2 桥接组合式内固定系统的生物力学特点
Biochemical characteristics of bridge combined fixation system
2.1 桥接组合式内固定系统的结构特点 桥接组合式内固定系统主要包括连接块、连接棒、固定螺钉、锁定螺钉组成。连接块内部设有平行于固定块平面的连接钩，与连接棒滑动配合；垂直于连接块主平面设有螺钉孔，连接槽与螺钉帽局部交叉；固定螺钉或锁定螺钉与螺钉孔配合，螺钉之锥帽紧压于连接棒上。桥接组合式内固定系统结构图见图2。
2.2 桥接组合式内固定系统与髓内钉和接骨板的治疗比较 髓内钉系统及接骨板系统是治疗股骨干粉碎骨折的常用固定方式。在粉碎性骨折的治疗上，传统内固定伤口感染、内固定疲劳断裂、骨不连等严重并发症发生率较高[14-15]。因此，生物接骨理念越来越为广大矫形外科医师接受[1]。
2.2.1 血供方面的比较 骨折的愈合离不开营养成分的供给，而血液循环是营养成分的主要来源[16]，接骨板对遮盖下方皮质骨的血运有明显干扰，由于钢板与骨界面的紧密接触破坏了来源于骨外血供和骨膜动脉的板下皮质骨的血供，引起骨坏死并影响骨重建，导致板下骨质疏松[17-18]，从而对骨折愈合产生不良影响。桥接组合式内固定系统通过钉、棒、块整体锁定连接，其结构好似内置的外固定架[19]，在内固定治疗中可以置于骨膜外[20]，不必直接压迫骨折部位，其能够有效的避免破坏内固定下方皮质骨及骨折断端的血供[21-23]，同时减少排异或电解传导对骨折端的影响，使内固定对骨生长环境的影响降到最小。熊鹰等[11]对20条家犬两侧胫骨中段横型截骨，随机选择一侧以桥接组合式内固定系统内固定，对侧以普通接骨钢板固定作为对照，分别在内固定后4，8，12，16周行大体病理、X射线摄片、光镜观察。发现内固定后1，3周对照组分别出现骨折劈裂、钢板松脱和钢板断裂各1例，实验组内固定后5周出现内固定弯曲变形1例。实验组内固定后4周未发现骨折移位，均为解剖复位，未见明显骨痂生长，但断端边缘开始模糊，轻度骨膜反应；实验组内固定8周开始出现明显骨痂生长，密度高于软组织，骨折间隙1/2以上出现骨痂，对照组骨痂出现时间稍晚，各时期评分实验组均高于对照组，12周时实验组骨痂明显增多且密度增高并将骨折端桥接，骨折线模糊；16周时大部分骨折线已模糊，甚至消失，骨折端骨痂更致密，部分样本出现骨小梁连接两断端，开始改建塑型，形成坚固的连续。实验组纤维母细胞、新生毛细血管及骨痂的生长均早于对照组，各时期评分均高于对照组，8，16周时差异有显著性意义 (P < 0.05)。实验组和对照组在不同时期影像学评分和苏木精-伊红染色评分结果见表1。
由表1可见，在内固定后16周，实验组影像学评分和苏木精-伊红评分与对照组比较，差异有显著性意义(P < 0.05)。桥接组合式内固定系统能够有效减少骨折端血供破坏，对骨折断端提供坚强动态的固定，有利于促进骨折愈合和骨改建。
Kinast等[24]对传统解剖复位坚强固定和生物学固定治疗股骨干粉碎骨折进行了对比，结果发现传统解剖复位坚强固定治疗后骨不连发生率高达16.6%，生物学固定治疗后无骨不连现象的发生。Siebenrock等[25]报道传统解剖复位坚强固定和生物学固定治疗后骨不连的发生率分别为16%和7%，原因是生物接骨技术可以最大程度的保护骨折部位血供，有利于骨折的愈合，同时减少了骨折部位植骨的必要性。国内外文献报道微创桥接接骨板技术及髓内钉系统治疗股骨干粉碎骨折的骨折愈合率均达90%左右，两者伤口感染、内固定断裂等并发症发生率较低，无明显差异[26-29]。吕维宝等[27]采用微创技术治疗28例股骨干粉碎性骨折患者，16例行交锁髓内钉内固定，12例行锁定钢板内固定。所有患者均得到随访，时间6-24个月。切口均一期愈合，骨折无不愈合和畸形愈合。骨折临床愈合时间，交锁髓内钉组16-24周；锁定钢板组15-22周。根据Kotmert评分，交锁髓内钉组优10例，良5例，可1例；锁定钢板组优6例，良5例，可1例。可见，股骨干粉碎性骨折治疗需根据骨折情况选择内固定，结合微创技术，均可获得良好的治疗效果。
2.2.2 器械结构和手术操作的比较 与现有髓内钉系统及桥接钉板系统相比，桥接组合式内固定系统具备诸多优势。①治疗可采取开放性或有限切开复位固定，均无需术中透视，减少了骨科医师接受放射线辐射的风险，同时避免因透视导致的治疗时间延长、术区污染等。②对于牵引复位欠佳或难以复位者，桥接组合式内固定系统可先固定骨折一端，然后利用连接块在棒上的滑动，通过撑开复位骨折，然后锁紧螺钉进行固定，使骨折的复位与固定顺利进行。③与桥接钉板系统一样，无需贴附骨质固定，且连接棒可根据股骨干不同部位的解剖塑形，有利用恢复股骨干的力线，保证骨折的满意复位。④连接块可固定于棒的任意位置，使骨折固定操作简便灵活。⑤单棒型连接块及挂钩型连接块的使用，有利于粉碎骨折块的固定和位置的维持，避免因为复位不佳，降低生物学固定的强度，减少骨折畸形愈合及骨不连的发生。⑥可应用于股骨干所有节段的粉碎骨折，适应证广[30]。
2.2.3 有限元分析结果的比较 熊鹰等[12]比较桥接组合式内固定系统与金属锁定接骨板钉系统固定股骨干骨折的生物力学特性，对两种固定方式的有限元模型进行模拟加载，研究发现在步态运动过程中，金属锁定接骨板上的最大等效应力出现在接骨板中间靠近螺钉孔附近，最大位移出现在接骨板靠近股骨头的上端；股骨上最大等效应力出现在最近股骨头的螺钉孔附近，种植钉上的最大等效应力出现在接骨板中间靠近股骨远端的螺钉上，最大位移出现在最靠近股骨头的螺钉上。桥接组合式内固定系统上的最大等效应力出现在中下方接骨块靠上方的螺钉孔附近，最大位移出现在靠近股骨头的接骨块上端；股骨上最大等效应力出现在最近股骨头的股骨连接块螺钉孔附近，种植钉上的最大等效应力出现在中间接骨块靠近股骨近端的螺钉上，最大位移值出现在最靠近股骨头的螺钉上；中间连接杆上的最大等效应力出现在连接杆的中间区域，最大位移出现在连接杆最近股骨近端。爬楼梯时接骨板锁定螺钉上的应力比步态时增48.6%，达到 480 MPa，最大应力出现在中间锁定螺钉上。桥接系统中间连接棒上的最大应力比步态时大34.1%，最大值为373.9 MPa，出现在连接棒中间略远端附近；骨折区域上的应力桥接组合式内固定系统小于金属锁定接骨板钉系统。桥接组合式内固定系统和金属锁定接骨板系统固定后在步态和爬楼梯时股骨各部位应力分析及位移，见表2。
