手术技巧｜外踝骨折钢板螺钉固定顺序预防复位丢失

一、引言

踝关节骨折是手术治疗的最常见的损伤之一，老年人的发病率越来越高。在获得解剖复位后，AO推荐的常见固定结构是垂直于骨折处放置皮质拉力螺钉，以提供骨折段间压缩和初始稳定。然后应用管状接骨板和螺钉结构，以中和旋转力。接骨板放置后偶尔会发生骨折复位轻微丢失，通常归因于骨质不良或初始拉力螺钉固定不佳。虽然初始复位的丢失可能是多因素的，但在应用中和板时螺钉顺序常常被忽略。先前的生物力学研究描述了接骨板工作距离如何影响其在骨折部位的刚度，从而支持AO原则，即最小化最靠近骨折部位的两个螺钉之间的距离。然而，这些研究描述了结构完成后的生物力学，但没有描述接骨板结构植入过程中螺钉顺序如何影响稳定性。据我们所知，目前的文献中没有研究螺钉顺序及其对最终骨折对线的潜在影响的工作。这项工作的目的是说明在应用中和钢板以防止初始骨折复位丢失时，螺钉放置顺序的生物力学重要性。

二、技术说明

1. 生物力学原理

螺钉顺序的重要性与适当的接骨板轮廓直接相关，即钢板轮廓与腓骨皮质表面的匹配程度。当轮廓完美时，接骨板和腓骨皮质轮廓之间存在接近均匀的接触，螺钉拧入产生的弯曲力可忽略不计。然而，当接骨板轮廓和腓骨皮质表面之间存在不匹配时，螺钉应用时会产生扭矩和弯曲力，因此螺钉顺序是一个重要的考虑因素。当医生根本不对中和板进行预成形，而是要求每个螺钉依次将接骨板向下拉到骨表面而不破坏骨折复位时，这一点尤其重要。根据多种因素，扭矩耗散可以形成钢板的轮廓或使骨折移位。精确的接骨板塑形在技术上具有挑战性，并且可能是腓骨固定的一个被忽视的方面。需要适当的内侧/外侧以及轴向弯曲，以最大限度地增大接触植入物/骨界面。腓骨形态存在显著变化，这可能使得甚至预制的解剖轮廓腓骨板不适合。在数学上，最终目标是最小化在冠状面、矢状面和轴向平面中施加在骨折上的扭矩，以最小化位移。通过螺钉应用塑形不佳的接骨板所需的力必须被骨中的相等或更大的力抵消，以防止骨折移位。在冠状面、矢状面和轴向面，当两个螺钉之间的距离（L）最大时，每次螺钉拧入时施加在骨折上的扭矩最小。请参阅附录中的完整数学证明。因此，螺钉放置的顺序应该是首先放置接骨板上最远的孔，以最大化L并最小化骨折端扭转力。随后的螺钉应交替向骨折的近端和远端，向内推进。重要的是要将前两个螺钉之间的距离最大化以减少骨折部位扭矩的概念与AO骨折治疗中接骨板工作距离最小化的概念分开。最靠近骨折两侧的两个螺钉之间的接骨板工作距离最小化的概念旨在最大限度地减少骨折部位的运动，并且仅适用于最终固定完成后。相反，螺钉应用的顺序旨在最大限度地减少最终结构创建期间的骨折移位。

2. 技术介绍

在腓骨中和钢板上应用螺钉通常是在获得初始复位后的“钻孔-拧钉”思维。然而，如果接骨板与腓骨表面的轮廓不匹配，可能会无意中导致复位丢失。虽然看似直观的解决方案是在应用之前完美地对板进行塑形，但由于需要在多个平面中弯曲，这可能具有挑战性。此外，虽然术中接骨板可能与皮质骨良好固定，但难以观察所有接触点。因此，鉴于上述生物力学原理，建议从最远端螺孔开始，在骨折部位近端和远端交替放置螺钉，并向内推进，以最大限度地减少骨折部位扭矩。然而，体内存在的实际考虑因素可能会改变螺钉顺序，偏离理论上最佳的生物力学顺序。例如，外科医生通常限制初始切口暴露，因此使得最近端和远端螺钉对于初始固定更具挑战性。此外，在钢板中心孔中的初始螺钉放置可以允许更容易地将接骨板固定在腓骨皮质上，并评估相对于腓骨长轴的适当旋转/平移放置。考虑到这些生物力学原则，推荐特定的螺钉顺序，以最大限度地减少骨折扭矩和复位丢失。首选技术如下：

骨折复位后放置骨折块间拉力螺钉，预先塑形钢板并将其贴附于腓骨表面进行影像学评估[图1]。

图1. 腓骨接骨板的螺钉顺序。复位骨折并放置拉力螺钉。用克氏针将接骨板临时放置在腓骨上。

首先，利用其中一个更近端的螺孔将螺钉放置在骨折部位近端。这允许接骨板的临时定位，同时仍允许在需要时进行轻微的远端旋转矫正[图2]。考虑到接骨板的延展性和随后改变接骨板轮廓的可能性，我们建议轻轻固定初始螺钉。

图2. 腓骨接骨板的螺钉顺序。在骨折近端放置第一枚螺钉。

接下来，使用皮质骨或松质骨螺钉向骨折远端放置螺钉[图3]。虽然可以使用最远端螺孔，但我们倾向于使用第二个最远端螺孔，以更好地将接骨板固定在皮质骨上。最远侧孔经常覆盖腓骨轮廓的远侧曲线，并且经常稍微离开骨皮质。我们再次建议轻轻固定第二枚螺钉，并确认骨折复位没有丢失。

图3. 腓骨接骨板的螺钉顺序。第二枚螺钉放置在第二个最远端螺孔内。

然后以标准方式放置剩余的螺钉，最后放置最近端螺钉。在拧入所有螺孔之前，应考虑是否需要进行下胫腓联合稳定[图4]。然后以标准方式拧紧最初放置的第一和第二枚螺钉。

图4. 腓骨接骨板的螺钉顺序。向骨折处放置剩余的螺钉。最远端和最近端螺钉最后放置。

三、讨论

虽然外踝斜形骨折初始复位丢失可能是多因素的，但螺钉顺序不当是一个公认的原因。这项工作考虑了生物力学原则，在实际手术中建议一个特定的螺钉顺序，以尽量减少骨折扭矩和减少复位丢失的减少。这项工作有一些局限性需要考虑。首先，虽然提供了一种基于简化工程原理的螺钉顺序的实用方法，但其他变量可能会影响体内复位的维持，例如骨质差和存在皮质缺损。此外，特定的临床情况，如使用推钉技术（用于腓骨短缩），需要不同的螺钉顺序放置。其次，植入物材料属性，如金属类型（不锈钢、钛合金）、板厚度和设计影响弯曲刚度。接骨板的特征包括厚度、边缘轮廓、曲率半径和螺钉间距在制造商之间差异很大，所有这些都会影响植入物的机械性能。因此，特定植入物可能受到螺钉顺序的不同影响。例如，与较薄的可延展钛合金接骨板相比，不锈钢接骨板在螺钉顺序欠佳的情况下更可能导致骨折移位。第三，虽然我们提供了螺钉顺序的生物力学原理，以最大限度地减少骨折移位，但需要进一步的研究来证明这一概念的临床适用性。考虑到“完美”接骨板塑形在临床上可能不可行，在接骨板应用过程中尽量减少骨折处的扭矩对于防止复位丢失非常重要，上述螺钉顺序可作为技术指南。

四、附录数学证明

在冠状面，塑形不完美的接骨板可以简化为悬臂梁模型。第一个螺钉在一端固定接骨板，当拧入第二个螺钉时，第二个螺钉沿着螺钉间距离（L）施加力（F），产生设定的偏转量（d）。在悬臂梁模型中，其中K是悬臂梁刚度。其中E是材料的弹性模量（固定常数），I是梁的惯性矩。板中的惯性矩由板的宽度（w）和厚度（t）定义，随着螺钉移动得更远，L和L’两者成比例地增加。然而，因为骨折部位处的扭矩与L的三次方成反比，并且与L’仅与第一次方成正比，螺钉间距离L越大，在骨折部位处施加的扭矩越小。所以通过增加螺钉间距离L，可降低骨折部位的扭矩。因此，如果骨不能承受如此高的扭矩，则会有骨折部位移位的风险。

图5. 冠状面扭矩，由悬臂梁模型建模。F=螺钉插入施加的力。F'=防止骨向接骨板移动的反作用力。L=第一和第二螺钉之间的距离。L’=第二个螺钉与骨折部位的距离。d=偏转距离。E=板材的弹性模量。w=板的宽度。t=板的厚度。

图6. 矢状面扭矩。K=由固有螺钉特性（螺钉几何形状、螺纹摩擦）确定的常数。D=螺钉直径。F=螺钉插入力。

图7. 螺钉顺序不当导致骨折移位的示意图。A.骨折近端的所有螺钉均被拧入。接骨板塑形不完美。B.当拧入第一枚骨折端远端的螺钉时，由于接骨板太硬，骨折端朝向接骨板移位。C.拧入最终远端螺钉，骨折移位。

END

本文仅代表作者个人观点，不代表骨今中外官方立场。希望大家理性判断，有针对性地应用。