生物学内固定(BO)概念、原理与方法

生物学内固定（BO ）概念、原理与方法
生物学内固定（BO ）概念、原理与方法1 产生背景从20世纪50年代末起，由AO学派推崇的内固定技术，一经典法则[1]。

AO在建立之初，通过总结前人的经验，提出了骨折治疗的四项原则[2]：①解剖复位；②坚强固期无痛活动。

其核心目的是，通过骨折端的加压固定和解剖结构的重建，消除骨折局部的微动，使骨折达到无骨骨断端出现骨痂，通常认为是固定不稳的征兆，应该尽量避免。

在骨折愈合过程中，坚强固定可以使关节肌肉尽痛的活动，而不需借助任何外固定，防止“骨折病”的发生。

AO技术历经40余年的发展与普及，现已形成一个设备、器材的完整体系，成为当今骨折治疗领域中的经典手段之一。

然而，任何事物的发展都有正反两个方面，的应用日益广泛，其弊端也愈发突出。

诸如常发生术后骨不连、感染、固定段骨质疏松和去固定后再骨折等并意味的是，AO原则虽然也含有无创操作的内容，但是，为了达到坚强固定和解剖复位的目的，常常以严重损伤操作实际上是不可能的。

针对上述情况，AO学者对其固定原则的科学性进行反思后认为, AO技术的弊端主要是学上的稳定性，而未重视骨的生物学特性。

从上个世纪90年代初开始，AO学者Gerber[3]、Palmar[4]等相继提出了osteosynthesis BO）的新概念，强调骨折治疗要重视骨的生物学特性，不破坏骨生长发育的正常生理环境。

其内折部位进行复位，以保护骨折局部软组织的附着；②不强求骨折的解剖复位，关节内骨折仍要求解剖复位；③使物；④减少内固定物与骨皮质之间的接触面积等。

不难看出，BO核心宗旨是保护骨的血供。

在BO作用下，骨合[5]，即骨愈合历经血肿机化、骨痂形成和骨痂塑形等阶段，表现在X线平片上的大量外骨痂生成。

与既往A 愈合相反，BO认为，骨痂的出现提示骨折愈合出现积极的反应，是一种受欢迎的象征[6]。

2 概念和内涵迄今为确定的内涵。

其基本概念是，在骨折的复位固定过程中，重视骨的生物学特性，最大限度保护骨折局部的血供，而使骨折的愈合速度更快，防止各种并发症的发生。

从其概念可以看出，BO的外延较广泛，而内涵则不确定，概供的骨折治疗手段和技术，均可看作BO范畴。

因此，从这一点上讲，BO并非是一种理论体系，而只是一种“骨折愈合并非象既往AO那样追求一期愈合，而是二期愈合，这表明骨的愈合方式并不重要，最短的愈合时间和的。

另外，从BO的产生背景上看，提出BO这一概念者，正是AO学者本身[3,4]，因而BO与AO并不矛盾，
完善。

追溯内固定发展的历程, 不难发现，尽管BO这一具体概念出现在20年代的90年代以后，但是BO中的AO之中，例如AO小组在成立之初，就提出了无创操作的思想，这一思想正是当今BO概念的核心，可惜这一定坚强的情况下，并未受到应有的重视。

又如，有限接触动力加压钢板（limited contact dynamic compress plate，于BO技术，但是早在20年前，AO学者就报告了LC-DCP的使用经验[1]。

所以说，用BO这一词来描述AO技本身为了突出其固定原则的某些改良而已。

3 技术和方法3.1 间接复位间接复位最早由AO学者Mast等[7]于理是，常规切口进入骨折部后，不剥离骨膜，在骨膜外用器械或者钢板和器械联合应用，牵引骨折的远近两端，骨膜和其他软组织的梳理和挤压，使骨折碎片得以复位，必要时可利用带尖的复位钳帮助并维持复位，复位满意用的复位器械是牵张器（distractor）和多关节加压器（articulated tension device）。

间接复位也可以通过挤压机制骨折部的解剖轮廓预弯，待钢板与骨折的一端固定后，通过钢板与骨折另一端的贴附和挤压，使骨折复位，这一端的斜行骨折。

由此可见，间接复位的关键之处在于，保护骨折碎片和骨膜、软组织之间的附着，避免广泛的剥的解剖复位，推挤骨碎片复位的动力主要来自骨膜和软组织本身。

因此，这一技术又被称为韧带整复术（ligam 供破坏较少，骨愈合的速度较直视下的解剖复位明显加快，这对粉碎性骨折尤为有利。

间接复位的疗效难以单独必须配合固定，方能取得疗效。

Hessmann等[8]回顾性地分析了应用间接复位和支撑钢板治疗肱骨近端骨折的疗后34个月进行测评，优良率为76%，功能欠佳的原因主要是由于骨畸形连接，X线显示有4%病例出现缺血性生。

Chrisovitsinos等[9]对20例股骨粉碎性骨折经间接复位和生物学内固定治疗的患者，进行了长达1～4.5年的隆下、6例股骨干和3例髁上骨折。

内固定物选用动力髁螺钉、加压钢板、有限接触钢板和支撑钢板等，平均术后4例有轻度膝关节僵硬，4例下肢短缩1～2cm。

3.2 不扩髓髓内钉固定术近年来，交锁髓内钉固定术逐渐发展成流技术。

在髓内钉插入时，采用扩髓还是不扩髓的争议由来已久。

反对扩髓者认为，扩髓可引起髓内高压，因扩髓以及脂肪栓塞综合症等并发症。

最重要的是，扩髓造成髓内血管损伤，使骨皮质去血管化（devascularization），因原则。

Schemitsch等[10]制作羊胫骨短螺旋型骨折模型，分别采取扩髓和不扩髓两种方法行带锁髓内钉内固定，用皮质血流量变化，发现扩髓后皮质骨的血流量明显比不扩髓组低，而且不扩髓组皮质骨的再血管化现象在术后6需12周。

在扩髓插钉的过程中，损伤髓内血管者主要是扩髓操作，而插入钉子不会加重已有的损伤。

后来Sch
物模型又进一步证实，扩髓后包裹在胫骨周围的肌肉血流量显著高于不扩髓组，这是由于扩髓损害了内骨膜和内皮质的再血管化过程中，软组织血流呈现代偿性增强，提示临床上对软组织广泛剥脱的粉碎性骨折，最好不要扩不扩髓各有利弊，近年来在髓内钉固定时采用了折衷的手段，即有限或部分扩髓。

然而，坚持扩髓者认为，扩髓可使固定获得较大的稳定性，如果不扩髓，在手术时只能插入较细的髓内钉，对骨折固定的稳定性较差，容易造成明，扩髓和不扩髓以及扩髓的程度对骨皮质血供的损害并无显著差异。

尽管如此，目前总的趋势是，在髓内钉固向于采用不扩髓技术。

Blum等[12]采用逆行不扩髓髓内钉技术治疗100例肱骨干骨折，90%的肩关节和86%的能恢复，3例患者需要再手术治疗，与顺行的扩髓法相比，本方法骨折愈合的速度和质量具有明显优势，而且并低。

3.3 微创钢板内固定术微创钢板内固定术(minimally invasive plate osteosynthesis ，MIPO) [13]是近年在BO 一项新技术，其设计思路也是为了保护骨折的血供。

以股骨粗隆下粉碎性骨折为例，手术方法如下[14]：患者仰口3cm，在X线透视下，先用座凿在股骨颈内开槽，将角钢板的刃板尖对着术者，顺行把钢板的远端从小切口侧肌之间钝性建立钢板隧道，待钢板主体完全插入后，将刃板尖扭转180°，击入预制骨槽内，手法牵引骨折复肤小切口3 cm，用3~ 4枚螺钉固定钢板。

为增强螺钉的把持力，在攻入螺钉时，使之在骨内呈扇形分布，同时组织造成损伤。

由于跨越骨折段进行固定，通常需要很长的钢板，对不适合髓内针固定的病例也可应用。

用很少两个优点，一是减少对骨折血供的进一步干扰，二是通过载荷分享（load sharing），避免因应力集中导致的内固报告了1组从1994年6月至1995年12月间，应用MIPO治疗11例股骨髁上、粗隆下骨折和3例股骨截骨后矫14例患者中，12例术后骨愈合顺利，1例术后钢板断裂，经二次手术治愈，另1例97岁高龄患者死于术后6周均手术时间为125分钟。

Wenda 等[14]等应用MIPO治疗17例股骨干粉碎性骨折的病例，包括粗隆下和髁上骨板，取得满意疗效。

其中13例愈合优良，无任何并发症，3例12周后进行了骨移植，1例旋转畸形需截骨矫形石膏外固定，术后第2天即进行部分负重锻炼，2 ~ 4月后完全负重。

合并关节内骨折的长骨干粉碎性骨折，也注意的是，关节内骨折必须在直视下解剖复位。

此外，也适用于治疗其他内固定失败后的病例。

可喜的是，从次报告MIPO的应用以来，只有短短的几年，该技术已发展成为微创固定系统（less invasive stabilization system 定的手术步骤、专门设计的内植物和操作器械。

其操作器械主要包括[17]：微创钢板内固定钳（MIPO-clamp）和
以及配套的螺丝攻和瞄准器等，其中固定钳由钳钩、T形把手、固定器和临时固定螺钉等组成。

在固定骨骼时，与骨膜之间有一层薄薄的缝隙，因此，可以看作是一种“不接触”钢板。

3.4 改进接骨板构形通常认为，接骨板下于骨血供的损伤，继发哈佛管的重塑而形成[1]。

尽管也有人坚信，板下皮质骨疏松是接骨板的强大的应力遮挡的证据，但目前大多数学者仍倾向于，血供损伤是造成板下皮质骨骨质疏松的主要原因。

理由如下[18]：①板下氏管的重塑过程中，而且是一过性的；②骨质疏松只出现在接骨板下皮质骨血供受损的区域，而同样在应力遮挡皮质并不出现疏松；③塑料接骨板的应力遮挡效应低，其引起的骨质疏松却比钢板还要高；④使用减少骨血供损降低骨质疏松的发生率。

有资料表明, 在破坏骨血供的因素中，接骨板的贴骨面形状和面积最为重要，而接骨板的近年来在BO思想指导下，围绕接骨板的形状进行了许多改良，先后有有限接触动力加压接骨板（limited conta plate ，LC-DCP）、点状接触接骨板（point contact fixator，PC-Fix）、不接触钢板、梯形钢板以及波型接骨板等相是尽量减少内固定与骨皮质的接触，更符合BO概念的需要。

传统的AO动力加压接骨板（dynamic compressio 滑的贴骨面，当固定后与骨皮质的接触面积较大，故对骨血供的损伤也更严重。

应用双亚磺蓝行微血管造影[19皮质血供的影响，发现术后10min，板下和邻近的皮质骨即有缺血表现，24h后缺血区波及全部板下和邻近区域区域逐渐缩小，12周后板下血供才完全恢复。

鉴于DCP对骨血供的损伤，LC-DCP除了在贴骨面的形状有所DCP相似，PC-Fix则不同，其固定原理与外固定架类似，并且使用单侧皮质骨螺钉把持，对骨皮质血供的损伤接骨板，除了减少对骨折局部血供的损伤之外，还改变了接骨板的载荷方式，使接骨板承受纯粹的张应力[20]。

些内植物统称为“生物学钢板”[1，3，9]Swiontkowski等[21]用LC-DCP和DCP固定完整的羊胫骨，术后12周发生反应明显弱于DCP组，表明LC-DCP在术后早期对血供的激惹确实低于DCP。

Jain等[22]将10只犬的胫骨中分别用不锈钢和市售的纯钛LC-DCP进行固定，在骨折前、骨折后、接骨板固定后以及术后10周等4个时相点变化，发现骨折对骨的血供造成明显的损害，应用两种LC-DCP固定后并不加重骨血供的原有损伤，术后10周骨板固定术后当时明显恢复，但两组间无差异。

从而证实，LC-DCP有助于骨皮质的再血管化，但与其材料性质来临床应用日益增多，Hofer等[6]等应用PC-Fix治疗38例前臂骨折的患者，通过定期X线观察，发现PC-Fix 且81%的骨折部出现大量外骨痂，是典型的二期愈合方式。

3.5 组合式固定技术高能创伤导致的小腿粉碎性开放
广泛损伤，为了尽早恢复肢体的功能，骨折的固定必须达到力学上的稳定，又不能加重骨血供的损伤。

应用有限术（combined fixation techniques，CFT），可以达到既不增加对骨的创伤，又能提供固定的稳定。

Weiner等[23]用端复杂的骨折，其中A3型5例，C1型6例，C2型16例，C3型23例，通过长达平均2.7年的随访, 48例平均1按功能评分，17例优，24良，6例可，3例差。

Gerber等[24]也应用CFT治疗18例复杂胫骨开放骨折，15例骨愈合。

Gerber认为，尽管CFT相较MIPO而言，对骨的继发创伤稍大，但是该技术吸收了内外固定的优点，在固定物的体积可以更小，在这种固定情况下，可以达到真正的弹性固定，便于调整固定系统的力学性能，还可以达到力学稳定和保护骨生物学特性上的双重满意，因此，近年CTF较多应用于治疗胫骨远端和近端的骨折。

目的置入仍需切开暴露骨折部，也许MIPO与外固定架的联合应用是今后CFT的发展方向。

4 存在问题与展望如前的新概念，而非成熟的理论体系，虽然各种与BO策略相关的基础和临床研究日见增多，真正被认为可以推广的探索性的，许多方法还存在技术和理论上的缺陷。

例如，应用间接复位和MIPO技术时，术者面临的最大困难是的对位、对线和长度达到了功能复位的要求。

虽然Krettek等[25]介绍了一些简单的方法，例如在冠状面，利用图膝关节和踝关节中心三点连线，判断有无内外翻畸形；在矢状位，利用膝关节过度伸展试验、Blumensaat 试验止下肢过屈和反屈畸形；下肢长度主要靠图像增强器定位结合刻度杆测量；利用髋关节旋转试验和小转子图像大判断下肢有无旋转畸形等。

可惜，这些方法并非在术中总是可用的。

目前临床在行MIPO时，所用钢板均为常规专用钢板，给手术操作带来很大困难[17]。

此外，从文献报告的BO技术应用情况来看，普遍存在着例数较少、长等问题；手术对象仅限于下肢的股骨和胫骨；对施术者、术中X线透视和器械的要求也比较高等等。

尽管如此短的几年，与传统方法相比，在促进骨折愈合，降低骨不连、延迟连接、骨髓炎及内固定断裂，减少自体骨移植示出其显著的优越性[13]。

因此，随着对骨生物学特性作用认识的提高，BO技术必将在未来的骨折治疗中扮演务之急是，进一步加强相关的基础和临床研究，研制配套的专用器械和内固定物，完善其理论体系。