動力髖螺釘置入治療轉子間骨折用不銹鋼與鈦合金材料的選擇

動力髖螺釘置入治療轉子間骨折用不銹鋼與鈦合金材料的選擇

0動力傳統(tǒng)螺釘固定的優(yōu)點股骨間骨折占全身骨折的2%，股關節(jié)骨折的35.7%。隨著人口老齡化的快速發(fā)展，預計股骨脫位后骨折的發(fā)病率現(xiàn)在是全世界的兩倍。動力髖螺釘置入內(nèi)固定是治療股骨轉子間骨折的標準手術方式,在長期的臨床應用過程中取得了良好的效果。動力髖螺釘?shù)牟牧贤ǔＳ胁讳P鋼和鈦合金,究竟何種材料與人的生物相容性好一直無明確定論。作者對本院2003-07/2009-10應用動力髖螺釘治療股骨轉子間骨折的病歷資料進行回顧性分析,探討不銹鋼和鈦合金動力髖螺釘置入治療股骨轉子間骨折的生物相容性。1主要材料及方法設計:回顧性病例分析。時間及地點:2003-07/2009-10華中科技大學同濟醫(yī)學院附屬普愛醫(yī)院骨科。對象:診斷標準:符合股骨轉子間骨折的診斷標準。納入標準:①內(nèi)固定均在術后取出。②患者依從性好,有強烈的早期康復愿望。③患者對治療方案同意,且符合國務院醫(yī)療機構管理條例。排除標準:①未在本院行內(nèi)固定取出患者。②合并凝血功能障礙、精神癥狀如老年癡呆等。③合并有嚴重心血管疾病等內(nèi)固定禁忌證、相對禁忌證患者。④病理性骨折。入選86例股骨轉子間骨折患者,男50例,女36例,年齡19~68歲,平均49歲。均行動力髖螺釘內(nèi)固定,并在1~6年內(nèi)取出內(nèi)固定。按Tronzo-Evan分型標準:Ⅰ型21例,Ⅱ型34例,Ⅲ型22例,Ⅳ型9例。致傷原因:跌傷42例,車禍傷33例,高處墜落傷11例,合并癥:冠心病18例,高血壓27例,糖尿病14例,呼吸系統(tǒng)疾病12例,同時合并2種疾病者16例。受傷至手術時間3~11d,平均5.8d。86例患者按患者經(jīng)濟情況及意愿分為2組,不銹鋼動力髖螺釘組和鈦合金動力髖螺釘組各43例。方法:主要材料:所有材料均使用江蘇創(chuàng)生醫(yī)療器械有限公司的動力髖螺釘,不銹鋼動力髖螺符合GB4234-2003國家標準,該產(chǎn)品材料為00Cr18Ni14Mo3不銹鋼,其成分含有18%鉻、13%鎳、3%鉬,少于0.08%的碳,其余為鐵;鈦合金動力髖螺釘符合GB/T13810-2007國家標準,該產(chǎn)品材料為Ti6A14V鈦合金,其成分在鈦基礎上含有6%鋁、4.2%釩、0.25%鐵、0.08%碳及其他少許雜質(zhì)。動力髖螺釘?shù)念i干角為135°,鋼板厚度6mm,鋼板寬度19mm,孔間距16mm,不銹鋼動力髖螺釘組和鈦合金動力髖螺釘產(chǎn)品孔數(shù)均為2~14孔。動力髖螺釘內(nèi)固定:全身麻醉或連續(xù)硬膜外麻醉后,將患者仰臥于牽引手術床上,在C臂X射線機透視下閉合整復至滿意后,取股骨近端外側切口10cm,暴露股骨大轉子頂點,于大轉子頂點下2.0~3.0cm處外側皮質(zhì)前后中點在135°導向器引導下打入導針,透視下調(diào)整至滿意的進針點、頸干角、前傾角,鉆入股骨頭頸內(nèi)軟骨面下1cm處,電視透視證實導針正位像在股骨頸中央偏下,側位像在股骨頸中央,防止骨折再移位,于大轉子上距該導針1.5~2.0cm處向股骨頭鉆孔,并安裝1枚合適長度的松質(zhì)骨拉力螺釘,以達到使骨折端進一步加壓防旋轉。然后沿導針擴孔,攻絲,旋入合適長度的動力髖釘,置入4~6孔鋼板。留置負壓引流管24~48h。取動力髖螺釘:全身麻醉或連續(xù)硬膜外麻醉后,將患者仰臥位,患側用沙袋墊高15°~30°,沿原切口進入,先取出螺釘,然后取出鋼板及取動力髖螺釘。如螺帽滑絲,先用4.5mm鉆頭將螺帽毀損,將鋼板取出,然后用細鉆頭沿螺釘周圍鉆孔,用取釘器將螺釘取出;如出現(xiàn)斷釘,也是先將鋼板取出,然后用上述方法取出斷釘。肉眼觀察內(nèi)固定周圍軟組織有無明顯炎癥及增生反應,并切取緊貼內(nèi)固定的軟組織樣本送病檢。內(nèi)固定后處理:術后應用抗生素預防感染,積極治療并發(fā)癥,避免應用止血藥,“丁”字鞋置下肢于中立外展位,術后2d可坐起,鼓勵患者行股四頭肌等長收縮和踝關節(jié)主動屈伸,并使用下肢循環(huán)泵改善下肢微循環(huán),有利于患肢消腫,防止深靜脈血栓形成,3周后可扶雙拐下地不負重行走,在骨折未愈合前做到不負重、不側臥、不盤腿。療效評價標準:按Sanden髖關節(jié)創(chuàng)傷后功能評分,優(yōu):髖關節(jié)無疼痛,步態(tài)正常;良:髖關節(jié)無疼痛,輕度跛行;可:髖關節(jié)偶有疼痛,需持拐杖或支具行走;差:髖關節(jié)持續(xù)疼痛,無法行走。主要觀察指標:比較兩組內(nèi)固定置入后近期并發(fā)癥如切口感染、脂肪栓塞、深靜脈血栓、斷釘、滑絲的例數(shù),遠期髖關節(jié)功能恢復情況,取釘時大體觀察內(nèi)固定周圍軟組織炎癥反應及增生情況。統(tǒng)計學分析:所有統(tǒng)計學數(shù)字應用SPSS11.5軟件分析,采用t檢驗及χ2檢驗對近遠期并發(fā)癥進行分析,P<0.05表示差異有顯著性意義。3討論3.1松質(zhì)骨拉力螺釘動力髖螺釘是1951年由Pohl設計并應用于臨床。通過股骨頸的拉力螺釘固定骨折近端有效延長內(nèi)固定物固定骨折近段的強度,另一端有板狀結構固定骨折遠端,作用于股骨頭的力可分解為骨折移位的內(nèi)翻剪切力和嵌插的壓應力,動力髖螺釘在套筒內(nèi)做軸向運動,不僅具有靜力加壓作用,而且具有動力加壓作用,靜態(tài)負荷可達280kg,能有效對抗內(nèi)翻剪切,安裝1枚松質(zhì)骨拉力螺釘后,能使骨折端進一步加壓防旋轉。其設計合理、操作簡單、可動力加壓,手術時間短,出血少,符合微創(chuàng)及生物力學原則,目前是治療股骨轉子間骨折的常用標準固定方法。但在操作中對大轉子外側骨皮質(zhì)的要求較高,如果患者骨質(zhì)疏松嚴重或骨折粉碎嚴重,則很難達到堅強內(nèi)固定,如果股骨頸后內(nèi)側皮質(zhì)不完整,則壓應力難以通過股骨距傳導,內(nèi)植物上壓力增大,螺釘易切割股骨頭導致髖內(nèi)翻、鋼板疲勞斷裂、畸形愈合等并發(fā)癥的發(fā)生。所以,對于Tronzo-Evan分型屬不穩(wěn)定轉子間骨折并伴有Ⅲ級以上骨質(zhì)疏松的病例,不宜選動力髖螺釘治療。譚家昌等也認為動力髖螺釘應用于內(nèi)側皮質(zhì)連續(xù)的穩(wěn)定性轉子間骨折較好。本組86例患者均為內(nèi)、外側皮質(zhì)連續(xù)的股骨轉子間骨折。3.2金屬內(nèi)固定材料生物相容性是指生物材料和人體組織接觸后,在材料-組織界面發(fā)生一系列相互作用后最終被人體組織所接受的性能。為滿足骨折斷端的愈合,動力髖螺釘?shù)慕饘俨牧蠘嫵杀仨氂幸韵聴l件:①材料及設計應有足夠的力學強度和抗疲勞性能。②材料必須無毒,無過敏反應,無致癌性。③材料有良好的抗腐蝕性能,與人體組織生物相容性好,在人體體液環(huán)境中,能抗酸抗堿,不電解,亦無磁性,在較長時間內(nèi)維持較強的機械強度,不發(fā)生疲勞斷裂。如發(fā)生電解,會釋放電解產(chǎn)物,造成局部或全身不良影響,且會損害材料的力學強度。④材料應有良好的光潔度,如果表面粗糙或有損壞,可形成微電池,使金屬材料發(fā)生電解作用而腐蝕人體組織。金屬內(nèi)固定材料置入人體后最常見的病理表現(xiàn)為炎癥和增生,早期為急性炎癥反應,2周后炎癥減輕并出現(xiàn)增生反應,形成纖維囊壁。如材料中有低分子物質(zhì)或雜質(zhì),將使炎癥反應時間延長、囊壁增厚。生物相容性好的材料于兩三個月后炎癥反應逐漸停止。同時金屬內(nèi)固定材料處于體液的包圍中,體液中含有大量的鉀、鈉、氯、鈣等離子,與金屬元素發(fā)生離子交換,發(fā)生電解反應,從而腐蝕人體組織。內(nèi)固定金屬材料不同,發(fā)生電解反應的程度也不相同。目前臨床上使用的內(nèi)固定材料主要有不銹鋼和鈦合金,王永偉等對不銹鋼和鈦合金材料固定骨折進行實驗研究,其采用組織定量分析技術得出結論,不銹鋼和鈦合金固定骨折在術后12周內(nèi)不會發(fā)生嚴重的組織反應。但其觀察時間太短,且金屬在體液中時間越長,電解的可能性越大,其結論難以適應于臨床。2結果2.1參與者的數(shù)量分析所有患者均獲隨訪,隨訪時間1~6年,并在1~6年內(nèi)取出全部動力髖螺釘。2.2兩組之間的數(shù)據(jù)比較兩組患者在性別、年齡、致傷原因、骨折分型等方面基本相同,差異無顯著性意義(P>0.05),見表1。2.3鈦合金動力液壓螺釘感染和血栓的概率不銹鋼動力髖螺釘組固定后發(fā)生感染2例,血栓1例,鈦合金動力髖螺釘組無感染和血栓形成,表明不銹鋼動力髖螺釘出現(xiàn)感染和血栓的概率大于鈦合金動力髖螺釘,但出現(xiàn)病例較少,差異無顯著性意義(P>0.05)。鈦合金動力髖螺釘組出現(xiàn)斷釘和滑絲各1例,不銹鋼動力髖螺釘組出現(xiàn)斷釘1例,差異無顯著性意義(P>0.05),不銹鋼動力髖螺釘組髖關節(jié)功能優(yōu)良率為88.4%,鈦合金動力髖螺釘組髖關節(jié)功能優(yōu)良率為90.7%,兩組差異無顯著性意義(P>0.05)。2.4取釘時間的確定不銹鋼動力髖螺釘組固定后一二年取釘26例,固定后三四年取釘12例,固定后五六年取釘5例,平均取釘時間為2.9年;鈦合金動力髖螺釘組固定后一二年取釘28例,固定后三四年取釘11例,固定后五六年取釘4例,平均取釘時間為2.8年,兩組患者在取釘時間上基本相同,差異無顯著性意義(P>0.05)。2.5兩組鋼板周圍動物性檢查比較取釘時對所有內(nèi)固定周圍軟組織炎癥反應及增生情況進行大體觀察,發(fā)現(xiàn)不銹鋼動力髖螺釘組有18例出現(xiàn)內(nèi)固定周圍軟組織炎性增生,纖維囊壁形成,組織變黑,周圍有一層厚厚的包膜,其中五六年取釘?shù)?例出現(xiàn)鋼板生銹,且取釘時間越長,鋼板周圍軟組織炎性增生越嚴重,而鈦合金動力髖螺釘組僅2例出現(xiàn)內(nèi)固定周圍軟組織炎性增生,差異有非常顯著性意義(P<0.01),見表2。2.6鈦合金動力液壓螺釘?shù)纳镌牧匣颊吣?52歲,因車禍致右側Ⅲ型股骨轉子間骨折,傷后6d在連續(xù)硬膜外麻醉下行切開復位不銹鋼動力髖螺釘內(nèi)固定,術后3年取出內(nèi)固定,鋼板周圍軟組織炎性增生,組織變黑,傷口一期愈合。內(nèi)固定前后X射線片見圖1。本組使用江蘇創(chuàng)生醫(yī)療器械有限公司的不銹鋼動力髖螺釘,其材料為00Cr18Ni14Mo3不銹鋼,主要成分為鐵,其余含有18%鉻、13%鎳、3%鉬,少于0.08%的碳,具有較高的機械強度,而且價格相當?shù)?但鐵離子為活性較強的金屬,在體液中容易發(fā)生電解反應,本組18例患者出現(xiàn)內(nèi)固定周圍軟組織炎性增生,纖維囊壁形成,組織變黑,就是電解反應,其中2例出現(xiàn)鋼板生銹,鋼板表面有明顯劃痕,可能是術中操作粗暴,使鋼板表面形成微電池,加速電解反應,腐蝕人體組織,從而損害材料的力學強度,所幸未出現(xiàn)鋼板斷裂。且鋼板在體內(nèi)的時間越長,對人體組織腐蝕的病例越多,其生物相容性也越差。作者認為不銹鋼動力髖螺釘在骨折愈合后應盡快取出。鈦合金動力髖螺釘材料為Ti6A14V鈦合金,其成分在鈦基礎上含有6%鋁、4.2%釩、0.25%鐵、0.08%碳及其他少許雜質(zhì),鈦是一種極穩(wěn)定的金屬,在體液中有很高的抗腐蝕性能,但其屈服應力和極限張應力低,鈦合金動力髖螺釘在鈦金屬中加入鋁、釩、鐵、碳,增強其韌