理论上讲，内植物有一个形变的弹性范围可能有利于骨的再生，但是对于骨的直接和间接愈合方式，该范围是不同的。如使用髓内钉、钢板螺钉或外固定器，术前计划时必须考虑内固定或外固定将承受的力和内植物的疲劳寿命，这一点对决定术后康复计划也是必需的。所以，今天我们来了解一下内植物设计中的螺钉固定相关知识。
机械螺钉
机械螺钉全长均有螺纹，可以自攻螺纹或需要在旋入前先攻出螺纹。
大多数是自攻螺钉，尖端有一锐槽，当螺钉钻入时锐槽可切岀螺纹。
机械螺钉主要用于将髋部加压螺钉装置固定在股骨干上。
机械螺钉钻孔大小至关重要；如果孔太大，将导致螺纹不能抓紧；如果孔太小，则不能钻入螺钉或钻入时造成骨的劈裂。所选择的钻头应略小于减去螺纹后的螺钉钉杆直径。
对于自攻螺钉，用于在皮质骨上钻孔的钻头应较在松质骨上的大0.3mm，术前应检查螺钉和钻头的大小是否正确。
内固定螺钉
根据瑞士的ASIF/AO学组发展的接骨技术和原则设计的螺钉已被广泛应用。
它的螺纹比机械螺钉更水平，并几乎全部都是自攻螺钉。对于非自攻螺钉而言，拧入螺钉前钻孔必须用丝锥攻出螺纹。
ASIF螺钉有为皮质骨、松质骨和踝部设计的螺钉。用于固定小骨折块和小骨的微型螺钉(mini-screw)及标准的松质骨和皮质骨螺钉有各种长度和直径。标准松质骨和皮质骨螺钉头有专用螺丝刀的六角形凹槽，而较小螺钉则为Phillip型钉头。
▲ 骨折固定用的松质骨和皮质骨螺钉
皮质骨螺钉
皮质骨ASIF/AO螺钉全长都有螺纹，有下列直径:4.5mm、3.5mm、2.7mm、2mm和1.5mm。
皮质骨螺钉可用作位置螺钉，也可用作拉力螺钉。
在用作拉力螺钉时，将近侧皮质扩孔，即可在骨折块间产生加压作用。
松质骨螺钉
这种螺钉有较大的螺纹，可以更牢固地抓住较软的骨松质，因此它更常用于干骺端。
松质骨螺钉有6.5mm和4mm两种直径、螺纹长度有16mm和32mm两种。空心松质骨螺钉有6.5mm、7.0mm、7.3mm直径，螺纹长度有16mm和32mm两种。无论螺钉有多长，只有这两种螺纹长度。
踝螺钉为一种4.5mm螺钉，也包括在此组螺钉内，但它是唯一具有自攻环钻钉尖(self-tapping trephine tip)的螺钉。
选择正确的直径钻头和钻孔攻丝是确保螺钉固定牢固的关键。
这类螺钉通常要用塑料和金属垫圈，以便重新连接撕裂韧带或通过为螺钉提供较大的压迫骨皮质的接触面来给骨折块加压。
自攻自钻螺钉
自攻螺钉与皮质骨螺钉的大小相同，这些螺钉的尖端设计成一小的凹槽，利于骨屑的清除。
受设计结构的影响，自攻螺钉抗拔出的力量较弱，最好用作外固定针。
锁定螺钉
锁定螺钉是钉帽带有螺纹的自攻螺钉。
这些螺钉需要精确的预钻孔，从而与钢板锁定达到紧密的固定，置入时需要特殊的改锥。
螺钉固定技术
对于横行或短斜行骨折、螺钉必须与钢板或其他类型的内固定联合使用。
使用骨折块间加压技术比螺钉位置固定作用更受医师们的青睐，如果螺钉的全长都有螺纹，则只起固定作用，除非在近侧皮质扩孔，必须螺纹只抓住远侧皮质；然后当旋紧螺钉时就形成了经过骨折线的压力。
如螺钉仅有部分螺纹，靠近钉头的部分没有螺纹，则不用近侧皮质扩孔就可获得经骨折线的加压，但咬合的螺纹部不应跨在骨折线上，否则不可能在骨折块间加压。
▲ 拉力螺钉的置入：为了能够加压，螺纹必须只抓持远端骨折片，以牵拉远端骨折片靠近近端，经骨折处形成加压。
如欲经骨折线在骨折块间进行加压，AO学组建议采用下面的方法：
首先复位骨折，然后用持骨钳保持复位状态或用克氏针做临时性固定。
设计好螺钉位置使其在骨折段的中部进入，与骨折边缘距离相等并与骨折断面垂直。如果螺钉进入的方向与骨折断面不垂直，螺钉的扭力在骨折线上加压时将形成剪力，使已复位的骨折发生移位。
▲ 拉力螺钉操作原则
A：确定最佳的位置及倾斜度，用钳子暂时夹紧骨折处临时固定；
B：在该位置及定位(倾斜度)用拉力螺钉替代钳子；
C：拉力螺钉，最好与骨折断面成直角。二等分角( bisecting angle)适用于骨折线倾斜角小于40°的骨折。如倾斜角是60°，由于拉力螺钉倾斜度不够，骨折将移位。
接着用4.5mm钻头在近侧皮质上钻孔。
插入3.2mm钻头用的导向器，用3.2mm钻头在远侧皮质钻孔。
4.5mm的钻孔埋头，使其与螺钉头有最大限度的接触，使皮质上的负荷更加分散。
用测深器测出螺钉长度，插入4.5mm丝锥，在远侧皮质的孔中攻出螺纹，这样螺钉螺纹可以拉住远侧皮质。
放入适当长度的螺钉，当螺钉拧紧时观察由于拉力效应所形成的骨折块间的加压情况。螺钉完全拧紧以前不要去除临时固定或夹持的钳子。
单独用骨折块螺钉固定非常适于修复撕脱骨折，这种骨折是由剪力所造成的骨骺及干骺端关节内骨折。
▲ 用拉力螺钉固定关节内干骺端及骨骺骨折
A：松质骨螺钉(6.4mm)用于踝部后唇骨折；
B：用两枚适合于小骨折块的4mm部分螺纹松质骨螺钉固定内踝骨折；
C：用两枚适合于小骨折块的4mm部分螺纹松质骨螺钉固定A型内踝骨折；
D：两枚适合于小骨折块的4mm部分螺纹松质骨螺钉用于肱骨远端骨骺的拉力螺钉固定和肱骨髁与干骺端的固定。
ASIF松质骨螺钉应该用在用4.5mmASIF皮质骨螺钉做螺钉钢板固定时。如果螺钉仅用来起固定钢板的作用，选择3.2mm钻头钻透两侧皮质。用测深器测深确定螺钉长度，然后用4.5mm丝锥沿钻孔攻出螺纹，最后置入长度合适的4.5mm皮质骨螺钉。松质骨螺钉的置入类似于皮质骨螺钉，只是近侧皮质不扩孔；松质骨螺钉靠近螺钉头的部分没有螺纹，不能把持近侧皮质。
手术技术
如果将要用螺钉固定的松质骨骨质较软，此时旋人螺钉时要在螺钉头下放置一个垫片，以增加接触面积，防止在螺钉旋紧时螺钉头拉穿皮质。
如果干骺端骨质坚硬，就要像皮质骨螺钉那样为松质骨螺钉攻出螺纹，且仅在近侧皮质攻螺纹。
4mm松质骨螺钉用2.5mm钻头和3.5mm丝锥，而6.5mmm松质骨螺钉则要用3.2mm钻头和6.5mm丝锥。
如果骨质松软，可不必攻丝。
如果欲进行骨折块间加压，必须选择合适螺纹长度的螺钉。所选螺钉的螺纹长度应使其螺纹部都在远端骨折块内，而在近端骨折块内没有螺纹，这样才能达到加压。
有数家制造商可以提供，对于固定小骨折块，其理想的临时固定位置要与确定性固定的位置相同。
▲ 来自不同厂家的空心螺钉
其与普通的拉力螺钉技术的最大区别在于要用空心钻沿导针钻孔。
关于旋入螺钉的方向、临时性固定及所有螺纹仅把持对侧骨折块或皮质骨等，仍必须遵循骨折块间拉力螺钉固定原则。
▲ 小型空心松质骨螺钉的固定
A：骨折复位后，通过套管用小气动钻钻入1枚1.25mm带螺纹的导针，导针应经过骨折线并穿透远端皮质，通过三维投照的X线图像确定导针位置，移去套管，与第1针平行钻入第2针；
B：用直接测量器在针上量得导针的钻人深度，实际钻入深度需较测量器测得的读数短5mm以防止穿透远端皮质；
C：将空心钻头套在导针上，直至连接器刚好接触导针，将钻放入测量装置内，旋松旋钮螺帽，旋转导针直至钻头长度与钻进的深度相等，再旋紧螺帽，将钻孔装置套在导针上，继续钻孔，直到连接器末端与导针接触；
D：将小空心埋头钻套进导针，为螺钉头制作埋头凹槽(如需要可放一个垫片)；
E：近端皮质骨用攻丝攻出螺纹；
F：将与导针钻入长度相等的小型空心骨螺钉套在导针上旋入，拔除导针，同法旋入其余螺钉。
用于固定各种类型的股骨颈骨折。
▲ 固定型和滑动型髋螺钉和钉的举例（滑动装置允许骨折部塌陷）
早期髋螺钉的设计，如Jewett钉，是由固定在股骨头内并与固定在股骨上的侧板连接在一起的钉或螺钉构成。更现代的设计是在侧板上有一套筒，允许钉或螺钉在其内滑动，以适应骨折愈合过程中不可避免的塌陷。
加压髋螺钉遵循张力带原则，即螺钉位于张力侧承受张力，在骨折部位的骨承受压力。
侧板和螺钉或钉之间的角度决定了这些装置承受的弯曲力矩，以及疲劳强度。生物力学研究显示，角度较大而力臂较短产生的力矩小于角度较小而力臂较长产生的力矩。
▲ 钉板角对弯曲力矩的影响
角度增大，距离（d）缩短，因而力矩减小；相反，角度减少，距离增加，因而力矩增加。
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