二、LCP的特性

二、LCP的特性

在很多时候,手术者在处理骨折端时会发现自己处于一种两难的境地,因为他们发现自己需要在加压方案和内固定方案之间权衡利弊而选其一。在这种情况下,LCP的发明解决了他们的困扰。

1.结构特性 LCP是在传统的动力加压钢板(DCP)、有限接触钢板(LC-DCP)和点式接触钢板(point contact fxator,PC-Fix)的基础上,结合AO内固定支架的原理开发的一种新型的内固定钢板。LCP系统的主要特点是联合使用了动力加压孔和圆锥形螺纹孔(图15-12),因此,该系统既可以被用作加压接骨板产生轴向加压,也可被用作锁定的内固定支架,而不影响血供,还可以同时应用这两种技术,在作支架的同时,对骨折部位产生加压作用。

图示

图15-12 联合应用的圆锥形螺蚊孔(A)和动力加压孔(B)

LCP系统的A孔有与用于固定锁定螺钉的圆锥形螺蚊,与PC-Fix系统以及LISS接骨板上的钉孔完全相同。B孔实际上就是LC-DCP的偏心加压孔,可以使用常规螺钉产生轴向加压,也可以使用拉力螺钉把远处的碎骨块加压固定于骨干上。LCP系统可以使用四种不同的螺钉,包括标准骨松质螺钉、标准骨皮质螺钉,以及两种锁定螺钉,即自钻/自攻型(self-drill/self-tapping SD/STLHS)(图15-13)和自攻型锁定螺钉(selftapping. ST-LHS)(图15-14)。不同种类的锁定螺钉,可以根据需要使用于不同类型的骨折。两种标准螺钉的使用主要依据LCDCP的应用原则。SD/ST-LHS专门为单皮质固定而设计,这类螺钉的钉尖部是常规钻头样设计,有攻丝和锥形双螺纹的钉头,这种钉尖比较容易穿入骨质而不会产生或高的热量,通常用于骨干等,不需要测量钉长的部位。而ST-LHS除了尖部没有钻头样设计之外,其他与SD/ST-LHS完全相同,可用于固定单皮质或双皮质,通常用于干骺端,因为此处应用的螺钉的长度很重要,必须经过测量,严格控制以防不必要的损伤。

图示

图15-13 自钻/自攻型LHS

图示

图15-14 自攻型LHS

在LCP系统中,锁定螺钉头的圆周有200°以上与螺纹孔相锁扣(螺纹孔又称锁定孔,不是一圈都有螺纹,但有螺纹的地方至少在200°以上,故与螺针头相锁扣,相当牢固),足可以保证接骨板与锁定螺钉之间的成角固定和螺钉的轴向固定一样坚强。即使它的稳定性要比单独使用锁定螺钉弱,但大量的机械力学和生物力学研究以及定位分析(FEA)都表明,这种接骨板系统的最薄弱部位并不在钢板与螺钉相连接的部位,而是取决于接骨板本身。

所有的LCP均可以在以下三种不同的情况下使用。

(1)使用标准的骨皮质螺钉固定,作为标准的AO接骨板使用。

(2)使用锁定螺钉,单纯作为内固定器使用。

(3)将以上两点结合,既作为AO系统的加压接骨板,同时应用锁定螺钉发挥稳固的内固定作用。

用LCP作内固定时,如果单纯使用锁定螺钉,其功能与PC-Fix和LISS相似,都是起到内固定支架的作用,不仅可以对骨折段产生坚强的内固定,而且对骨折部位及其附近的软组织损伤较少,在操作中可以不剥离骨膜,对血供影响小。但PC-Fix系统的螺钉都是呈直角固定于接骨板上,对于距离板较远的骨折块,很难将其牢固固定到接骨板上,因而会有术中或术后移位的问题。而LCP上的偏心孔而可以弥补PC-Fix的这一不足。拉力螺钉可通过动力加压孔的加压作用把远处的骨折块加压固定在解剖位置上,且不用担心由于拉力过大而造成骨折的再移位。当然,LCP系统的加压固定孔也可以单独使用,就相当于一个经典的AO加压内固定系统。至于选择哪一种应用方式,是单独使用其一个方面,还是联合使用其两方面的优点,就需要术者根据骨折的情况具体分析进行选择了。

2.生物力学特性 在临床应用过程中,外科医生关心的另一个问题就是像LCP这样的非接触型接骨板在作为内固定支架固定负重骨的骨折时,可以提供多大程度的稳定性,以及影响其稳定性的因素有哪些。Stoffel K等人经过对前人研究结果的总结和本实验室进行的前瞻性研究,得出了以下的结果。

对于接骨板的轴向刚度(axial stiffness)和扭转刚度(torsional rigidity)来说,其有效长度(working length)是最重要的影响因素。尤其是最靠近骨折部位的螺钉,如果保留该钉孔而不钉入螺钉的话,接骨板的轴向刚度将降低64%,而其扭转刚度则将减少36%。除此之外其他的钉孔每保留一个,则接骨板的轴向刚度和扭转刚度平均会减少10%。

螺钉的数量也是影响接骨板稳定性的重要因素,且该因素对于有效长度较短的接骨板的影响要大于有效长的接骨板。但当骨折段两端的螺钉数分别大于3枚之后,再增加螺钉数目对于接骨板的轴向刚度便影响不大了;同样的,当骨折段两端的螺钉数分别大于4枚之后,再增加螺钉数目也不会使接骨板的扭转刚度有很明显的提高。

除了最靠近骨折端处的螺钉和最远离骨折端处的螺钉是保证接骨板稳定性所必需的之外,第三颗螺钉的位置对于接骨板的轴向刚度也会产生明显的影响,体现在第三颗螺钉越靠近骨折部位,则接骨板的轴向刚度就会越强,该结构就会具有更强的抗压能力。但该螺钉的位置对接骨板的扭转刚度则并无明显影响,影响扭转刚度的唯一因素就是接骨板上螺钉的数目。(https://www.daowen.com)

另外,影响接骨板稳定性的因素还有接骨板与骨面的距离。随着接骨板与骨面的距离增加,接骨板的稳定性,包括轴向刚度和扭转刚度在内,均会减小。实验结果表明,当这一距离从2 mm增加到6 mm时,其轴向刚度和扭转刚度至少降低了10%~15%。

最后,对于螺钉数目相同的接骨板来说,较短的接骨板与较长的接骨板相比,其轴向刚度会有一定程度的降低,但扭转刚度则不受明显影响。

研究发现,在受到轴向的压力的时候,接骨板并未一直保持静止的状态,而是随着压力而产生弯曲变形。这一变化随着接骨板长度的增加而趋于明显。这种变形使得接骨板所受到的应力负荷得到了更广泛的传导,从而减小了接骨板发生断裂的概率。

在疲劳性测试中发现,接骨板的屈服点(yield point)与接骨板的有效长度密切相关。有效长度越大,则接骨板的屈服点就越高。

轴向负荷测试结果显示,接骨板断裂的发生率要比螺钉松动、断裂或者螺钉退出的发生率要大得多。而绝大多数的接骨板断裂则发生在动力加压结合钉孔的位置,这可能是由于该位置从截面上看是接骨板截面积最小的部分,那么相应地该位置所受到的压强也就应该最大。这一结果似乎与临床经验不太一致,临床中可能螺钉松动与退钉更多见。

虽然生物力学实验的结果并不能等同于临床实践,实验中所应用的模型骨和离体的实验环境也远没有患者本身体内的环境那样复杂,所以在生物力学实验中得出的结论有时与临床经验并不完全一致。但由于其实验标准的统一和实验结果的可重复性,生物力学实验对于临床实践还是有一定的指导意义的。

从以上的研究结果,我们可以对LCP的临床应用有一个大体的建议了。作为经皮微创内固定原则(MIPPO)的重要组成部分,为了既达到稳定固定、避免术后脱位和再骨折的发生,又能尽量减少器材的使用,从而降低对患者组织的损伤,并且降低患者负担的原则,Stoffel K等建议

(1)对于上肢长骨骨折,如肱骨骨折或者前臂骨折,由于上肢骨受到的扭转负荷较重,应该在骨折端两侧各应用3~4枚螺钉,从而加大其扭转刚度。

(2)对于下肢骨折,其对于扭转刚度的需求并不是很大,因此骨折端两侧各应用2~3枚螺钉就足够了。但因为下肢骨需要负重的特性,因此在选择螺钉的位置、接骨板与骨面之间的距离等因素时,就需要考虑骨折线的宽度等因素,尽量能够保证下肢的承重能力,以免术后恢复期和功能锻炼的过程中出现意外。

(3)对于单纯骨折,特别是当骨折线比较短窄,复位相对容易,且骨折趋于稳定时,靠近骨折线的部位可以适当留空1个甚至2个锁钉孔,以便保护骨折部位周围的软组织,以获得更好的血供,从而有利于骨折的愈合。

(4)对于骨折线较宽的骨折,如粉碎性骨折等,则应将最内侧的螺钉置于最靠近骨折线处,而且越靠近骨折线,则其稳定性就越佳。

(5)为了获取足够的轴向刚度,接骨板应当尽量靠近骨面,且其长度应足够长。