三、操作技术
（一）微创原则
骨外固定的优势，不仅充分体现了以最小的创伤，实现最佳疗效的原则，也符合将最大困难留给医生自己，以最小的痛苦、最好的疗效带给患者的“以人为本”和“广慈博爱”的诊疗理念。现代骨外固定的微创原则，不仅仅是简单地考虑切口的大小问题，而是要把微创手术与自然重建理念结合起来，要从手术创伤与器械的构型、钢针种类和直径联系起来，从静态治疗到动态治疗，直至治疗结束的全过程，用微创理念进行分析、评价手术创伤的合理性、微创性。
钢针种类与布局，外固定的钢针是直接关系到微创与否的重要因素之一。外固定器的钢针直径、数量和钢针布局，不但会影响创伤大小，针孔瘢痕多少，也会关系针孔感染率的高低，钢针布局的合理性如何，可影响局部血供和肢体血供。为减少结构带来的不利因素，根据Ilizarov外固定的“无血”技术和减少钢针对髓内血供的影响的理念，采用了细钢针和拉张技术，在矫治畸形时采用了逐步矫正技术，极大程度上减少了手术操作的创伤。穿针技术：在进行骨外固定穿针的操作中，要最大限度避开神经血管，选择肌间隙的部位穿针。要避免钢针在骨面的滑动、软组织的缠绕，避免热损伤和反复操作引起的各种损伤。我们针对不同部位、不同治疗目的的生物力学特点，提出了多元化构型的原则，主张以最简单的结构、最细、最少的钢针实现有效的稳定，使骨外固定方法、器械及结构，对组织损伤和生物学环境的干扰最小，避免了某些复杂结构可能造成对生物学环境的破坏。
就整体手术操作而言，骨外固定也有程度不等的创伤，问题在于如何将创伤降到最低限度或对骨折局部做到不加重血供障碍以及有利于血供的重建。就骨折复位的操作，即可闭合复位、也可小切口复位，但不等于闭合复位是微创，小切口下复位不是微创，而主要是看实际操作中对骨折局部血供的影响和复位的优良率如何。保护血供是微创技术的核心，不能保护血供的微创毫无意义。骨外固定技术的发生和发展，一直把保护血供放在了首要位置。在骨外固定技术操作的每一环节，必须树立避免和减少血供损伤的意识，并确实把保护血供的技巧，应用在实际操作中。
现代骨外固定器的改进，各种调节功能，最大程度满足了骨折复位和各种畸形矫正的要求，对于稳定的或移位不明显的骨折以及简单畸形，完全可以在透视下实施闭合复位，或者术后应用外固定器的调节功能，逐步矫正畸形或力线偏差，即达到了复位与矫正畸形的目的，又避免了手术创伤，体现了微创的概念。但要避免勉强的闭合复位操作。对于明显的骨折移位或复杂畸形，勉强用闭合方法进行复位或矫正，不但不会减少创伤，还可能增加创伤。因为钢针已经将骨与软组织固定，在强行操作中钢针必然会撕裂或压迫软组织使其受到损伤，同时也会对复位带来困难，如此可能造成更大的创伤。如一个新鲜胫腓骨不稳定骨折，采用小切口在骨膜外即可进行非常顺利的复位操作，要比在透视下的闭合复位操作的局部创伤更小。实践证明，在某些情况下采用小切口进行截骨术或配合骨折复位的操作，是利用有限创伤，来避免其他部位创伤，达到更佳的疗效。
临床实践中经常遇到一个部位有多个问题；一侧肢体有多个问题；一个部位与邻近部位的问题，以及双侧肢体多个问题等。对此，传统的治疗方法与原则，需要分期治疗、多次手术才能达到最终治疗目的。在外固定条件下，可实施同期治疗，大大减少了手术次数和病人的痛苦，并能获得同样的疗效。如截骨延长与加压固定治疗骨缺损，甚至同期治疗感染性骨与皮肤缺损，以及骨不连、内固定折断伴肢体短缩的同期治疗等。有些复杂的骨与关节畸形，以往需要通过多次手术才能完成治疗任务，而在外固定条件下，一般都能一次手术完成。如多段截骨加压固定，治疗一侧或双侧下肢长骨的严重弯曲畸形；截骨延长与加压固定治疗膝关节内翻与小腿短缩畸形等。虽然同时治疗的原则可能会增加有限创伤，但避免多次创伤，达到多次手术的最终疗效，也是符合微创概念的一种治疗措施。
生命的一个基本特征，就是不管外界环境有怎样的变化在，生物体内部都要通过一系列的生物学反馈，来维持内环境的稳定性和连续性，治疗方法能否根据生物自然修复与重建的能力，根据因地制宜，因势利导的法则来达到治疗目的，也是体现治疗方法是否符合微创理念的要素之一，也是微创向无创过渡的必然过程。1908年，Magnuson在一个实验中，使用16只生长期犬，研究了骨的自然愈合潜能，具有来自机体本身各部分和来自环境的反馈系统而最终达到自然修复，如临床上骨折的自然愈合。任何生物体在遭受破坏后均有很大的自然修复能力，人体组织更是如此，特别是骨组织，而且修复的过程如同胚胎发育过程，这一生物学特征对评价骨科治疗方法的科学性，具有很大的现实意义。大量临床实践证明，骨不连、骨缺损的治疗，骨与关节畸形的逐步矫治，以及肢体延长等，均可应用骨外固定技术，按照自然重建法则完成重建，有时无需任何自体、异体物置入，或人工合成材料的置入与替代，甚至有的无需切开或截骨，不用药物就能顺利完成再生与功能重建，达到满意的临床效果。可以预言，自然重建法则是微创外科向无创技术过渡的必然规律。
综上所述，骨外固定治疗骨折，畸形矫正，以及肢体延长，正是一种微创外科和自然重建的生物学治疗理念的体现。将这种理念，贯彻到治疗方案的制定，局部与整体，器械的选择，手术的操作，术后的管理，直至功能完全恢复的全过程之中，使其最终符合以最小组织损伤，最少痛苦和最佳疗效的治疗原则。所以说，骨外固定充分体现了“以人为本”的微创诊疗理念。
（二）穿针技术(https://www.daowen.com)
穿针是骨外固定的主要操作技术，穿针技术的好坏，不仅影响骨折固定的牢稳性，而且关系到合并症发生率的高低。因此穿针时应严格以下操作技术：
1.避免副损伤，充分了解穿针部位的解剖，避免刺伤主要血管与神经。
2.严格无菌操作技术，穿针须在感染病灶区外2～3 cm。
3.严格无创技术，穿半针和粗直径全针时，钢针的进、出口用尖刀做0.5～1 cm的皮肤切口，穿半针时用止血钳将肌肉分离后，放置套管再钻孔。钻孔或直接穿针时不要用高速动力钻。穿好钢针后，应活动关节检查钢针处皮肤有无张力，有张力时应切开减张并缝合。
4.正确选择穿针位置和角度，钢针尽可能少或不穿越肌肉，尽量选在肌间隙穿针。单平面穿针时，一骨折段上钢针之间的距离不少于6 cm。多平面穿针时，一骨折段上钢针之间的距离尽可能远。钢针与骨折线或关节面的距离不少于2 cm。多平面穿针时钢针的交叉角度，全针为25°～80°、半针与全针为60°～80°。
5.正确选择钢针的类型和直径，组合式外固定器钢针种类、直径选择。
6.螺纹半针的拧入方法。先用比钢针直径细1～1.5 mm的钻头，在骨径中央钻透两侧骨皮质，再用与钢针直径相同的扩孔钻头将进针侧骨孔扩大，然后拧入螺纹半针。
7.无螺纹半针与全针可直接钻入，钻入全针时可在钻透对侧皮质后换用骨锤击打钢针至穿出对侧软组织。
8.骨松质部位尽可能穿交叉全针。
9.针孔用酒精纱布及无菌纱布平整包裹。
（三）骨折复位
外固定器的调节装置为骨折复位带来了很多便利条件，但骨折复位不是外固定器的主要功能，因为临床实践中骨折复位并非难事。骨外固定条件下的骨折复位，还是要充分发挥手法复位和切开复位的有利条件，应用以手法为主，外固定器为辅，小切口切开复位的综合复位原则，不要完全依赖外固定器，复位调节功能再先进的外固定器，也不可能完全代替医生的脑和手的作用。很多学者设计了具有整复功能的外固定器。最为典型的是Hoffmann四杆框架式外固定器。该外固定器对骨折具有多方向的调整、矫正残余偏差的功能。Bastiani等在1984年报道了他研制的单边轴动力外固定器（unilaeral axial dynamic fixator，UADF），设想通过外固定器球形接头的调节功能，实现骨折固定后的再复位，虽一时受到很多临床医生的喜爱，但实践证明效果并不理想。
骨外固定条件下的骨折复位，应先在骨折线远处各穿一组钢针，并用外固定器连接，利用外固定器牵伸功能矫正重叠移位，然后应用触摸、推提、挫压、旋转等手法是将骨折基本复位。然后在外固定器维持基本复位的情况下，再穿放骨折线近处的钢针，固定钢针的同时对骨折进行再准确复位，使骨折复位—穿针—复位—骨折固定的操作，使复位与固定在稳、准、轻的操作中逐步、交替地完成。对复位困难的骨折，也可行小切口下器应用械撬拨配合手法进行复位。
骨折复位，在争取复位满意的同时，操作中均要避免骨折局部软组织和血供的再度损伤，并保护骨折碎片和骨膜、软组织之间的附着。小切口也要注意避免损伤肌内血管，不要剥离骨膜，要符合复位满意与保护血供一致性的原则，避免顾此失彼。
（四）骨折固定
骨折固定是骨折治疗的中心环节，骨折的稳定是骨折愈合的重要条件之一。骨折固定的早期，是维持已整复的位置，防止骨折发生移位、畸形和造成继发损伤，为早期的肌肉关节活动创造条件，减少疼痛，解除肌肉痉挛，有利于肢体血供。在中后期，为骨再生提供合理的生物力学环境，并提供应力刺激，促进再生进程和骨功能的优化重建。
应用外固定器治疗骨折，必须遵循骨外固定的基本原理，正确选择合理刚度的外固定器构型，认真设计钢针布局，并根据不同阶段提供相应的固定刚度。对有骨缺损的骨折，还可将骨折固定、骨段延长与加压固定接连治疗、逐步地完成，使整个治疗任务一气呵成。
我们以Wolff 定律、Pauwels理论和骨对应力适应性理论和骨胚胎原始发育方式的生物学特征为基础，根据临床实践总结，提出外固定条件下的骨折适应性固定刚度与实施原则。
1.坚强固定 坚强固定的目的在于维持骨折复位的稳定，为创伤修复和血供重建，提供一个稳定的生物学环境，为原始骨痂转化创造条件。早期可以减少或避免因断端活动引起的疼痛刺激而因影响血供，为早期肢体功能活动的必要条件。固定的要求必须达到复位后的骨段与器械构成几何不变体，形成一新的空间稳定体系，在外力和内力作用下，不发生位移，不发生成角畸形，保持骨折段之间结构形态的稳定与平衡，实现阶段性功能替代。坚强固定适用于骨损伤早期和肉芽组织形成期。简单稳定骨折、移位不明显和局部软组织损伤轻的1～2周；复杂骨折、移位严重、局部软组织损伤严重的固定2～3周或更长。
2.轴向弹性固定 轴向弹性固定的力学性能，是在坚强固定的基础上降低轴向刚度，允许外固定器在加载时有一定范围的轴向弹性变形，轴向弹性固定在于使骨折端局部承受一定的轴向应力刺激，避免剪切应力的干扰。微动的量可根据骨折类型和复位后的折块间稳定程度而定。Goodship，Kenrighit和Lanhon等认为在骨折端诱发微小运动（每个骨间隙1 mm为宜）。有的学者建议每个骨折间隙的微动量控制在0.5 Hz及1 mm左右的形变。严重粉碎性骨折，折块间难以稳定而形成多个骨折间隙时，微动量可以酌情增加到2～4 mm。应变与骨折间隙呈反比，小的间隙轻微活动，较大的间隙可有相对大的应变变化。轴向弹性固定适用于骨折中期的骨痂形成期。在骨折局部创伤基本修复，临床肿胀及疼痛明显减轻，断端活动消失，可以进行主动与部分负重功能锻炼时，X线平片上显示连续性少量骨痂生成。
应力刺激分为主动和被动。主动应力刺激是由功能锻炼、特别是肢体负重运动时的肌肉内在动力所产生，既可促进局部血循环，又能激发骨折端新生骨细胞增长。主动应力刺激是目前实施应力刺激的简便有效的手段，可以通过运动量、时间、幅度进行调整、控制。被动应力刺激，在骨外固定条件下可以通过器械调节控制加载产生，也可以通过手动、电动或电脑方法控制调节装置，提供间断的或持续的应力刺激。
3.综合弹性固定 综合弹性固定的力学性能，是在轴向弹性固定的基础上，降低外固定器的剪切刚度，允许骨折端承受轴向、剪切复合载荷时有一定范围的弹性变形，使骨折端承受综合应力刺激。综合应力刺激主要来自逐步接近正常的负重和关节运动的主动、无痛性功能锻炼加以实现。
以往认为骨折断端间的滑动或剪切活动会影响骨折愈合。近些年来一些学者对综合应力刺激作用也进行了研究；Liskova与Hert指出，施加在总的胫骨上的间歇性弯曲，可使骨膜下成骨。O′sullivan对成年狗胫骨骨折给予外固定器治疗，并分别观察不同载荷下骨折愈合情况，结果显示增加载荷在伤后6周、12周均较减少载荷及基线载荷有明显骨外膜骨痂增加，其衰减能量吸收，旋转角及血流量在6周时亦明显增加，此时正相当于重建前最大骨痂反应时期。研究说明增加剪切应力对骨皮质重建有较大影响。综合弹性固定是充分利用功能状态下，在机械应力和骨再生之间寻求一种生理的平衡，提供一个相对的最佳应力刺激，增加骨折端的综合应力刺激，使骨生长和吸收维持平衡，使骨折愈合在功能状态条件下进行骨结构优化重建。
综合弹性固定适用于骨折中期的板层状骨痂形成期。可以进行无痛，主动运动和负重锻炼。在X线正、侧位平片上显示连续性中等量骨痂形成阶段。
4.平衡固定 平衡固定是指在综合弹性固定的基础上，进一步降低综合外固定器的刚度，此时的外固定器处于一种去功能替代状态，仅仅是在充分载荷运动时对骨与外固定复合刚度的一种补充。外固定器仅是防止功能锻炼时不良应力的一种保护，以便使患者在接近正常的荷载下进行功能训练，使骨充分承受多种荷载，适应多种功能（拉伸，压缩、剪切、扭转、弯曲）的力学环境的变化，最终实现骨结构的优化重建，避免在拆除外固定器后发生骨质疏松、再骨折等并发症。
（五）术后管理
1.一般治疗 伤肢抬高，注意观察伤肢血供和肿胀情况，因体位或肢体肿胀造成外固定器部件压迫皮肤时应及时处理。有松动的螺丝应及时拧紧。
2.防治感染 就骨外固定本身而言，不必使用抗生素来预防针孔感染。对开放性骨折即使清创彻底，仍须应用抗生素5～7 d，感染性骨折要适当延长抗生素的应用时间。
3.针孔护理 针孔护理是外固定器固定的一项重要工作，是预防针孔感染的一项重要环节，要经常对针孔进行护理。针孔护理不当，不但易发生针孔感染，甚至导致固定失败。
（1）术后第3天更换敷料1次，针孔有渗出时需每天更换敷料。
（2）10 d左右针孔皮肤即有纤维性包裹，在保持皮肤清洁、干燥的同时，每隔1～2 d在针孔处皮肤滴少许75%乙醇或碘伏溶液。
（3）针孔处皮肤有张力时应及时在张力侧切开减张。
（4）在调整外固定器或改变构型时均要注意无菌操作，对针孔周围皮肤和钢针进行常规消毒。
（5）针孔护理时要避免交叉感染。
（6）发生针孔感染时应及时进行正确的外科治疗（详见并发症处理一节），并将伤肢抬高、休息和适当应用抗生素。
4.调整固定刚度 一般在2周后，就可根据不同骨折类型和部位实施弹性固定。弹性固定的意义，是使骨折端始终处在一定应力范围内反复微动的应力刺激环境，是在骨折端的轴向给予于一个由小到大、由大到小的、反复的应力刺激，而不是骨折端在无应力状态下的“滑动”。
5.功能锻炼 及时正确的功能锻炼，不仅利于关节功能恢复，也利于血供重建和应力刺激，促进骨折愈合进程。一般在术后2～3 d内即可在床上进行肌肉收缩及关节活动。上肢进行手部的捏、握及腕肘关节的自主运动，1周后开始旋转功能锻炼，下肢于1周或创面愈合后扶双拐部件负重离床活动，3周后逐步开始完全负重行走。功能锻炼的时机和方式因人而异，主要视局部和全身情况而定。在锻炼过程中如针孔出现红、肿、痛等炎症表现时应停止活动，抬高患肢卧床休息。
6.拆除外固定器 拆除外固定器时，应准确判断骨折的愈合强度，在没有把握确定骨愈合强度和存在明显的骨外固定并发症的情况下，不要过早拆除外固定器，治疗陈旧性骨折、粉碎性骨折、骨不连等情况时尤为如此。
（1）外固定器拆除的时机。①骨折已达临床骨折愈合标准。②治疗中遇有不利于继续使用外固定器的因素，如骨折端已有中等量骨痂，软组织创面完全修复，多个针孔感染时，多个部位同时使用外固定器治疗，影响功能锻炼或改用其他固定方法更为适宜时（改用石膏、内固定等）。
长期的坚强固定会使骨折处力学强度下降，应及时拆除。实施弹性固定时，外固定器可保护骨折直至坚强愈合。
（2）拆除外固定器的方法：①先将骨外固定体外装置拆除，让病人正常活动伤肢。②注意无菌操作，拔钢针用的器械要无菌处理，术者戴手套，用碘酒、酒精认真消毒皮肤和钢针。③取出钢针，螺纹钢针用套锥拧出，全针用电钻或手钳拔出。④纱布压迫针孔3～5 min，以减少渗血。⑤拔出全部钢针后，纱布、绷带加压包扎。