有限内固定结合外固定架在胫骨骨折治疗中的应用进展

【关键词】  胫骨骨折

   胫骨骨折临床常见，常合并腓骨骨折，其中高能量损伤所致胫骨平台骨折、胫骨中下1／3骨折、Pilon骨折等，治疗上仍有一定挑战性。以往多采用单纯内固定或外固定等方法，随着内固定技术及外固定支具的进步，有限内固定结合外固定架方法形成一定优势，该方法在相对坚强固定的基础上，减少了对局部血运的破坏，更接近BO(Biological Osteosynthesis,BO)原则，有利于骨折早期愈合和功能锻炼。

    1  单纯应用内固定的优缺点

    内固定主要包括钢板固定和髓内钉固定等技术，虽然可达到一期坚强固定，但各有利弊。

    1.1  钢板固定

    钢板固定的优势在于可早期坚强固定并进行功能锻炼，多用于干骺端骨干连接处及其近侧的胫骨骨折。胫骨干、特别是中下1／3骨折，存在皮下组织少，血液循环相对较差等特点，应用钢板内固定，切口较大，需要大面积剥离骨膜及周围软组织，对骨折断端血运破坏大，骨折延迟愈合、不愈合，感染和钢板外露发生率较高［1］，去除钢板后有发生再骨折的危险。且钢板固定为偏心性固定，易产生应力保护，可导致钢板下骨质疏松。近年来，微创钢板接骨术(minimally invasive plate osteosynthesis，MIPO)技术的锁定加压钢板(locking compression plates，LCP)和基于微创内固定系统(less invasive stabilization system，LISS)的经皮解剖钢板等受到临床骨科医生的关注。其同样强调对局部血运的保护，在胫骨关节内及关节附近骨折治疗中，国内外一些学者均取得了较好的临床效果［2～4］。缺点在于手术技术要求高，价格昂贵，需2次手术取出钢板。

    1.2  髓内钉固定

    与钢板内固定相比，对骨折端及周围组织破坏相对较小，由于骨-钉构成一个整体，可防止骨折远端再发生旋转移位；而且髓内钉固定要优于钢板和外固定架等偏心性固定，具有良好生物力学特性。其缺点在于易造成骨折端分离，导致延迟愈合［5］；对严重开放性胫骨骨折，可能导致创伤后骨髓炎；部分患者会有术后膝前痛等并发症［6］。扩髓技术的应用会破坏局部血供；对关节附近骨折，锁定技术要求高，难度较大，限制了其应用。由于不扩髓交锁髓内钉等技术的发展，髓内钉在胫骨骨折中应用范围虽有扩大，但主要用于胫骨结节以下至踝关节以上3～4 cm之间的骨折，也有应用于胫骨远端骨折的报道，但要谨慎选择病例，可联用其他内固定方法［7］。

    2  单纯应用外固定架的优缺点

    由于外固定架设计、材料和穿针技术的改进，其手术操作简单，对骨折周围软组织损伤小，局部血运破坏小，符合微创技术要求。术中通过调整螺杆还可实施骨延长术，恢复患肢长度。术后允许患者早期开展功能锻炼，在骨折愈合后，去除外固定架方便，免除患者2次手术的痛苦和高额费用，减少了病人心理、生理和经济负担。在急诊、开放伤处理中，外固定架更具优势。其主要的问题是针道感染和固定针松动等并发症，与骨折类型、外固定架针的直径、构型设计等因素有关［8］，且应用外固定架需熟悉局部的断面解剖，细致的穿针技术需经过逐渐的训练才能熟练掌握。

    3  有限内固定结合外固定架在胫骨骨折中的应用

    近年来，很多国内外学者报道应用有限内固定结合外固定在胫骨骨折治疗中取得满意疗效。该方法正越来越受到临床医生的重视。

    3.1  有限内固定的必要性及方法选择

    单用外固定架，复位失败率可高达20％［9～11］。Subasi等人回顾性分析一组高能量损伤所致开放性粉碎性胫骨平台骨折病例，认为外固定架结合有限内固定，可增加骨折复位的稳定性，特别对合并冠状面骨折的病人，可减少复位失败［12］。有限内固定操作简单，切口小、软组织剥离少，基本不剥离骨膜，对骨折断端附近血液循环破坏较少，可将骨折处变为一体，恢复关节面完整，防止骨块移位和骨折端分离，提高骨折断端及关节面稳定性，减少复位失败及延迟愈合、不愈合等并发症发生。

    有限内固定可选用螺钉内固定、张力带钢丝等方法，通过经皮小切口固定骨折断端，同时外固定架的张力钢针也可协助固定。对关节内骨折还可应用关节镜辅助恢复关节面平整［13］。通过术前仔细评估及设计，手术者可根据骨折位置，骨折块大小、形态，术者经验等具体选择固定方式。

    近年来有人采用可吸收螺钉取得较好效果。有研究表明，可吸收螺钉具有良好的组织相容性，无毒性反应，在体内降解成水和二氧化碳排出体外。其初期抗弯强度220～400 MPa，是松质骨骨折抗弯强度的20～30倍，其抗剪切强度180～250 MPa，弹性模量8～15 GPa，是松质骨抗剪切强度和弹性模量的5～10倍，植入体内后，可发生径向膨胀，纵向收缩，能产生自动加压作用，使固定更牢固。术后第12周后期其机械强度开始逐渐减弱，术后4～6个月后的强度仍有初期的50％，可提供有效的骨折固定时间。有报道指出，只要适应证掌握适当，可吸收螺钉能取得和金属固定装置相当的固定复位效果［14～16］。

    应用可吸收螺钉不干扰放射学及其他影像学检查，能避免2次手术，缩短骨折治疗时间，减少病人的痛苦和经济负担。其缺点在于可吸收螺钉多用于非承重部位，分解后很可能不伴随正常骨小梁的恢复［17］，有报道该内固定物的失败率为1.2％，术后伤口感染率为1.7％，出现迟发性无菌性炎症反应积液需外科引流占7.8％［18］。可吸收螺钉代表了内固定物的发展方向，其不足有待进一步改进，是一种很有潜力的有限内固定方法。

    3.2  生物稳定性评价及外固定架的选择

    应用有限内固定结合外固定架方法治疗胫骨骨折，维持骨折稳定性的固定结构主要依靠外固定架，其生物学稳定性除与本身材料、钢针的直径、方向，固定环的角度、骨折复杂程度等因素有关外，最主要取决于外固定架的结构特性。

    目前临床上应用较多的有线形外固定架(linear external fixator,LEF)，环形外固定架(circular extemal fixator,CEF)及混合外固定架(hybrid extemal fixator,HEF)等。Caja等主张根据骨折类型和外固定架的机械特点来选用合适的固定方法。LEF在轴向刚度上强于CEF，而CEF在抗弯曲和扭转方面与LEF相似，但与环数相关；HEF与带4环的CEF在轴向压力、抗弯曲、抗扭转强度上表现相似，但减少了穿针固定操作，可考虑作为CEF的替代［19］。

    也有一些学者通过动物或临床实验对比了不同结构外固定架结合有限内固定的生物稳定性。

    Ali等人通过体外胫骨平台双髁骨折模型实验，对临床上较为常用的5种固定方法的稳定性进行了研究。其中双钢板内固定与双环外固定架结合有限内固定稳定性明显强于其他3种固定方法，两者之间没有显著差异(分别为4218、4184 N，P<0.05)。单环与单臂外固定架结合有限内固定的强度明显高于外侧钢板结合内侧单臂固定架，强度最弱的是外侧钢板结合内侧螺钉固定［20］。他们在另一项体外实验中证明，与双髁钢板相比，带有4根张力钢丝的HEF也可以提供同样的生物强度［21］。

    HEF有多种组合形式，上述实验中采用的是普通的单环与单臂HEF，其在轴向负荷下就像一个悬臂梁结构易弯曲，固定的骨折端容易移位、成角。为此，有学者选用加强型单环与单臂HEF，即用两组立柱支撑杆将单臂与外固定环的游离端桥接相连，形成三角形结构，明显增强了结构的轴向刚度，从而减少了外固定器结构的破坏变形［22］。而在另一个胫骨干骨折的动物模型实验中，Singh等人证明线双环双臂HEF在生物力学上优于CEF，可见临床应用中，术者应根据具体情况选择相对稳定的组合形式［23］。

    Zhim等对比了单侧钢板与Hoffman Ⅱ外固定架在胫骨近段楔形骨折中的稳定性。从这组体外生物力学实验中，他们证明了钢板固定的强度要大于Hoffman Ⅱ外固定架(分别为938 N／mm、459 N／mm)，然而Hoffman Ⅱ外固定架允许在骨折愈合过程中对牵引进行调整是钢板内固定所不及的［24］。但是单侧外固定架复位丢失率较高，可能会发生应力遮挡［19，25］。

    应用混合型外固定架能减少用单侧外固定架引起的螺钉松动和感染等并发症的危险性。但应注意对严重粉碎性胫骨平台骨折，存在关节面不能得到充分的复位，可导致内翻畸形等并发症［26，27］。而对不稳定性胫骨骨折伴有不愈合、感染、肢体短缩、畸形、骨缺失等情况时，CEF提供了一个可靠的方法［29～30］，Rickman等建议应用带有螺纹的钢丝固定骨折断端，以提高骨折端固定后的稳定性［31］。

    临床实际应用中应尽量选择最简单的结构达到最稳定确实的固定，以便于术后较长时间的维护，促进骨折的早期愈合和功能锻炼，同时减轻患者经济和生活上的负担。

    3.3  应用有限内固定结合外固定架方法治疗中的一些问题

    3.3.1  术前要进行全面评估  明确骨折类型及软组织情况，确定手术方法，外固定架的类型，穿针位置、方向等。必要时可摄双下肢全长X线片，对术中重建，恢复患者长度，评价预后等会有所帮助。CT平扫，可以帮助选择手术入路，设计穿针方向、位置，判断骨折粉碎程度。

    3.3.2  腓骨骨折固定  胫骨远端关节内骨折合并腓骨骨折，应首先恢复腓骨的长度，已为大多数临床医生所肯定。它可以帮助准确恢复踝关节面，减少局部不正常的受力增加，可降低退变性关节炎的发生率。而对胫骨远端关节外骨折合并腓骨骨折，是否对腓骨行内固定仍存在争论［32］。

    3.3.3  外固定  最好在C型臂X线机监视下定位穿针，尽量避免穿针位置不正或误入关节腔等情况，防止感染。术后观察外固定器固定骨折情况，以避免复位后发生成角畸形等。穿针后避免针孔附近皮肤高张力，可降低针道感染率［33］。

    3.3.4  胫骨平台骨折  因负重时内侧髁较外侧髁承受更大的负荷。临床上固定失败亦多发生于内侧髁。外固定架的连接支撑点位于胫骨平台前内侧，更符合生物力学要求［34］。

    3.3.5  外固定范围在骨折区域内，不超过膝、踝关节，这一系统提供的稳定性足以对抗术后进行早期关节锻炼所产生的对骨折区域内稳定所形成的不良应力或负荷。膝、踝关节能进行早期功能锻炼，降低膝、踝关节病废率，提高治疗质量。如需临时固定邻近关节，不可时间过长，一般在10～21 d左右［35］。

    3.3.6  早期外固定架结合Ⅱ期切开有限内固定  有学者应用该方法，临床满意率最高可达81％，主要优势是Ⅱ期复位时软组织情况较受伤时好转，利于直视下复位；但可能带来的问题是关节僵硬和复位难度较大［30］。Koulouvaris等通过临床比较，认为这种方法与混合式外固定架法两者都能更好的促进骨折愈合，而环形外固定架容易引起延迟愈合［36］。

    3．4  预后及并发症处理

    Leung等应用有限内固定结合Ilizarov架治疗一组31例胫骨远端骨折，其中6例开放性损伤，平均骨折愈合时间13.9周，最重要的并发症是针道感染占29％［37］。Faldini等应用有限内固定结合混合外固定架治疗32例复杂胫骨平台骨折，其中11例为开放性，平均愈合时间24周，29例愈合良好，2例一般，1例较差。术后1例出现不愈合，2例出现膝关节内翻，无其他外科并发症［26］。辛景义等报道有限内固定结合混合外固定架治疗Pilon骨折22例,平均愈合时间3.2个月，Ⅰ期愈合20例，2例延迟愈合为开放性骨折。关节内骨折优良率83％，关节外可达100％。术后2例针道感染，1例畸形愈合，1例干骺端骨折不愈合［33］。

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作者单位：第二军医大学长征医院，上海 200003