂的原因及处理方法。［结果］259例骨折患者中内固定失败8例，发生率3.1％；其中尺骨骨折1例、股骨骨折2例术后内固定器断裂，二次手术达骨性愈合；锁骨骨折2例，肱骨及股骨骨折各1例术后出现内固定器松动翘起，骨折畸形愈合；1例髌骨骨折骨折愈合后髌骨爪松脱。［结论］镍钛形状记忆合金内固定器治疗四肢骨折只有严格掌握手术指征，根据不同部位选择最佳的型号及长度，术中规范操作，术后进行安全的康复锻炼，才能避免内固定失败的发生。

【关键词】  形状记忆合金 四肢骨折 内固定术

    Analysis of failure and countermeasure of NiTi shape memory alloy fixer for treatment of limb fracture∥SUN Ke,LIANG Bin,YIN Dong,et al.Department of Orthopedics,The Peoplie's Hospital of Guangxi Zhuang Autonomous Region,Nanning 530021,China

    Abstract：［Objective］To discuss the failure and countermeasure of Ni-Ti shape memory alloy fixer for treatment of limb fracture.［Method］A retrospective survey was performed in 259 cases with fracture treated by Ni-Ti shape memory alloy fixer.Eight cases of the fixer had been ruptured,risen,loosen after operation.［Result］The failure case of Ni-Ti shape memory alloy fixer for treatment of limb fracture were 8 case in 259 case.There were one case of ulna and two cases of femur fracture had be ruptured after the first operation,healing up after the second operation.The fixer has been risen of shoulder bone and femur fracture in each one and two cases of clavicle,the fracture has be malformation concrescence.One case of patella fracture was loosn after concrescence.［Conclusion］The requisite for Ni-Ti shape memory alloy fixer is needed for treatment of limb fracture,the right operation's condition,the best type and length are selected for different part,the convalescent exercise is regnired after operation to avoid failure of treatment.

    Key words：shape memory alloy；  limb fracture;  internal fixation

       近年来随着镍钛形状记忆合金在临床应用中的增多，与之相关的内固定失败病例亦不少见，国内可见相关报道［1,2］。本院2001年10月～2006年6月应用镍钛形状记忆合金内固定器治疗四肢骨折259例，内固定失败8例，发生率3.1％；其中3例术后断裂，4例术后出现松动翘起，1例术后松脱，经处理后均能达到较好疗效。

    1   材料和方法

    1.1  一般资料

    本组8例，男6例，女2例，年龄28～47岁，平均35岁。所有患者均为外伤性骨折，其中锁骨骨折2例，髌骨骨折1例，股骨骨折3例，肱骨骨折1例，尺骨骨折1例；8例骨折中横形骨折1例，斜形骨折3例，螺旋形骨折2例，粉碎骨折2例。

    1.2  手术方法

    所有患者均行骨折切开复位镍钛形状记忆合金内固定器内固定。术前根据骨折部位和类型选择合适种类及不同型号的内固定器，锁骨骨折采用普通型或弧型记忆合金环抱器，髌骨骨折采用爪式髌骨记忆合金固定器，股骨、肱骨、尺骨骨折采用普通型或锥形记忆合金环抱器。术中测量骨折部位骨骼的直径，选择合适型号的内固定器，将内固定器放入0～5℃冰冻盐水中撑开后环抱固定骨折端，40℃左右温盐水使其恢复原形达到牢固固定。2  结  果

    8例患者均经门诊随访发现内固定失败。其中1例尺骨骨折患者术后1个月功能锻炼时出现前臂疼痛症状，追问患者有过度旋转前臂的动作，查X线片报告内固定器断裂，结合术后X线片考虑术中将内固定器弧形主板放置于压力侧，加上患者过度负荷活动，导致内固定器断裂；2次手术仍采用镍钛形状记忆合金内固定器固定，术后三角巾悬吊制动1个月后开始逐步功能锻炼，3个月后复查X线片骨性愈合。1例股骨骨折患者术后1个半月自行下地负重行走时感觉骨折部位酸胀不适，但患者未就诊，术后3个月查X线片发现内固定器断裂，考虑术中将内固定器弧形主板放置于压力侧，加上患者过早下地负重行走所致。2次手术取出断裂的内固定器改用交锁钉内固定，同时取自体髂骨植骨，术后扶拐行走3个月后逐渐弃拐负重行走，术后6个月复查X线片骨性愈合。1例股骨骨折患者术后3个月扶拐行走时不慎摔倒致骨折部位疼痛，查X线片发现内固定器断裂，2次手术改用交锁钉内固定并植骨，术后6个月复查X线片骨性愈合(图1、2)。1例锁骨骨折患者术后2周X线片报告内固定器翘起，考虑骨折部位在锁骨外侧1／3，内固定不牢固所致，予三角巾悬吊1个月，术后3个月复查X线片骨折畸形愈合；1例锁骨骨折患者术后1周X线片报告内固定器翘起，考虑内固定型号太大固定不牢固，加上术后没有制动，由于上臂的重力作用导致内固定器松动、翘起，予三角巾悬吊1个月，术后3个月复查X线片骨折畸形愈合，但功能尚好。1例肱骨骨折患者术后1个月查X线片报告内固定器翘起，考虑骨折部位为肱骨下1／3长斜形骨折，内固定不牢固且内固定器长度不够所致，予三角巾悬吊1个月后复查X线片提示骨折无明显移位，术后7个月复查X线片骨折骨性愈合；1例股骨骨折患者术后2个月自行下地负重行走时逐渐发现大腿部畸形，术后3个月复查X线片报告内固定器近端向前外侧翘起，骨折畸形愈合，查体见患肢较健侧肢体短缩约2 cm，但行走活动良好，考虑骨折部位为股骨中下1／3骨折，内固定不牢固所致。1例髌骨骨折骨折愈合后髌骨爪松脱，考虑术中选择髌骨爪型号偏大，加上术后患者行膝关节活动时过度屈曲所致。

    3  讨  论

    3.1  镍钛形状记忆合金材料的优点

    镍钛形状记忆合金由于具有独特的记忆效应、良好的生物力学性能和生物相容性等特点，近年在医学领域获得了广泛的应用及发展。镍钛形状记忆合金在0～5℃环境中可随意改变形态，而在40℃左右的环境中，迅速恢复到原来的形状。临床上就是利用镍钛形状记忆合金在形态恢复过程中产生的恢复力，使骨折复位及固定骨折。戴尅戎等［1～3］通过动物实验与生物力学试验证实形状记忆合金环抱器具有良好的抗弯和抗扭作用，抗弯性能与接骨板相仿，但低于克氏针；抗扭能力与接骨板相仿但明显高于克氏针，而对压缩应力的对抗作用低于钢板，有利于骨折愈合，是一种良好的骨折内固定材料。Verheye等［4］通过体内软组织相容性试验，表明镍钛形状记忆合金对血管、肌肉、神经及骨组织有良好的相容性。

    3.2  镍钛形状记忆合金内固定器治疗四肢骨折的失败原因分析

    3.2.1  内固定方法选择不当  任何一种内固定材料都不可能解决所有类型的骨折。从骨折的部位来看，镍钛形状记忆合金内固定器特别适用于锁骨中1／3骨折、髌骨横形骨折及管状骨中段骨折的治疗，对其他部位的骨折存在一定的局限性，如锁骨外侧1／3骨折，肱、股骨中下1／3骨折，锁骨由于其形态的特殊性，外观呈“S”形，且骨质存在扭转，特别是锁骨外侧1／3骨质扁平不规则；肱骨中下1／3部骨质从管状逐渐变为扁平状，股骨下1／3由于骨质从管状逐渐膨大变为髁部，内固定器的主板和环形臂不能完全贴附骨质，固定由面变为点，容易发生旋转、分离，导致内固定翘起、松脱。从骨折的分型来看，镍钛形状记忆合金内固定器适用于横形骨折，骨折线较短的斜形和螺旋形骨折及粉碎程度轻、骨折复位后不影响骨质完整性的骨折。对于骨折线长的斜形和螺旋形骨折，粉碎程度重的骨折，骨折复位后由于镍钛形状记忆合金内固定器有横向的挤压应力，不能很好保证骨折的稳定性和完整性，术后容易出现内固定器翘起、松脱，甚至断裂。

    3.2.2  内固定型号及长度选择不当  镍钛形状记忆合金内固定器的类型及型号、内固定器的长度选择不当是导致内固定器松动、松脱的主要原因之一，术中必须根据骨折的部位、直径、骨折的类型来选择不同类型、型号及长度的内固定器。由于人体骨骼外形不规则，不同个体骨骼外形亦有很大区别，虽然镍钛形状记忆合金内固定器根据不同部位骨骼外形设计了不同的类型和型号，但在临床工作中作者还是发现，根据骨折直径选择的内固定器还是不能很好的包绕固定骨折部位，往往导致骨折固定不牢固，造成术后内固定松动，甚至内固定松脱，手术失败。根据作者的经验，锁骨或管状骨骨折用游标卡尺测量骨直径后选用小一型号的内固定器，髌骨骨折选择适当型号的爪式髌骨固定器，该固定器的最大直径应比实际髌骨小10％～20％；内固定器长度最好是锯齿状边部有1～2个齿超过骨折远近端，对负重肢体或肌肉丰富部位的骨折，应特别注意选择内固定器的长度。

    3.2.3  手术操作不当  内固定器弧形主板应放置在骨的张力侧，以便在肢体活动时对骨折形成压应力，有利于骨折愈合；相反，如将内固定器弧形主板置于压力侧，在负荷活动时，可使内固定器对侧骨折面张开，影响固定效果，甚至造成内固定器断裂。对于斜形、螺旋形及粉碎性骨折，常需先行骨折复位后，可吸收缝线或钢丝捆绑使骨折紧密对合后，再用内固定器固定，以避免内固定器固定松动。术中要将内固定器完全降温至0～5℃才能撑开环形臂，同时不能将内固定器过度撑开以免造成不能完全恢复原形，甚至术后发生断裂。

    3.2.4  术后功能锻炼不当  镍钛形状记忆合金内固定器治疗管状骨骨折与传统的骨折内固定方法相比，手术操作简单，剥离骨折周围组织较少，对骨皮质血循环干扰小，有利于骨折端血运的恢复和骨折的愈合。由于镍钛形状记忆合金内固定器固定骨折时不具备骨折端的轴向加压作用，术后同样需要一定时间的外固定或制动，功能锻炼要循序渐进避免暴力，骨折骨性愈合前不能过度功能锻炼或过早负重，避免外伤，以免内固定松脱或断裂。完全负重活动要根据X线片看到骨折线明显模糊后才能进行。对于锁骨骨折来说，由于上臂的重力作用容易导致内固定器松动、翘起；股骨干骨折由于内固定器长度较长，手术时剥离骨折周围软组织范围相对较大，有可能影响骨折断端血运的恢复，造成骨折延迟愈合或畸形愈合；对于髌骨骨折来说，髌骨爪固定骨折既能够达到坚强内固定，又能够早期进行膝关节功能锻炼。但如术中选择髌骨爪的型号不合适，且术后功能锻炼时暴力屈膝或过度锻炼有可能导致髌骨爪松脱。

    3.3  镍钛形状记忆合金固定器治疗骨折应注意以下问题：

    对于锁骨粉碎性骨折先用可吸收线捆绑，再用固定器固定，以避免松动，且可以避免2次取出［7］；对于股骨粉碎性骨折，由于对内固定的抗扭转及抗弯能力要求高，单纯的镍钛形状记忆合金固定器固定不牢固，可选用带锁髓内钉结合镍钛形状记忆合金骨卡环内固定以达到稳定的内固定［8］。近年来新型的镍钛形状记忆合金环抱接骨板，在原来内固定器的基础上两端延长内固定器的弧形主板，把两端的锯齿状边部改为1～2枚螺丝钉内固定，加强了抗扭转及抗弯能力，最大程度上减少了骨折术后内固定松脱或断裂［9］。如果术后出现内固定的松动、松脱、断裂，应及时采取制动、避免负重或2次手术等治疗措施，促进骨折早日愈合。

【参考文献】
  ［1］ 戴尅戎，倪 诚，吴小涛，等.形状记忆合金锯齿臂环抱内固定器的实验研究与临床应用［J］.中华外科杂志，1994，32(10)：629-632.

［2］ 吴小涛，戴尅戎，倪 诚，等.形状记忆合金锯齿臂环抱内固定器固定后骨折愈合的动物实验观察［J］.骨与关节损伤杂志，1995，10(2)：164-166.

［3］ 祖晓水，戴尅戎，吴小涛，等.形状记忆合金锯齿臂环抱内固定器的稳定性研究［J］.医用生物力学，1995，10(1)：40-46.

［4］ Verheye S,De Meyer G,Saln K,et al.Histopathologic evaluation of a noveldesign nitinol stent: the Biflex stent［J］.Int J Cardiovascular Intervene,2004,6:13-19.

［5］ 席平昌.形状记忆合金髌骨爪治疗髌骨骨折［J］. 中国矫形外科杂志，1999，9(6)：689-690.

［6］ 左进步，齐进如，任世祥，等.形状记忆合金环抱器治疗锁骨骨折［J］.中国矫形外科杂志，2004，12(16)：1226-1228.

［7］ 孙可，梁斌，黄孝英，等.镍钛记忆合金环抱器结合可吸收缝线治疗锁骨骨折18例报告［J］.广西医学，2004，26(2)：223-224.

［8］ 喻长纯，杨明路，尚延春.股骨交锁髓内钉结合记忆合金骨卡环治疗股骨长节段劈裂骨折［J］. 中国矫形外科杂志，2006，14(12)，957-959.

［9］ 陈宏，罗湘辉，何佳宏，等.形状记忆环抱接骨板治疗复杂长骨干骨折［J］.中国矫形外科杂志，2005，13(8)：632-633.

作者单位：广西壮族自治区人民医院骨科，南宁 530021