无头加压螺钉和锁定加压钢板在踝关节融合固定中的对比

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2016.31.009

中国组织工程研究 ›› 2016, Vol. 20 ›› Issue (31): 4623-4629.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.2016.31.009

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无头加压螺钉和锁定加压钢板在踝关节融合固定中的对比

桂忠山¹，徐晓峰²，李桓毅³

¹江苏大学医学院，解放军第359医院骨科，江苏省镇江市 212001；²江苏大学附属江滨医院骨科，江苏省镇江市 212001；³解放军第359医院骨科，江苏省镇江市 212001

修回日期:2016-05-05 出版日期:2016-07-22 发布日期:2016-07-22
通讯作者: 徐晓峰，主任医师，副教授，硕士生导师，江苏大学附属江滨医院骨科，江苏省镇江市 212001
作者简介:桂忠山，男，1982年生，江苏省人，汉族，江苏大学医学院在读硕士，主治医师，主要从事关节外科方面的研究。

Comparison of headless compression screw and interlocking compression plate fixation in ankle fusion

Gui Zhong-shan¹, Xu Xiao-feng², Li Huan-yi³

¹Medical College of Jiangsu University, Department of Orthopedics, the 359 Hospital of Chinese PLA, Zhenjiang 212001, Jiangsu Province, China; ²Department of Orthopedics, Jiangbin Hospital Affiliated to Jiangsu University, Zhenjiang 212001, Jiangsu Province, China; ³Department of Orthopedics, the 359 Hospital of Chinese PLA, Zhenjiang 212001, Jiangsu Province, China

Revised:2016-05-05 Online:2016-07-22 Published:2016-07-22
Contact: Xu Xiao-feng, Chief physician, Associate professor, Master’s supervisor, Department of Orthopedics, Jiangbin Hospital Affiliated to Jiangsu University, Zhenjiang 212001, Jiangsu Province, China
About author:Gui Zhong-shan, Studying for master’s degree, Attending physician, Medical College of Jiangsu University, Department of Orthopedics, the 359 Hospital of Chinese PLA, Zhenjiang 212001, Jiangsu Province, China

摘要/Abstract

摘要：

文章快速阅读：

文题释义：

踝关节融合：可以缓解踝关节严重病损所带来的疼痛，阻止病变进一步加重，恢复患肢负重行走功能，虽然其存在一定的弊端，如不愈合和畸形愈合会影响疗效，但是仍被视为治疗终末期踝关节病变的金标准。融合固定方法有外固定、内固定、内外固定联合应用。

无头加压螺钉内固定：使用加压螺钉内固定是踝关节融合的首选方法，该固定方式具有创伤小，固定稳定、可靠，发生松动概率低，融合成功率高等优势。但不是所有患者都适合行加压螺钉固定，对于存在严重骨质疏松的患者而言，螺钉固定无法获得很好的加压效果。同时，由于距骨空间体积较小，加压螺钉置入数量有限，反而降低了固定强度。

摘要

背景：踝关节融合是治疗终末期踝关节疾病的重要手段，置入内固定成为目前首选的固定方式，不同的内固定方式导致修复后效果亦不一致。

目的：探讨不同内固定方式在踝关节融合固定中的应用效果。

方法：回顾性分析2012年9月至2015年3月行踝关节融合内固定的64例患者的临床资料，根据置入内固定方式分为2组，每组32例，观察组行无头加压螺钉内固定治疗，对照组行锁定加压钢板内固定治疗。观察2组患者的切口长度、手术时间、术后引流量、术后并发症、骨融合时间以及踝-后足功能恢复情况，并进行对比分析。

结果与结论：①在手术时间和骨融合时间方面，2组差异无显著性意义(P > 0.05)；②对照组的切口长度和术后引流量均显著大于观察组，术后并发症发生率显著高于观察组，差异均有显著性意义(P < 0.05)；③治疗前2组美国足踝外科医师协会踝-后足功能评分差异无显著性意义(P > 0.05)，治疗后末次随访观察组的评分均显著高于对照组(P < 0.05)；④结果表明，与锁定加压钢板相比，应用无头加压螺钉行踝关节融合可以获得更好的内固定效果，创伤小，术后并发症少，固定牢固，更加符合生理和生物力学要求。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

ORCID:0000-0003-0495-7312(桂忠山)

关键词: 骨科植入物, 关节植入物, 踝关节融合, 内固定方式, 加压固定, 无头加压螺钉, 锁定加压钢板

Abstract:

BACKGROUND: The ankle fusion is an important treating means of end-stage ankle joint disease. Internal fixation of implant has become the preferred way of fixation, but fixation of different implants has different effects.

OBJECTIVE: To explore the value of different internal fixation methods in ankle fusion.

METHODS: A retrospective analysis was performed in 64 cases of ankle fusion from September 2012 to March 2015. They were divided into the observation group (32 cases) and control group (32 cases) according to the way of internal fixation of implant. The observation group underwent headless compression screw fixation. The control group underwent interlocking compression plate fixation. Length of incision, operation time, postoperative drainage volume, postoperative complications, healing time of bone and functional recovery of ankle-hindfoot were observed and compared between the two groups.

RESULTS AND CONCLUSION: (1) There was no statistical significance in operation time and healing time of bone between the two groups (P > 0.05). (2) Length of incision and postoperative drainage volume were significantly greater in the control group than in the observation group. The incidence of postoperative complications was significantly higher in the control group than in the observation group (P < 0.05). (3) No significant differences in preoperative American Orthopaedic Foot and Ankle Society ankle-hindfoot score were found between the two groups (P > 0.05), but the score was significantly higher in the observation group than in the control group in final follow-up (P < 0.05). (4) These findings suggest that compared with the interlocking compression plate, headless compression screw treatment for ankle fusion can obtain better effect, small trauma, less postoperative complications, fixed firmly, more in line with the physiological and biomechanical requirements.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

中图分类号:

R318

桂忠山，徐晓峰，李桓毅. 无头加压螺钉和锁定加压钢板在踝关节融合固定中的对比[J]. 中国组织工程研究, 2016, 20(31): 4623-4629.

Gui Zhong-shan, Xu Xiao-feng, Li Huan-yi. Comparison of headless compression screw and interlocking compression plate fixation in ankle fusion[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2016, 20(31): 4623-4629.

图/表（结果） 4

参考文献

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引言

材料方法

1.1 设计 对比观察试验。
1.2 时间及地点 于2012年9月至2015年3月在解放军第359医院关节外科完成。
1.3 材料

1.3.1 无头加压螺钉购自上海振今医疗器械有限责任公司，采用符合ISO 5832-3标准规定的Ti6Al4V钛合金材料制成，部分产品经阳极氧化处理。具有较好的抗氧化性及腐蚀性，耐自身体液电解，并经测试无血液毒性，具有良好的组织相容性(图1)。

1.3.2 锁定加压钢板购自江苏艾迪尔医疗科技股份有限公司，采用符合GB4234标准规定的00Cr18Ni 14Mo3不锈钢或者符合GB/T13810标准规定的TA3纯钛材料制成，纯钛产品表面无着色装。材料无致畸、无致癌、无毒、无过敏反应、组织相容性好、耐腐蚀、强度接近于正常骨组织(图2)。

1.4 对象

1.4.1 纳入标准 ①终末期踝关节炎伴有严重的踝关节疼痛和功能障碍，经保守治疗无效者；②踝关节慢性不稳致关节软骨严重损伤，经其他方法治疗无效者；③距骨脱位、骨折致距骨缺血性坏死者；④患者知情同意。

1.4.2 排除标准 ①骨骺尚未闭合者；②踝关节感染和/或全身感染性病变；③经常上下坡活动，需要保留踝关节活动度者。

根据以上标准选取2012年9月至2015年3月解放军第359医院关节外科应用内固定行踝关节融合的患者共64例，男38例，女26例；年龄32-61岁，平均46.5岁。其中类风湿关节炎12例，骨关节炎16例，创伤性关节炎24例，踝关节慢性不稳7例，距骨缺血性坏死5例。病程6-24 个月，平均15个月。根据置入内固定方式将患者分为2组，观察组行无头加压螺钉内固定治疗，对照组行锁定加压钢板内固定治疗，每组32例。

1.5 方法

1.5.1 修复方法所有手术均由同一组医师操作完成，所有患者均采用前侧入路。椎管内麻醉或神经阻滞麻醉成功后，患者取仰卧位，常规消毒术区皮肤，铺无菌巾单，大腿根部束气囊止血带。垫高患侧臀部，身体向对侧倾斜约20°，使患肢处于旋转中立位。以胫距关节间隙为中心做前方纵行切口，切开皮肤、皮下组织，逐层暴露。沿拇长伸肌腱和趾长伸肌腱间进入，将胫前血管神经向内侧牵开加以保护，暴露踝关节。彻底清除骨赘、硬化坏死骨、纤维肉芽组织，对于畸形不明显的患者行原位踝关节融合，用骨凿或摆锯截除胫距关节两侧软骨面，修整骨端显露新鲜松质骨面，胫骨远端穹隆和距骨之间良好接触是融合成功的关键；对存在内外翻畸形的患者，需适当楔形截骨以矫正力线。将踝关节融合固定于背伸0°、外翻5°，外旋5°-10°的功能位。

无头加压螺钉组：从内外踝后方1.0 cm、上方3.5-4.5 cm向距骨方向打入2枚导针，导针通过胫距关节，至距骨头部近关节面0.5 cm，C臂透视下见导针位置好，沿导针方向置入2枚直径6.5 mm空心无头加压螺钉固定。对于骨质疏松的患者可以从足底跟骨经距骨向胫骨置入第3枚螺钉做临时加强固定，3个月后拆除(图3)。

锁定加压钢板组：选择合适长度的锁定加压钢板置于胫骨远端，修整距骨背侧骨质，使钢板贴敷良好，先远端拧入一至两枚钢板螺钉，维持胫距关节待融合位，使用钢板上独特设计的加压滑动孔对融合骨接触面进行加压，近端拧入一至两枚钢板螺钉，然后依次拧入剩余螺钉，钢板远近端各不少于3枚螺钉，注意远端钢板螺钉不能穿出距下、距舟关节面。冲洗切口后留置负压引流管，逐层缝合皮肤，术后予患肢石膏托外固定。

1.5.2 术后处理术后卧床休息，常规镇痛处理，静脉应用抗炎药物预防感染。术后6-8 h麻醉药物消退后即可活动足趾，做足部肌肉等长收缩，促进血液循环，预防下肢静脉血栓，24-48 h后引流量小于10 mL时拔除引流管，72 h后即可扶拐杖下床活动，保持患肢不负重，6-8周拆除外固定行患肢功能锻炼，12周即可扶拐部分负重，16周后即可完全负重行走。

1.6 主要观察指标 ①切口长度。②手术时间。③术后引流量。④术后并发症。⑤骨融合时间。⑥踝-后足功能功能评分。

治疗后3个月利用美国足踝外科医师协会(American Orthopaedic Foot and Ankle Society，AOFAS)踝-后足功能评分标准对患者的踝-后足功能进行评价^[2]，分值越高表明患者的功能恢复越好。

1.7 统计学分析 应用SPSS 19.0统计软件进行数据处理，术后手术并发症予以χ²检验，切口长度、手术时间、术后引流量、骨融合时间、踝-后足功能功能评分等数据以x(_)±s表示，应用独立样本t 检验行组间分析， P < 0.05为差异有显著性意义。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

讨论

终末期踝关节病变主要的临床表现为疼痛、关节活动受限，严重者无法下地负重行走，对患者的日常生活和工作造成影响，保守治疗往往效果不佳，常需要手术治疗。手术方法包括人工踝关节置换和踝关节融合。尽管踝关节置换可以缓解疼痛、保留和重获踝关节活动度，维系踝关节正常功能^[3-7]，但是由于其存在人工关节感染、假体松动及脱位、踝关节不稳以及骨折等并发症^[8-12]，手术失败率高达35%-76%^[13]。踝关节融合早在1879年被Albert^[14]首次报道以来，一直是治疗终末期踝关节炎及严重畸形的标准方法，可明显缓解疼痛，纠正畸形，改善行走功能，该方法操作简单、疗效确切，仍是目前应用最普遍的治疗方法。

踝关节融合的手术适应证主要包括：①严重类风湿或骨性关节炎。②踝关节骨折或脱位致创伤性关节炎。③距骨脱位、骨折致距骨缺血性坏死。④结核性或化脓性关节炎后期遗留严重关节疼痛。⑤神经病变或损伤而致肌肉瘫痪，引起关节严重不稳。⑥踝关节置换后假体松动、感染。⑦Charcot关节病。⑧马蹄足畸形。⑨不能通过截骨矫正的内或外翻畸形。手术禁忌证主要包括：①骨骺尚未闭合。②临近髋膝关节存在屈曲挛缩。严重踝关节类风湿性关节炎伴距舟、跟骰关节出现严重退变是单纯行踝关节融合的相对禁忌证。感染不是踝关节融合的绝对禁忌证，但是置入内固定属于禁忌证。此外，吸烟可能导致骨融合率下降，被视为踝关节融合的相对禁忌^[15]。

踝关节融合的基本原则和操作要点有以下几个方面：①融合骨面要充分接触，无间隙存在。②通过植骨填充间隙，通过器械对骨接触面进行加压，坚强固定减少了关节融合处的微动以达到骨性融合^[16]。手术入路包括外侧入路、前侧入路、内外侧联合入路和后侧入路等。融合固定方式包括螺钉内固定、钢板内固定、髓内钉固定及Ilizarov环形外固定支架固定等。随着手术技术的提高和固定材料的不断更新、研发，目前踝关节融合的修复方式多达几十种，其中较为常用术式约有10余种，尽管在选择修复入路、固定方法以及植骨融合方面存在不同，但彻底清除融合骨面的软骨、器械对骨接触面进行加压以及坚强的固定增加关节融合处的稳定性等的处理原则是一致的。Mann等^[17]提出踝关节融合的通用原则：①彻底去除关节软骨面，显露出松质骨面，并将其修平整，使融合骨面充分接触，以提高融合率。②使用内植物固定关节于融合位，减少骨接触面的微动。③矫正畸形，恢复下肢力线，重建跖行足。1951年Charnley将膝关节加压融合的理念应用于踝关节融合，目前尽管踝关节融合手术技巧不断的发展和更新，“加压融合理念”仍然是踝关节融合最基本的原则^[18]，就目前来看内固定是提供融合加压的首选方式。本研究均采用前侧入路，沿拇长伸肌腱和趾长伸肌腱间进入，可完整暴露整个踝关节冠状面，在对融合关节面的处理方面具有优势。同时，采用无头加压螺钉和锁定加压钢板内固定，对骨接触面进行加压固定，显著增加融合的坚固程度和减少了关节融合处的微动干扰，使融合更加牢靠。

迄今为止，置入内固定行踝关节融合的相关报道比较多见，螺钉内固定具有融合率高、并发症少等优势，更容易被患者所接受，已成为踝关节融合的标准术式。有多项生物力学研究证实，螺钉较其他固定方法能更有效地控制踝关节的背伸及跖屈，有助于骨接触面的早期融合。近来比较流行使用2枚或多枚加压螺钉行踝关节融合固定，其中空心加压螺钉应用最为广泛，其融合率高达90%-100%^[19]。Torudom^[20]对20例终末期踝关节病变的患者采用2枚加压螺钉内固定行踝关节融合术，术后随访发现融合率高达95%。Karl-Heinz等^[21]采用3枚螺钉固定，2枚螺钉从前方置入融合部位，其方向与胫骨长轴各成30°，第3枚螺钉从后方置入，这种固定方式可以提高矢状面的稳定性。Alonso等^[22]采用有限元分析采用3枚螺钉固定的初始稳定性，其结果显示表明3 枚螺钉固定的牢固性更好，第3枚螺钉的置入能够显著减少融合骨接触面处的微动，使融合固定更加坚强可靠。Zwipp等^[23]随访了94例采用4枚螺钉内固定行踝关节融合的病例资料，术后踝关节的愈合率达99%。有学者考虑到螺钉数目过多有可能减小胫距关节骨接触面积而造成骨融合率下降，Brodsky等^[24]通过研究证实，采用3枚直径7.3 mm的加压螺钉固定融合骨面，仍可保留足够的骨接触面积，螺钉并不会对融合骨面力学微环境造成明显的影响。使用加压螺钉内固定是踝关节融合的首选方法，该固定方式具有手术创伤小，固定稳定、可靠，发生松动的概率低，融合成功率高等优势。但不是所有患者都适合行加压螺钉固定，对于存在严重骨质疏松的患者而言，螺钉固定无法获得很好的加压效果。同时，由于距骨空间体积较小，加压螺钉置入数量有限，降低了固定强度。此外，螺钉从胫骨远端置入固定胫距关节，如果螺钉相距较近容易在钉尾帽处出现应力集中，当遭受强大外力时，可能导致胫骨远端发生骨折。文章采用2枚无头空心加压螺钉固定具有以下优势：①螺钉无头设计，可以置入骨面下，避免钉尾帽处出现应力集中。②螺钉尾端的螺距比头端大，在置入过程中可以对骨接触面起到加压固定作用。③空心设计，可以经皮置入，减小了手术创伤。④全螺纹设计，能够承载周期性负荷，更好的维持稳定。⑤螺钉头部自钻设计，操作简单。经随访发现内植物固定牢靠，胫、距截骨面加压效果好，术后融合率高，临床效果满意。避免术后长时间的固定导致骨质疏松脱钙、软组织粘连、挛缩、患肢负重时疼痛等情况发生。

踝关节融合采用动力直型加压钢板或海鸥型角度钢板固定，亦可获得满意的临床效果。但由于普通直型钢板分布在距骨上螺钉孔有限，置入固定距骨侧的螺钉数目较少，从而影响可其固定强度；而角度钢板虽然能达到很好的固定效果，但其操作创伤大，技术要求高，以至于限制了其临床应用。近年来，锁定钢板已在创伤骨折领域广泛应用，Ahmad等^[25]最早报道了采用倒置的肱骨近端锁定钢板行踝关节融合。施忠民等^[26]对18 例踝关节融合的患者采用倒置的肱骨近端锁定钢板固定，取得满意效果。作者采用独特设计的前路锁定加压钢板行踝关节融合固定，与以往的钢板固定相比，其操作更简便，手术创伤较小。前方锁定钢板设计独特，可以在距骨上置入足够数量的螺钉固定，增加钢板固定的稳定性，固定强度更佳^[27]。生物力学研究显示，前方锁定钢板内固定能够有效提高融合骨接触面固定的牢固性，有利于骨性愈合。Chodos等^[28]通过生物力学研究证实采用锁定钢板行踝关节融合的固定效果明显优于普通加压钢板。作者通过随访发现，采用锁定钢板固定的患者平均于术后12周达坚强的骨性融合，内固定稳定，未见松动、内固定断裂情况。术中通过修整距骨背侧骨质，使钢板贴敷良好，先远端拧入一至两枚钢板螺钉，维持胫距关节待融合位，使用钢板上独特设计的加压滑动孔对融合骨接触面进行加压，近端拧入一至两枚钢板螺钉，然后依次拧入剩余螺钉，钢板远近端各不少于3枚螺钉。作者认为采用锁定钢板技术行踝关节融合，能够矫正力线，固定患肢于功能位，并通过滑动加压孔对融合骨接触面加压，稳定性好，术后融合成功率高。但锁定钢板较螺钉固定存在手术创伤大，软组织剥离多，融合部位血运破坏等缺点。此外，有文献报道与螺钉加压固定相比较，其获得骨融合的平均时间略长，而作者发现其差异无显著性意义，但在手术创伤及并发症发生率方面，其明显高于螺钉加压固定。

综上所述，采用不同内植物行踝关节融合内固定其效果亦不同^[29]。较之锁定加压钢板内固定，应用无头加压螺钉行踝关节融合内固定可以获得更好的修复效果，更加符合生理和生物力学特点。

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