骨折的愈合过程
骨折的自然愈合(也称二期愈合、间接愈合),其过程为:骨折→血肿→软骨痂→硬骨痂→(应力下)骨痂塑形
一、血肿机化演进期:伤后2周
血肿+坏死软组织→无菌性炎症→肉芽组织→纤维组织→骨样组织
二、原始骨痂形成期:4~8周(3 ~6个月[3])
骨内外膜增生,新生血管长入,成骨细胞大量增生,合成并分泌骨基质,使骨折端附近内、外形成的骨样组织逐渐骨化,形成新骨,即膜内成骨。由骨内、外膜紧贴骨皮质内、外形成的新骨,分别称为内骨痂和外骨痂。骨痂不断钙化加强,当其达到足以抵抗肌肉收缩及剪力和旋转力时,则骨折达到临床愈合。此时X线平片上可见骨折处有梭形骨痂阴影,但骨折一仍隐约可见。
骨折愈合过程中,膜内成骨速度比软骨内成骨快,而膜内成骨又以骨外膜为主。因此任何骨外膜损伤均对骨折愈合不利。
三、骨痂改造塑形期:8~12周(1 ~2年[3])
原始骨痂中新生骨小梁逐渐增粗,排列逐渐规则和致密。骨折端的坏死骨经破骨和成骨细胞的侵入,完成死骨清除和新骨形成的爬行替代过程。原始骨痂被板层骨所替代,使骨折部位形成坚强的骨性连接。随着肢体活动和负重,根据Wolff定律,骨的机械强度取决于骨的结构,成熟骨板经过成骨细胞和破骨细胞相互作用,在应力轴线上成骨细胞相对活跃,有更多新骨生成形成坚强的板层骨,而在应力轴线以外,破骨细胞相对活跃,使多余的骨痂逐渐被吸收而清除。髓腔重新沟通,骨折处恢复正常骨结构,在组织学和放射学上不留痕迹。
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骨折愈合的方式取决于内固定提供了何种稳定性。
过程:急性骨折→血肿形成→毛细血管增生、肉芽组织形成→细胞分化成骨→骨折固定(绝对稳定→直接骨愈合;相对稳定→间接骨愈合)。
骨折愈合的方式
可将骨折愈合过程分为一期愈合(直接愈合)和二期愈合(间接愈合)【3】。
一期愈合是指骨折复位和坚强内固定后,骨折断端可通过哈弗系统重建直接发生连接,X线平片上无明显外骨痂形成,而骨折线逐渐消失。其特征为愈合过程中无骨皮质区吸收,坏死骨在被吸收的同时由新的板层骨取代,达到皮质骨间的直接愈合。
二期愈合是膜内化骨与软骨化骨两种成骨方式的结合,有骨痂形成。临床上骨折愈合过程多为二期愈合。
骨折临床愈合标准
临床愈合是骨折愈合的重要阶段。其标准【3】为:
①局部无压痛及纵向叩击痛;
②局部无异常活动;
③X线平片显示骨折处有连续性骨痂,骨折线模糊。
Perren理论
骨折的修复:间充质干细胞分化。间充质干细胞如何变成骨细胞、纤维细胞?答案是生物因子、力学作用。
骨的修复,除了生物因子、愈合因子外,力学对骨折愈合产生很大的影响。
骨折块间应变理论(即Perren理论):某组织在承受特定大小应变量时发生断裂或损伤,因而在超过这一应变量水平的区域不能形成这一组织。
比如说活动最大的地方(如关节),活动大(即应变大)不可能长骨细胞(骨细胞在该环境下会死的),而纤维细胞承受应力最大因此能够存活。所以,所有活动的关节囊都是纤维细胞。
各类型组织的应变能力
不同的组织在断裂前可以承受的最大张应力是不同的
肉芽组织可以承受100%的应变
纤维组织和软骨承受能力明显降低
致密的骨组织只能承受2%的应变
耐受性:纤维组织>软骨>骨
Perren研究发现,纤维细胞能承受100%的应变,软骨细胞能承受10%的应变,骨细胞只能承受2%的应变。
因此,如果应变超过2%,骨细胞就会死亡(或者说不会分化产生)。骨的愈合是承受不了太大的微动的。骨折的愈合必须提供一个稳定的环境(即小于2%应变的环境)。
骨折类型与应变承受能力
简单骨折→间隙较窄;复杂骨折→间隙较大同样的角度弯曲,对简单骨折会产生较大的变形,而对复杂骨折则会产生较小的变形。
简单骨折,不能给它太多的应变,太多的活动,超过2%骨折断端间隙里就无法产生新的骨组织。
粉碎的骨折,它有很多细胞堆在那里,给它多一些微动,有很多细胞来承受应变,每个细胞所承受的负担就比较少,负担轻了。
【瑞麟】粉碎骨折相当于多段骨折,其整体应变由多个节段来分散承担,因此单节段(或单个间隙)承受的应变较小。多个2%累加,使得整体的应变承受力增大(相对于简单骨折来说)。
【瑞麟】既然超过2%的应变会造成骨细胞的死亡,那对于骨折的愈合来讲,其固定是否越稳定越好?不一定。因为有得必有失,单方面讲,固定越稳定越有利于骨折愈合,但从手术角度讲,要稳定固定其手术操作必然会损伤骨折端血运,而血运也是骨折愈合的一个方面。因此应该说,在保证血运的前提下,固定越稳定越好;而如果血运破坏很严重,应该以最大承受范围来固定骨折从而减少血运的破坏。
简单的骨折,应变承受力小,要保证稳定;而粉碎的骨折,能承受的应变大,可承受一定的活动。
骨折固定方式
包括:绝对稳定(固定)和相对稳定(固定)
绝对稳定:骨折断端间无相对活动。
相对稳定:骨折断端间存在不干扰骨折愈合的相对活动。
不稳定:存在影响骨折愈合的错动。
简单骨折,细胞承受不了太多的应变,必须给它绝对稳定,不能让它动,一旦绝对稳定以后,细胞就直接长了。即破骨细胞在前,成骨细胞在后,直接一个骨形成单位就过去了。不需要经过纤维组织,因为很稳定。
复杂骨折,它的微动比较大,10%血肿出来,肉芽形成,你给它稳定起来,稳定性达了10%以内后,软骨细胞就存活了,接着就出现软骨痂,软骨痂对骨折的固定作用肯定比血肿肉芽还强,可能对骨折的稳定就达到了2%以内,骨细胞就存活了,硬骨痂就出现了。过程即,血肿→肉芽→骨痂→硬骨痂。
骨折愈合-绝对稳定
绝对稳定指下肢生理负重下,骨折部位无微动(骨折需解剖复位、骨折需切开复位)
获得绝对稳定最好的方法是进行骨折块间加压
绝对稳定通常可使骨折直接愈合(一期愈合)
绝对稳定适用于简单骨折(解剖复位)、关节内骨折
骨折愈合的临床决策:骨折类型-复位-内固定的相关性骨折治疗方法的选择取决于(全身、其他结构除外):
1.骨折类型、部位(简单/复杂、关节内/外)
2.复位情况(解剖复位/功能复位)
3.获得的稳定性(绝对稳定/相对稳定)
4.植入物的类型(提供绝对/或相对稳定)
有些部位我们不能让它有骨痂生长,比如说关节部位。关节面上长一个骨痂出来,那关节怎么能活动。所以关节内的骨折你要用绝对稳定。让它直接愈合,不要让它通过骨痂愈合,通过骨痂愈合那关节面就不平了。
简单的关节面的骨折,要使用绝对稳定,使其通过没有骨痂的方式进行愈合。绝对稳定,直接愈合,但是一旦愈合以后它的改建塑形是非常困难的。
对于一些骨干骨折、粉碎的骨折,可以采用相对稳定,通过骨痂愈合(二期愈合)。二期愈合是一个自然的愈合,这是最佳的愈合方式。间接愈合有骨痂形成,它的改建塑形是非常自然的。如果开始骨痂长得很大,在应力的影响下,慢慢变光滑了,塑形,然后变成直形了。它要适应力学的变化。
绝对稳定固定的适应证
适用范围:
关节内骨折
简单的骨干骨折,特别是上肢、前臂(下肢有髓内钉)
一些简单的(A型)干骺端的骨折
骨不连(对合良好)
截骨术、融合术
注意:尽量避免破坏软组织、骨膜和骨的血供。
髓内钉属于相对稳定,但对简单骨折也可以用,因为它对血供保护得好,它的稳定性比钢板更好。
对简单骨折来说,必须实现良好的骨折复位,加压稳定才成立。
不适用范围:
粉碎的骨干骨折
粉碎的干骺端骨折
骨质疏松性骨折
严重的开放性骨折
下肢骨干骨折?
下肢骨折因为下肢的力学要求,按照绝对稳定进行固定时,往往会出现失败。因为绝对稳定会破坏血供,愈合时间更长,失败的机会更多。
绝对稳定技术实现
常用技术:拉力螺钉(骨折块间加压)、加压钢板轴向加压、支撑钢板、张力带。
什么是绝对稳定?绝对稳定采用什么方式?
绝对稳定就是骨折断端没有错动,不会超过2%的应变。通过什么方式来实现呢?最常用的是加压螺钉,如股骨颈的空心钉。因为股骨颈骨折属于关节囊内骨折,不能长骨痂,就需要使用加压技术。
比如说一个骨干骨折,如螺旋形骨折,先用个螺钉进行骨折断端加压以实现绝对稳定,但是牢固度不够,一旦给它用力,它承受不了外来的外力,容易断,这时候我们可以加块钢板(即保护钢板)。这个骨折的固定,两枚螺钉就实现了它的绝对稳定,而这个钢板是保护它不受外力的破坏,所以保护钢板。
也有钢板本身就可以加压,如设计有椭圆形加压孔的钢板。还有张力带,尺骨鹰嘴张力带扎得很紧,在屈曲的时候,把张应力变成压应力,这也是绝对稳定。
绝对稳定用的最多的是加压螺钉技术、加压钢板技术、张力带技术。
拉力螺钉固定
拉力螺钉是一种固定技术,而不是一种螺钉
只要植入方式正确,任何螺钉都可起到使骨折块间加压的作用而成为拉力螺钉。
一枚拉力螺钉能产生2500-3000牛的拉力。
对于一个简单骨折(如螺旋型骨折),使用2枚拉力螺钉加压固定即实现绝对稳定,再用一块保护钢板抵抗外力。
拉力螺钉的条件 :
骨折块间加压螺钉必须滑过近侧骨皮质
螺纹孔仅位于远侧骨皮质
螺帽抵于近侧骨皮质
螺钉垂直于骨折线可达到最佳加压效果
钢板的轴向加压作用
通过钢板上的动力加压孔实现轴向加压
横形骨折、短斜形骨折(拉力螺钉不适用时)
需解剖复位
DCP或者LC-DCP的轴向加压作用能够实现绝对稳定
张力带技术
任何弯曲的物体在受到轴向载荷时,会存在张力和压力侧。固定于凸侧的张力带将张应力转变为对侧的压应力。
张力带钢板
简单骨折,使用钢板固定时(髓腔太小无法使用髓内钉时会选择使用钢板放置在张力侧),应保证骨折的压力侧无缺损(否则张力侧的钢板失去压力侧骨组织的力学支撑就无法起作用)。
当压力侧有缺损时,无法使用张力带钢板时,怎么办?使用相对稳定技术进行固定。
骨折的绝对稳定:小结
绝对稳定指在正常功能性负重情况下,骨折块间无移动
获得绝对稳定的最佳方法是进行骨折块间加压(拉力螺钉技术、加压钢板技术、张力带技术)
绝对稳定适用于关节内骨折和简单的骨干骨折
骨折类型、部位、复位情况和植入物的选择决定获得何种稳定性以及骨折的愈合方式
应用绝对稳定原则治疗骨折可使骨折直接愈合而无骨痂形成。
获得绝对稳定最佳的方法就是骨折断端进行加压。对位好,加压后,骨折断端就不会动。常用的是拉力螺钉、加压钢板技术和张力带。它一般是用于简单的骨干骨折和关节内骨折。绝对稳定的愈合是直接愈合,没有骨痂,其愈合本身并不是太优的一种,但对于关节骨折是好的,对于骨干骨折如果能用到相对稳定,它产生的二期愈合可能会更好。
参考文献
1.潘志军(浙江大学医学院附属第二医院骨科),《绝对稳定:生物力学、技术和骨折愈合》,(微信公众号)创伤网络学院,20180927(视频原出处:CIFO基金会培训班(包头站))
2.陈孝平 主编《外科学》,人民卫生出版社,2002
3.陈孝平、汪建平、赵继宗 主编《外科学》第9版,人民卫生出版社,2018
本文作者:程瑞林
本文来源:云中瑞麟