创伤骨科发展史

创伤骨折内固定的发展骨折治疗的历史非常悠久。1902年在埃及NagaedDer出土的木乃伊中发现了最早骨折治疗证据，其时间为公元前300年。公元100年，阿拉伯外科医生ElZahrawi发明了用面粉和蛋清包裹患肢的方法。中医治疗骨折，据文献记载也有两千余年的历史。1852年，荷兰医生Mathijsen开始使用石膏绷带对患肢进行固定。公元130~200年，在Galen早期著作中出现了对骨折进行牵引治疗的描述。19世纪中叶开始对骨折进行持续的牵引治疗。1767年，Gooch介绍了功能性支架。200年后，Sarmiento使用了石膏与支架相结合的治疗方法，各种石膏材料和热塑支架才开始在临床广泛使用。19世纪上半叶，骨科手术总是摆脱不了感染的困扰，只有在极其良好的条件下，才能进行骨科手术。1828~1850年，欧美的Rodgers、Cheesman和B?ranger-F?raud等人开始用银丝对肱骨和股骨进行缝合和环扎固定。1870年，B?ranger-F?raud出版了《Traitdel’immobilisationdirectdesfragmentsosseuxdanslesfractures》一书，总结了当时大量的骨折手术治疗病例。150年以前，开放性骨折意味着截肢或死亡。1870年法兰西－普鲁士战争中开放性骨折的死亡率高达41%。由于改善了术后治疗方法，美国南北战争时期开放性骨折的死亡率降至26%。第一次世界大战期间，股骨枪弹伤的死亡率高达80%。随着对细菌污染、交叉感染认识的不断加深和医生对开放伤口的引流处理，开放性骨折的截肢率和死亡率有所下降。随着巴氏物理消毒法的出现，JosephLister于1867年发明了化学消毒剂，外科无菌术得到了长足发展，为骨科内固定手术的发展创造了基本条件。其后，骨折内固定手术取得了巨大发展：1875年，FranzKonig首次报道使用螺丝钉固定骨折。1886年，CarlHansmann在汉堡首次报道使用金属接骨板螺丝钉固定骨折。1907年，AlbinLambotte首次介绍了“骨折接合术”(Osteosynthesis)这一新名词。同年，FritzSteinmann开始使用Stein-mann钉治疗骨折。1927年，MartinKirschner开始使用Kirschner针(克氏针)治疗骨折。1931年，FritzKonig出版了《OperativeChirurgiederKnochenbr?che》一书。1938年，RobertDanis使用丝攻和皮质骨螺丝钉对骨折进行加压双皮质固定。1939年，GerhardK?ntscher首次报道使用V形髓内钉治疗骨折，并在俄芬战争中大量使用。1941年，三叶草形截面的K?ntscher髓内钉(梅花针)面世。1942年，GerhardK?ntscher出版了《TechniqueofIntramedullaryNailing》一书。1950年，RobertDanis出版了《骨折固定的理论和实践》。1958年，瑞士AO小组成立。1960年，AO首次提出骨折治疗的四个基本原则：解剖复位与重建；骨片加压与坚强固定；保留骨的血运；早期无痛活动。20世纪40年代末和50年代，尽管在骨折内固定领域出现一些优秀的发明和技术创新，但是对于如何进行手术治疗并没有标准的“法则”。大多数的长干骨骨折和关节骨折往往由于骨折病、关节强直、畸形、创伤性关节炎和感染而导致病人肢体残废。AO原则的提出，在当时首次为骨折的治疗确立了标准，获得了相对较为满意的临床结果，所以被大多数骨科医生所接受。J.Charnley于1948年行膝关节加压固定融合术；RobertDanis于1949年提出“骨片间加压固定”的概念；AO/ASIF于1958年提出“拉力螺丝钉原则”。绝对稳定/坚强固定的理念为骨科医生广泛接受，以此理念为指导，设计了一系列的内固定器械。骨片间的螺丝钉加压固定是最早单独应用于临床的加压固定方法与装置，1960年在此基础上出现接骨板加压器(CompressionDevice)。在接骨板加压器的基础上，1969年出现了动力加压接骨板(Dyna-micCompressionPlate)。1981年，AO改良了DCP螺钉孔，提出了DCU设计概念(DynamicCompressionUnit)，从而使接骨板螺钉孔内也能较为自由地进行拉力螺丝钉固定。但是上述所有的装置及其设计思路均围绕于“坚强固定/绝对稳定”的概念。大家发现绝对稳定/坚强固定术后2~5个月在内植入物附近的骨皮质会发生暂时性的骨质疏松，使骨折愈合的时间延长，并会发生再骨折的危险。根据Wolff定律(1892年)，早期多数学者将其归因于应力遮挡作用。90年代初，瑞士达沃斯AO研究中心的Tepic和Perren等认识到接骨板和骨的界面在保留骨的血运方面起重要作用，当接骨板压向骨面所产生的摩擦力可以提供固定的稳定性，但也会直接干扰接骨板下方骨的血运，造成接骨板下方骨皮质典型的结构性改变。所以目前认为，坚强内固定后接骨板下方的骨质疏松并非单纯归因于应力遮挡作用，而更多是与接骨板下方骨皮质血供受扰有关。遭受长期应力遮挡而发生骨丢失情况仍可以用传统的Wolff定律来解释。基于上述研究结果，AO在传统DCP接骨板的基础上，在接骨板下方制作了切割槽，1990年推出了有限接触动力加压接骨板(LimitedContact-DynamicCompressionPlate，LC-DCP)。为了进一步减少接骨板与骨面的接触，最大程度保留骨皮质的血运，1995年AO推出点接触接骨板PC-FIX。在传统接骨板螺丝钉固定模式下，由于钉骨界面的骨吸收会造成螺丝钉的位移，固定结构的整体稳定性下降。1995年，AO组织在S.Tepic和SM.Perren研究的基础上，提出了锁定(Locking)的概念，从而使用锁定螺丝钉和带螺纹孔的接骨板，以期解决常规螺丝钉固定时所产生的问题。接骨板与螺丝钉锁扣固定的出现是接骨板骨折内固定发展史中的一次革命性的理论变革，从而出现了内固定器(InternalFixator)。微创固定系统LISS(LessInvasiveStabilizationSystem)实际上是将外固定支架体内化，是一种内固定器(InternalFixator)。内固定器具有以下优点：(1)螺丝钉与接骨板的锁扣固定，接骨板与骨面无紧密接触，最大限度保留了接骨板下方骨皮质的血供。(2)螺丝钉与接骨板的锁扣固定，固定的稳定性不再需要接骨板与骨面之间的摩擦力和预应力。这种新型内固定器原则的稳定性不依靠任何预应力和摩擦力，更多的是依赖于螺丝钉—接骨板组合的成角稳定性。但螺丝钉与接骨板的锁扣固定没有解决骨片间加压固定的问题。1999年M.Wagner和R.Frigg设计了所谓的结合孔，该孔融合了动力加压接骨板DCP标准的动力加压单位(DCU)和微创固定系统LISS螺纹孔这两种设计，又向前跨越了一大步。这样可以允许使用标准的螺丝钉或新型锁定螺丝钉。骨片间的加压固定是绝对稳定/坚强固定的基础，而骨折的Ⅰ期愈合模式是这种固定方式的理想结果。1949年，比利时RobertDanisX射线随访发现在骨片间加压固定的病例，未发现有外骨痂。1963年，SchenkR和WilleneggerH等提出了Ⅰ期骨折愈合的概念(或直接愈合)。稳定的固定和骨片间的加压会导致骨的直接愈合，没有外骨痂的形成。这种愈合模式直接跨越了组织分化、骨吸收与骨形成等过程而直接进入最后骨内哈佛氏管的再塑与重建。骨折的Ⅰ期愈合是骨片间的加压和坚强固定的治疗结果，而过多外骨痂的产生说明固定节段仍有不稳定的因素存在。1979年，AO的SM.Perren等提出了Ⅱ期骨折愈合的概念(或间接愈合)。骨折的间接愈合过包括一系列的过程：血肿机化、组织分化、骨折部的吸收、原始骨痂形成等过程，然后需要经过较长时间的骨内再塑形期—即骨内哈佛氏管的再塑与重建。经典的髓内钉和外固定支架固定的骨折愈合模式大多为此种类型。在60~70年代中后期，AO原则被广泛应用于临床的骨折接骨板螺丝钉内固定治疗。虽然AO在成立之初便将保护骨与软组织的血供作为第3条原则以引起治疗者的注意。但是在当时的临床实践中，大多数骨科医生过分追求骨折的解剖复位和固定的稳定性，从而忽略了骨与软组织血运的问题，导致了较多临床并发症的出现。这些并发症基本上可以归因于两方面的因素：骨及其周围软组织的生物环境和骨折内固定的稳定性。对于复杂的粉碎性骨折，手术时广泛的切口暴露、直接的骨折复位技术、骨膜的广泛剥离、内固定物直接压迫骨面、大量内植入物的使用往往不可避免地会导致局部组织的抵抗力下降，引发伤口愈合不良、感染、骨坏死、骨折愈合障碍等临床并发症。骨折治疗的发展经历了“从单纯注重固定的机械力学特性”到“固定的生物性和机械力学稳定性相结合”的过程。目前以生物学为主的骨折治疗概念，即BO(BiologicalOsteosynthesis)逐渐展示其独特的临床治疗效果。使用间接复位方式来降低手术创伤，比较弹性的固定方式并不强调精确的解剖复位，但能促进骨痂的形成。这种方法被称为“生物性的内固定”。从80年代开始，Brunner和Weber介绍了波纹接骨板(WavePlate)。Heitemeyer和Hierholzer开始使用桥接接骨板(BridgePlate)治疗长干骨粉碎性骨折取得了良好的治疗效果。他们认为这种方法主要有下列优点：避免接骨板接触骨折区域，减少对血供的影响；允许在骨折区域进行“皮质骨—松质骨”植骨；改变接骨板所承受的应力，使之成为单纯的牵张应力。1989年，Kinast等人报道间接复位具有明显的优势。1989年，AO的Gerber、Mast和Ganz等人首次发表了使用间接复位技术的文献报道。这种技术特别适合于无法进行髓内钉固定的粉碎性关节和关节周围骨折。主要通过牵引技术达到骨折复位，从而能最大程度降低直接暴露和肌肉的剥离。首先使用骨片间加压螺钉重建关节面骨折块，然后跨越骨折区域固定于骨干部。1990年，德国汉诺威创伤中心的Krettek、Wenda和其他一些学者开始将股骨肌肉下放置接骨板进行内固定的概念应用于临床治疗，获得了相当好的骨愈合率。90年代中后期，MIPPO(MinimalInvasivePercutaneousPlatingOsteosynthesis)概念仍存在很多争论。但研究表明：在股骨骨折手术暴露时的血运损伤远远大于肌肉下接骨板的插入。内固定器的固定模式是目前认为较为理想的用于MIPPO的内植入物。通过MIPPO技术、间接骨折复位技术和内植入物设计的改良大大地降低了对骨折区域血运的医源性干扰，有效建立起适宜骨折愈合的骨及其周围软组织的生物环境。目前AO认为的“生物性接骨板内固定”的临床指征应为：无法进行或不能进行交锁髓内钉固定的关节和或邻近关节的粉碎性骨折，特别是干骺端的粉碎性骨折，包括长干骨骨干部的节段粉碎性骨折。目前公认的“生物性接骨板内固定”应包括下列内容：(1)有限切开周围软组织进行必要的暴露。(2)使用直接(针对关节面解剖复位)和间接骨折复位技术。(3)使用较长的桥接接骨板跨越骨折粉碎区。(4)保留骨折粉碎区的血肿。(5)最大程度降低内植入物与骨面的接触面。(6)使用锁定的内固定器。(7)使用更少的固定螺丝钉。(8)如果配合MIPPO技术则更佳。(9)由于内固定方式的改变，所以患者术后的功能锻炼也应根据固定的情况作相应的调整。现代的AO骨折治疗原则为：通过对骨折复位和固定以恢复原有的解剖关系；根据损伤和骨折的具体情况进行稳定的固定；谨慎操作以保证骨和软组织有充足的血运；患者及手术部位可以进行早期安全的活动。