骨科大夫不得不学习的“环扎术”

环扎术是通过各种形式的环扎带对骨进行固定，当使用张力带或钢丝缝合时，不必再使用环扎术。稳定性指骨折断端相对移动的程度。钢丝环扎术是一种简单的技术，自从手术治疗骨折开始，其就得到广泛应用。
环扎术的适应证是局限的，通常情况下治疗结果也是令人失望的，而其他技术可以获得更好的治疗效果。因此，现在环扎术已经很少作为单的固定方式进行使用，甚至对胫骨中段螺旋形骨折这种最佳适应证也不单独使用。
尽管接骨板、髓内钉及外固定器这些新技术的操作要求高，但是在过去50多年中，它们已被更广泛地应用，而且治疗效果远优于环扎术。

一、环扎术的功能

1、可以用于手术中暂时的固定。

在手术中，环扎术用于骨折块的暂时复位。在接骨板固定后，环扎钢丝被移除。这是一种广泛接受的环扎术功能。当环扎术用于胫骨远端时，需要特别注意大血管的近端。
2、作为一种长期的内植物使用。
环扎钢丝是稳定骨干骨折唯一的内植物。由于环扎钢丝有限的强度和预加压，这种治疗方法很少成功。这样的固定需要石膏或其他内植物的保护。在这个例子中，骨痂出现表明绝对稳定不能完成或维持。
3、当环扎术暂时使用时，它是一种复位工具；当长期使用时，是一种内植物。
二、环扎术的应用技巧

1、稳定类型
  • 绝对稳定性
绝对稳定性指骨折部位在承受功能负荷时不发生任何移位，其稳定程度最高。它主要通过骨折断端表面的充分预加压实现。如果外科医生希望通过环扎术完成骨折断端的绝对稳定，那么在骨折断端骨性愈合前，必须保证在承受功能负荷时环扎材料具有足够的张力维持骨折断端的加压。
这种张力可能通过手术产生，它的维持依赖于：
  1. 环扎材料具有足够的强度。环扎材料断裂的罕见发生率表明环扎材料具有足够的强度承受功能负荷。
  2. 环扎材料末端的连接具有足够的强度，例如末端打结。环扎环的松弛经常发生在环扎材料连接处松弛或断裂时。
  3. 维持骨折断端的紧密复位，即无骨折断端表面的滑动。即使骨折块位置小的改变也可能会导致一个总体的不稳定性，因为环扎材料的张力丢失了。
  4. 维持闭合骨折块的力学整体性，即骨折块的尖端不发生骨折，其通常发生在环扎材料对骨折块的尖端捆绑过紧时。
  • 相对稳定性
可逆性位移见于骨折断端用弹性元件固定时，所用弹性固定元件需要具备足够的强度避免塑形变形，以及需要足够的刚度提供不影响骨折愈合的稳定性。
桥接接骨板或髓内钉或外固定架具有足够的刚度去实现这种功能。当环扎材料松弛时（双稳定的松弛阶段），环扎术不能提供夹板作用。
在锁定阶段环扎材料伸长所允许的位移最小。因此，当环扎材料固定在硬夹板（接骨板、髓内钉或骨干内的假体）上时，环扎材料只能提供相对的稳定性。
功能负荷可使骨折断端发生可逆性移位。当功能负荷消失后，移位的骨折块将回到其原来的位置。骨折断端的运动取决于所施加负荷的大小及桥接元件的刚度。
  • 双（“松—锁”）稳定性
当环扎材料的张力没有施加或失去时，呈现出一种以2个阶段为特征的稳定性，这两个阶段可以突然转变。
阶段1：静止时不存在任何环扎张力。由于环扎材料松弛，其不能提供任何稳定性，骨折块容易移位。阶段2：在骨折块发生一定程度移位后，环扎材料重新具备张力并且稳定骨折块，尽管大多骨折块处于不可接受的移位位置。
在阶段1，即使最小的负荷都会导致骨折块移位，当骨折块移位一定程度后，将被环扎圈束缚；在阶段2，骨折断端的可逆移位将被进一步最小化。
这种情况表明自由移位骨折块形成一个联合体，而这些骨折块随后突然被环扎材料的弹性抵抗移位。这种情况在应用环扎术后经常发生。传统的锁定髓内钉与环扎术相似，其应用后也有2个可区分的稳定阶段。
根据一些学者报道，在阶段1的反复移位会造成环扎材料与骨表面的接触平面发生骨吸收。这种情况会使不稳定性进一步增加，从而可能导致骨延迟愈合或不愈合。
Partridge带下形成的骨凹槽。相似的凹槽通过骨表面附近骨膜软组织的动力应变形成。
2、环扎术的类型
环扎环（钢丝、捆扎带、钢缆）由一段简单的金属丝在末端闭合形成一个圈或在末端由一个保持器保持连接组成。捆扎带大多使用棘轮或类似装置锁定。
环扎材料包括金属和塑料。经常用于环扎的金属材料是不锈钢（ISO 5832-1），钛金属有时也被应用。刚性环扎材料的标准直径为1.25mm（1.0mm和1.5mm也可以使用）。钢缆由多个金属丝组成，金属丝使其具有弹性。
没有纤维强化的塑料材料缺乏足够的强度，因此，与钢丝或钢缆相比，其所需的横截面更大。因此塑料材料被设计成束带。由于需要，它们与骨表面的接触更多，因此对骨膜血供的破坏更大。
一些金属环扎材料也被设计成束带，目的是为骨折断端提供足够的稳定性和提高固定的强度，但是同时对周围软组织和骨的活性有不利的影响。当塑料环扎材料发生形变后，环扎的张力会随着时间逐渐减少（蠕变或应力松弛）。
这种现象通常会导致一个不满意的治疗结果，有时失去初始环扎张力后会导致有害的结果。
大多数捆扎带是由塑料做成的，固定元件被设计成棘轮。一般来说，当捆扎带的环扎张力减少时，可以通过收紧棘轮重新增加其张力。收紧的程度取决于棘齿间的距离。因此，棘轮的设计非常重要。具有棘轮的塑料材料不需任何辅助工具即可施加初始的张力。
棘轮上相邻棘齿间的距离非常重要，因为在从一个棘齿滑脱到相邻棘齿时，它决定了所施加的张力立刻丢失多少。为了减少环扎带对血管的损伤，环扎带应尽量减少与骨的接触面积，目的是减少对血供的破坏。
可以通过减少塑料捆扎带底面棘齿的横截面来减少与骨表面的接触面积。另一种减少接触面积的方法是使棘齿突出。为了减少接触面积，还有学者提出了其他类似的设计，例如利用球形突出物使环扎圈远离骨表面。因为环扎材料本身对血管的破坏较小，而且接触面积减少会增大局部的应力，因此，我们不认为这些设计更先进。
环扎术施加的张力通过一个装置维持，这个装置位于钢缆的末端，钢缆通过这个装置上的通道以相反方向缠绕从而施加张力。当使用钢缆时，这项技术最适用。当达到理想的张力后，可以通过这个装置固定。这种方法的优势是可以完成高的张力；另一个优势是当张力变小时，可以通过其增大张力。

钢缆是最新的钢丝环扎术。它们具有很好的强度和弹性。a.使用压接的锁定机制把钢缆平放在骨表面；b.传统的钢缆压接。
3、锁定环扎环
最常见的锁定钢丝环的方法是扭曲闭合其自由端。紧张钢丝环的装置很多，通常通过扭曲进行的锁定方法要求环扎钢丝具有良好的可塑变形性。退火钢丝在发生断裂前具有良好的可塑变形性（约40％），但是这也牺牲了一定的强度（约780MPa）。
相对缺乏的强度只对锁定结的强度有影响。环扎钢丝断裂很少出现在锁定结以外的区域。钢缆锁定的机制是将钢缆末端压接。这种连接方式非常牢固，而且对钢缆材料的可塑变形性要求较低。
压接的优势在于环扎环的张力可以选择，而且环扎环末端不需要弯曲成平的。使用棘轮机制的环扎带进行环扎时可能不需要施加任何负荷，因为通过棘齿可改变其长度。
  • 扭曲变形和其对环扎张力的影响
如果外科医生扭曲钢丝达到扭矩峰值，但是并没有超出时，当扭矩释放后，扭曲钢丝末端的弹性会恢复并且张力会释放。这种现象只发生在距离骨表面最近的扭曲折弯。这种不恰当的应用会导致张力的部分甚或完全丢失。当扭曲超过扭矩峰值时，施加于内折弯的塑性变形导致更高的维持张力。
扭曲锁定结的不同程度。a.在弹性范围内（钢丝的表面有光泽）扭曲最内侧的折弯；b.钢丝的整个长度进行塑性变形（无光泽的表面）；c.超越了钢丝的最大扭曲导致最内侧折弯的断裂。
扭曲应用的微小差别可以解释明显不同的结果。这些设计所获得的结果见下图，最内折弯的弹性和塑性变形的差异是明显的。如果钢丝断裂发生在距离骨的第二个内折弯，那么钢丝断裂对既有的张力无影响。
蓝色条：释放钢丝扭矩后钢丝的张力。灰色条：在切断并把扭曲钢丝末端弯曲成平面后，钢丝具有的张力。没有控制断裂组。这个试验使用的是1.5mm的环扎钢丝。
  • 钢丝抬离骨面扭曲
有时，在扭曲钢丝时，钢丝的一端可能会环绕着另一端扭曲，从而导致钢丝末端是直的而不是互相对称的变形。钢丝末端不允许全部是不对称扭曲，不对称扭曲不能维持已有的张力。为了避免这种情况的发生，必须在张力条件下对钢丝进行扭曲，张力来源于扭曲抬离骨面，即钢丝离骨面扭曲。
a.钢丝的两端对称性变形；b.钢丝的一端围绕另一端扭曲，使得最内侧的折弯是直的。这种锁定结不能达到理想的强度。这种情况可以通过把钢丝抬离骨面后再扭曲打结的方法避免。
  • 切断并把扭曲的钢丝末端弯曲成平面
在扭曲和切割钢丝后，扭曲钢丝末端垂直于骨表面，其将会损伤软组织并且引起疼痛。因此，需要将扭曲的钢丝末端弯曲成平面贴附于骨表面。
可以通过3种方式将钢丝末端弯成平面。保持钢折弯丝张力的不同主要取决于将扭曲的钢丝弯平的方式。
  1. 通常我们通过沿着垂直于钢丝长轴的方式将扭曲的钢丝弯平，这样的方法会造成张力损失约50％。
  2. 如果沿着钢丝平面将扭曲的钢丝顺着扭后曲钢丝运动的方向（这里称“前进”）弯平，这种方法损失的张力与第一种方法相似。
  3. 如果沿着钢丝平面将扭曲的钢丝逆着扭曲钢丝运动的方向（这里称“后退”）弯平，这种方法几乎造成所有张力损失。
为了克服钢丝末端简单扭曲打结的有限强度，于是使用双钢丝进行环扎并且将钢丝的末端沿着环扎平面折叠。Muller利用同样的原理将这种方案改进为只使用一根钢丝。
  • 并发症
从文献报道的数据来看，环扎术的并发症发生率很高，但是所报道的结果在同一患者中并没有区分单一并发症和多种并发症。更有一些图片显示了相当清晰的延迟愈合。
我们怎样理解环扎术治疗的早期并发症呢？
当环扎钢丝的最内侧折弯只经受弹性扭曲时，在释放扭矩后保持的钢丝张力很小。在早期承受功能负荷时，这样的低张力钢丝将不能维持接触面足够的稳定性。
由于骨吸收，接触面的不稳定将导致更明显的不稳定性。仅仅采用环扎术固定就取得成功的病例很罕见，但这些成功说明实现良好的稳定性和精心的术后治疗对治疗成功很关键。
没有完美复位的粗糙骨折断端可能处于个更加舒适的相对位置，这时骨折块间的加压不能充分阻止骨折表面远离固定位置。因为环扎材料具有刚性，所施加的张力只是最低程度地拉长环扎材料，即使骨折平面最小的固定就可以完全消除环扎张力和不稳定性的发生。
这种情况的治疗效果跟单独使用拉力螺钉对骨折块进行固定的效果相似。环扎材料和拉力螺钉都需要接骨板的保护。
当考虑负重能力时，环扎钢丝的薄弱点是锁定位置。环扎钢丝的末端可能“无扭曲”或没有弯曲。由于钢丝或钢缆的刚性，即使其末端最低程度的“无扭曲”都可能导致环扎张力完全丧失和不稳定，因此，由环扎材料自身提供的固定强度要比接骨板、髓内钉和外固定架提供的固定强度小。
正如上文所说，外在固定石膏不能保护环扎术的效果，但是可以通过起内在夹板作用的接骨板、髓内钉或骨干假体保护。这种方式与中和接骨板保护拉力螺钉的方式相似。
采用石膏保护环扎术的效果有2个缺点。首先，关节和软组织的固定可能会导致营养障碍，如反射性骨萎缩。其次，即使一个固定得很紧的石膏仍可使骨折区域发生形变。因为石膏对骨的固定强度较弱，其原因是在石膏和骨之间存在皮肤和软组织。
当环扎钢丝在其强度范围内承受负荷，环扎钢丝的形变是小的。因此，即使环扎的骨折部位发生小形变也可以产生高的环扎张力，故石膏不能使环扎钢丝远离超负荷的失败。环扎术的有效保护只能通过起内在夹板作用的内植物提供，例如桥接接骨板。
使用钢缆进行环扎同样需要这种保护，但压接的钢缆所需的强度要大于扭曲的钢丝所需的强度。在骨质疏松的老年人中，使用环扎术和接骨板固定是否可以为复杂骨折的治疗提供帮助，是个需要长期探讨的问题。
环扎类型和直径：比较1mm的钢缆和不同直径的钢丝在环扎术中的牵引力。蓝色条：在钢丝打结后的张力/扭紧钢缆的张力。灰色条：当切断和弯曲打结时/压接钢缆时的下拉张力。
环扎钢丝对骨有限的固定强度以及患者术后需要高固定强度进行负重的需求，使环扎术的应用受到了质疑。环扎术可以作为螺钉固定接骨板时的辅助，此种情况下值得考虑应用环扎术。
三、常见错误
理解以下有关手术技巧、生物学和生物力学三方面的基本知识可以防止常见错误的发生。
1、手术技巧方面
早期的环扎技术在提供术后功能锻炼所需的环扎张力方面经常失败。Gotze提出的环扎术没有得到广泛接受，因为其并发症发生率很高。改进环扎所使用的材料（钢缆代替钢丝）是必需的。
在起内在夹板作用的假体干和/或接骨板的保护下，环扎术可以为骨折断端提供足够的固定强度和稳定性，允许患者术后负重进行功能锻炼。
2、生物学方面
维持软组织及骨周围良好的血供有利于骨的愈合及抗感染能力的提高。传统的半环钢丝传递器会对骨膜血供产生很大的损害。
特别是当骨表面的软组织较厚（如股骨）时，这种钢丝传递方法对皮肤、肌肉和骨膜软组织的创伤很大。微创钢丝传递器可以避免或最小化软组织的损伤。
从一些文献和作者正在进行的实验来看，环扎术阻塞骨和骨膜纵向血供这种普遍接受的观点受到质疑。最严重的错误就是使用不恰当的钢丝传递器。当钢丝传递器没有紧贴骨表面进行钢丝传递时，可能会嵌住肢体大的血管，从而导致有害的结果。
3、生物力学方面
如果可以维持骨与内植物的接触面的稳定，则内植物对骨表面施加的压力会导致骨表面压迫性坏死和内植物继发性松动的早期假设受到质疑。骨对加压截骨术所施加的静态压力有良好的生物学耐受，并且无任何反应。
这个事实表明如果环扎施加的强度低于最大值和所施加的压力不能导致压迫性坏死，则活性皮质骨可以很好地耐受。
由于稳定性不足引起的骨折断端微运动会导致骨吸收，从而导致锁定部位更大的不稳定性。通过减少环扎钢丝的张力去避免压迫性坏死的尝试是错误的，因为这样可以导致骨折断端的不稳定。
环扎钢丝必须提供足够高的张力以避免接触面骨吸收继发的不稳定。最近，扭曲打结的塑性变形作用以及钢缆环扎的强度作用已经直接运用到临床。考虑到今天的生物力学知识，环扎术在功能康复阶段可以提供足够的稳定性，从而完成良好的骨愈合。
四、总结
环扎术是简单的环绕骨膜内固定。仅使用环扎术不能为骨折的功能康复阶段提供足够的强度以维持稳定性。因此，早期环扎术时，使用外在石膏固定进行保护，同时具有手术治疗和保守治疗的缺点。
因为使用接骨板、髓内钉或外固定架可以为骨折部位提供足够的稳定性和固定强度，所以环扎术变得很少使用，其适应证仅局限于长斜形或螺旋形骨折。随着假体周围骨折的发生率增加，环扎术的应用值得重新考虑。
在不使用环扎术的情况下，假体周围骨折治疗的技术要求很高。由于髓腔内已经容纳了假体柄，所以使用内植物贯穿髓腔固定变得十分困难。因此，假体周围骨折不能通过传统的加压或夹板技术进行治疗。
特殊设计的接骨板和角度锁定的螺钉有助于此种类型骨折的治疗。假体周围骨折经常是多段爆裂性骨折，骨折块发生离心性移位。现在的环扎技术，可以为这类骨折提供一个简单、安全、有效地向心复位和充分固定。
通过改进，环扎术可以对骨折断端提供可靠的固定，同时不伴有无法接受的生物学劣势。合理的环扎术是非常出色的微创手术，这种方式是值得我们认可的。

文章源于《微创接骨板接骨术（MIPO）》书目，唐佩福、张巍/主译。

赞 (0)

相关推荐