一、生物力学原理
应力在骨中传导的基本概念最早是由Frederic Pauwels提出。他发现在任何弯曲的管状材料,当受到轴向加载时将产生张力侧和压力侧(图3-2-33)。
从这些观察中发展出了张力带固定的原理。
张力带将张力转化为对侧皮质的压力,为达到这一日的需要将其偏心放置于弯曲骨骼的凸起侧。
可以用股骨为例以便更容易地理解这一概念(图3-2-34)。
骨折愈合需要力学稳定性,骨折块之间的加压可以为骨折提供力学稳定性。与之相反,骨折块间分离或牵张会影响骨折的愈合。因此骨折所承受的张力必须予以中和,当然更为理想的是将其转化为压力,以促进骨折愈合。这对于关节内骨折尤为重要,因为骨折固定的稳定性是早期关节活动及获得优良功能的基本条件。有些部位的骨折会由于肌肉的牵拉使骨折端分离,如髌骨骨折和尺骨鹰嘴骨折。
图3-2-33张力带原则
a施加偏心负荷时,骨髂会出现张力侧和压力侧。
b张力带将张力转化为对側皮质的压力。
图3-2-34铜板放置在股骨的张力侧,其作用如同张力带
a股骨的力学轴并不位于骨的中心。
b在轴向负荷作用下,由于股骨的生理弯曲,外侧产生张力,内侧产生压力
c钢板放置在压力侧不能中和张力,钢板对侧会出现间隙。因此钢板不能用于压力侧。
d张力带铜板将张力转化为对侧皮质的压力。此时对侧皮质必须有支律。铜板受到张力而骨受到压力。
e如果内侧皮质有缺损,钢板会承受弯曲应力而最终在F点发生疲劳失效。这种情况下不应使用张力带钢板。
应用张力带可以中和这些作用力,当关节屈曲时甚至可以将这些作用力转化为压力(图3-2-35a、b)。在肌腱或韧带的止点部位会发生撕脱骨折,比如肱骨大结节(图3-2-35c)、股骨大转子、内踝(图3-235d)。类似地,这时同样可以用张力带固定撕脱骨折块,将张力转化为压力,允许关节早期活动
二、应用原则
采用环形钢丝的张力带固定通常应用在髌骨和尺骨鹰嘴的关节内骨折,将肌肉牵拉产生的张力转化为骨折关节面一侧的压力。此外,小的撕脱骨折也可因为张力带固定而受益(图3-2-35c)。
钢板也可以采用张力带固定的原理用于固定骨干骨折,如股骨干骨折。
在弯曲的长骨,骨干凸起的一侧表明是张力侧。
同样在骨折延迟愈合或不愈合,存在的成角畸形形成一个张力侧,此时遵循张力带原则就显得非常重要。
如果可能,任何内固定或外固定器械都应置于张力侧。
钢丝、钢缆、可吸收线、不可吸收线都可以用作张力带。如果放置合适,髓内钉、钢板、外固定架也可以发挥张力带功能(图3-2-36)。
图3-2-35
a张力带固定髌骨骨折。“8”字钢丝固定于髌骨前方,当膝关节屈曲时,可以将张力(位于股四头肌和胫骨结节间)转化为关节面一侧的压力。
b在尺骨唐嘴骨折,当肘关节屈曲时,“8”字钢丝可以发挥张力带作用。这是动力张力带的一个例子。
c肱骨大结节骨折应用张力带固定。钢丝通过35mm皮质骨螺钉固定到肱骨上。
d内课骨折应用张力带固定。钢丝通过3.5mm皮质骨螺钉固定到经骨上。这是静力张力带的一个例子。
在固定当时即产生加压的张力带称为静力张力带。此后当关节活动时骨折端的作用力基本保持恒定。
内踝骨折张力带固定是静力张力带的一个典子(图3-2-35d)
如果关节活动时骨折端的压力会增加,则称为动力张力带。
髌骨骨折张力带固定是动力张力带的一个很好例子。当膝关节屈曲时,增加的张力会转化为骨折端的压力(图3-2-35a)。
图3-2-36外固定架治疗髓内钉固定后骨折不重合。这是发挥张力带功能的实例。
a豔内钉固定后出现有临床症状的骨折不愈合一注意胫骨后侧的肥大区和胫骨前侧的间隙。
b取出髓内钉后,在矢状面上前方应用单边外固定架,鼓励完全负重,最终骨折愈合。
三、手术方法
如果骨折受牵张作用力,在关节活动时就有移位的风险,比如髌骨骨折在膝关节屈曲时,肱骨大结节骨折在冈上肌收缩时。对于髌骨骨折,通过将钢丝“8”字或简单环扎固定在髌骨前表面,并在髌骨上、下极肌腱止点部位达到良好把持,就可以完美发挥张力带的功能,在动态负荷的情况下产生骨折端加压(图3-2-37)。使用的1.0mm或12mm钢丝必须尽可能贴近骨骼固定。张力带钢丝可以直接穿过肌腱的止点,也可以绕过纵行克氏针固定(图3-2-35a)。在尺骨鹰嘴骨折,张力带钢丝还可以穿过尺骨近端2mm的钻孔进行固定(图3-2-35b)。而在肱骨近端或胫骨内侧,可以用螺钉帽作为固定锚(图3-2-35c、d)。依据张力带原则使用钢板或外固定架时,必须放置在骨的张力侧或畸形的凸起侧(图3-2-36)。
应用张力带固定首先要满足下述先决条件:
骨骼和骨折能够承受压力。
张力带对侧有完整的骨皮质支撑。
固定物能承受张力
传统上应用不锈钢钢丝进行张力带固定编织的金属缆也已经很常用,因为其强度更大, 拧紧更容易。针对应用不可吸收编织聚酯缝线也有相关研究,发现其机械强度相当于直径为1.25mm的不锈钢钢丝。应用生物可降解材料的固定物也获得成功,可以降低内固定引起的疼痛并发症,减小内植物取出的可能性。另一方面,生物可降解材料常会引起可能类似感染的急性炎症反应。
图3-2-37张力带固定髌骨骨折的手术方法。注意张力帮铜丝位于股四头肌腱和髌韧带的后方。
四、隐患和并发症
最常见的并发症是内固定失效。
钢丝承受纯粹张力的能力很强。但是如果增加弯曲作用力,则会很快疲劳断裂。疲劳断裂的原理同样适用于钢板。
对简单的骨干骨折,当进行钢板固定时,如果对侧皮质能承受压力,钢板应放置在骨的张力侧(图3-2-34c、d)。如果钢板对侧皮质有粉碎,钢板则会承受反复的弯曲应力,如果骨折不能很快发生愈合,必然会出现钢板断裂。这时可能需要早期植骨,以使钢板对侧皮质能够承受压力。
主营业务
全套德国原装进口
小动物外科手术(骨科/眼
科/牙科等)器械，动物医院
常规消耗类耗材及检测
联系客服
