自动加压防旋髓内钉的研制及修复股骨中下段骨折的应用

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1、自动加压防旋髓内钉的研制及修复 股骨中下段骨折的应用万 黎1 徐达传2 江振华1 樊仕才1 张日华1 李春华1【摘 要】 目的 研制一种自动加压防旋髓内钉,探讨其生物力学和在修复股骨中下段骨折的应用效果。 方法采用研制的自动加压防旋髓内钉于1998年1月 2001年6月,临床用于修复股骨中下段骨折23例,其中横、 短斜形骨折12例,粉碎骨折9例,斜形、 多段骨折各1例,手术时间为伤后2小时 8天。 陈旧性骨折2例,手术时间为伤后1113个月。 在梅花型髓内钉距近远端一定距离的两侧翼开孔,置入梅花型弹力环24枚以适应股骨髓腔宽大部。 手术时间3075分钟,平均43分钟。 结果 在5 Nm扭矩下,

2、自动加压防旋髓内钉的抗旋转作用与交锁钉相近; 23例骨折均愈合,其中21例为613周,平均9周, 2例陈旧性骨折为1522周。术后均获随访636个月。无感染、 畸形愈合、 骨不连、 关节僵硬及再骨折等并发症。按Kolmert等功能评定标准,优19例,良3例,可1例,优良率95. 7%。 结论 自动加压防旋髓内钉设计合理,生物力学性能稳定,临床应用操作简便,手术时间短,骨折愈合快,具有轴向加压及防旋功能。【关键词】 股骨骨折 髓内钉 加压防旋 固定STUDYANDCL INICALAPPL ICATI ONOFAUTO-COM PRESSIVEANDANTI-CIRCUM ROTATEIN- T

3、RAM EDULLARY NA I L?W A N L i,XU D a2chuan,J IA N G Zhen2hua,et al.D epartm ent of O rthoped ics,S hajingPeop les H osp ital.S henzhen Guangdong,P.R.China518104【Abstract】 Objective To design an auto2compressive and anti2circum rotate intramedullary nail(ACAC I N)and to evaluate the preli m inary cli

4、nical efficacy on fixing adult femur fracture. M ethods From January 1998 to June 2001, 23 patientsw ith femur fracture were stabilized w ith auto2compressive and anti2circum rotate intramedullary nail . 224 elastic blocks were installed into the proxi mal and distal different distance of quincunx n

5、ail to defend circum rotateand axis compress . Results Fracture healing were obtained in all 23 patients treated w ith auto2compresseive and anti2 circum rotate intramedullary nail, the ti me of fracture healingwas 6213weeks in 21 cases and 15222weeks in 2 cases of old fracture. Therewas no complica

6、tion related to infection, nail break, abnormal union and joint ankylosis . The results were excellent in 19 cases, good in 3 cases, and moderate in 1 case according Kolmerts criterion for function ; the ef2 fective rate was 95. 7%. Conclusion A uto2compressive and anti2circum rotate intramedullary

7、nail has a suitable radian for adult femur, can afford stable fixation, anti2circum rotate and axis compress . 【Key words】 Femur fracture Intramedullary nail A uto2compress and anti2circum rotate FixationFoundation Item:N atural Science Foundation of Guangdong Province(99B06703G)股骨髓腔内径由中上段至远端逐渐增大,于大

8、转子下5102215 cm处,逐渐为前后径长,左右径短的近似柱形体。非松质骨区与松质骨区移行处以远则为前后径短、 左右径长的椭圆形漏斗状1、2。股骨中下段骨折后,常采用钢板或交锁钉内固定,但由于其髓腔不均匀,皮质薄,邻近关节,故均存在不足之处。 我们研制了一种自动加压防旋髓内钉, 1998年1月 2001年6月用于治疗股骨中下段骨折23例,疗效满意。报告如下。1 自动加压防旋髓内钉的结构及性能特点1. 1 结构自动加压防旋髓内钉主要由开口三叶草型髓内钉基金项目:广东省自然科学基金资助项目(99B06703G)作者单位: 1深圳市沙井人民医院骨科(广东深圳, 518104); 2第一军医大学临床

9、解剖研究所及四叶瓣形弹力环组成(附图)。在离钉近端10151210 cm、20152215 cm、26152815 cm及31153315 cm四处或三处相对两翼沟槽内开114 cm0118 cm短矩形孔,弹力环分别置于孔内,弹力环的纵 径419513 cm ,水平部横径为0160172 cm ,外凸间径为11882136 cm ,弹力环钢丝直径为0116 cm。依 髓内钉长短粗细而分别安装不同型号的弹力环,近位、 次近位为小环,次远位、 远位为大环。髓内钉钉体近端 有纵行拔出孔,远端呈向心性圆锥状。1. 2 性能弹力环的钢丝具有强弹性、 韧性及强度。 于外凸环 对压至回缩钉体腔孔内8小时后放

10、松,外凸环复张,弹 簧无变形。 临床应用中,在髓内钉通过髓腔狭窄部后自 动复张,并与股骨髓腔内壁矢状面宽大部顶紧。 具有能 适应中下段矢状径不一的结构特点。102中国修复重建外科杂志2003年第17卷第3期附图 自动加压防旋髓内钉构造Fig. Structureofauto-compressiveandanti-circumrotatein-tramedullary nail2 自动加压防旋髓内钉的生物力学评价2. 1 材料与方法取8例新鲜成人尸体股骨标本,男5例,女3例。 制成股骨中下段横断骨折模型,同一标本分别用钢板、 梅花针、 股骨交锁钉和加压防旋髓内钉行骨折内固定, 标本两端用牙托粉包

11、埋于特制的夹具中,在M TS试验机上进行试验。 距股骨下端2?5处横断,安装梅花针 固定骨折后,将股骨外倾15,安装在M TS试验机上, 将引伸仪装在股骨后侧股骨脊骨折线处,从股骨头以500N的压力对股骨实施加载,分别扭转5Nm、10Nm测量股骨头的抗扭转角度。在同一标本上再分别安装自动加压防旋髓内钉、 交锁钉、 钢板和梅花针重复上述 实验。2. 2 统计学方法 用SPSS10. 0统计软件包处理测量数据,以均数 标准差表示,采用完全随机样本的方差分析,P值 0. 05);而在10 Nm的扭矩 下,梅花针几无抗旋转作用,加压防旋髓内钉的抗旋转 作用也小于交锁钉和钢板(P 130 者21例, 9

12、0130 者2例。肢体短缩1 cm 1例。内固定取出时间为2029周,平均24周。均无髓 内钉松脱、 滑动及断针现象,仅1例发生弯针。拔针顺 利,拔出后髓内钉弹簧仍呈外张,无回缩变形; 23例患 者均获随访,随访时间636个月,平均15个月。 无骨 髓炎、 畸形愈合、 骨不连、 关节僵硬及再骨折等并发症。根据Kolmert等功能评定标准,本组23例中优19例, 良3例,可1例,优良率95. 7%。4 讨论4. 1 股骨中下段髓腔形态特点与髓内钉固定的关系股骨髓腔内径不均匀,近、 远端宽大中间部狭窄, 呈漏斗型结构。近、 远端冠状径大,矢状径小,在其近、 远端松质骨、 皮质骨移行处髓腔则为矢状径

13、大,冠状径 小。髓腔最狭窄处为中上1?3交界处。 股骨骨折后行髓内钉固定是依靠钉体与髓腔之间的摩擦阻力来维持骨折端的稳定性3。根据生物力学 原理,股骨干中上段骨折最好采用髓内钉内固定4,临 床常用的梅花型髓内钉只能对股骨髓腔狭窄部即股骨 中上段进行固定,但在狭窄部以远、 即股骨中下段髓内 钉呈 “悬浮” 状态,无固定作用。目前,较常用的交锁钉依赖于近远端的锁钉稳定骨折端。临床报道用于治疗 股骨中下段骨折较多,但忽略了其同Kuntscher钉管 径结构均匀的特点,即它同样不能适应股骨中下段宽 大结构,不能维持固定骨折端于正常解剖位,不能有效 地防止远骨折端旋转,侧方及成角移位;由于其配套器械较多

14、,操作复杂,上、 下锁钉需要钻透骨皮质进行钉 骨锁定,对骨质及邻近关节的软组织产生一定破坏,致 使其未能在临床广泛应用。 股骨中下段骨折,骨折远端邻近膝关节,肌肉及软 组织附着多,肌力强大,骨折近端因内收肌的作用向前内方移位,远折端则受腓肠肌的牵拉而向后倾,断端位 置越低,骨折远端后倾越显著,故股骨中下段骨折多主 张手术治疗。 但加压钢板固定因其手术切口长,骨膜剥 离范围广,组织损伤大,易致术后膝关节僵硬。同时钢 板固定易产生应力遮挡,影响骨折愈合。Kuntscher钉及交锁钉不适应股骨中下段髓腔形态,易致骨折端移 位; Ender针,矩形钉,双梅花针等组合钉在髓腔内易 绕其轴心旋转而造成反曲

15、或成角畸形5。4. 2 加压防旋髓内钉的生物力学特点 此钉是根据股骨髓腔的特点设计而成,借远近端的弹簧卡,与髓腔宽大部内侧紧密接触,从而具有一定 抗旋转功能。 上述生物力学测试结果表明,在5Nm扭 转外力下,加压防旋髓内钉与股骨交锁钉的抗旋转作 用相近,远远强于梅花针;当外力达10 Nm ,防旋转性 能差于交锁钉,但这种作用足够抵抗肢体自身的旋转力,防止骨折旋转移位,达到稳固固定效果。4. 3 加压防旋髓内钉适应股骨中下段髓腔的形态 特点 此钉实现了钉锁一体化,锁即是弹簧,弹簧附着于 钉体,具有弹性,能较好地适应股骨中下段髓腔宽大不规则的特点,具有可压缩性及复张性。 远位弹簧的固定 点为股骨髓

16、腔松质骨移行处或松质骨,且弹簧外凸间 距达2136 cm ,中下段松质骨与非松质骨移行处直径210 cm可被压缩013014 cm ,弹簧部分嵌入松质骨, 加大阻力,产生防旋作用。同时,它还在矢状位维持骨折于解剖对位, 23例骨折术后均无畸形发生,已拔出 的自动加压防旋髓内钉弹簧仍呈外张状态,说明弹力 环始终与骨髓腔内壁顶紧,防旋作用不变。 依据骨折治疗的生物力学观点,优良的内固定必 须是保持骨的血供和骨的生理和力学环境6。弹性材料固定符合生物力学原则,允许骨折端存在一定的力 学刺激。有利于骨膜骨痂形成,促进骨愈合。牢固内固 定可形成没有骨膜骨痂的一期愈合,但因应力保护和 应力集中等造成骨缺血、 骨吸收和骨痂塑型等问题,骨 愈合并不牢固,需长期固定才能使其达到牢固愈合,同时由于坚硬材料长期固定作用,有发生骨结构变弱萎 缩和继发性骨折的危险。加压钢板固定导致板源性骨 减少,去除钢板易发生再骨折。安装交锁钉需要扩髓, 而髓腔扩大后致骨折愈合过程稍有延迟7,交锁钉由 于上、 下