袁占奎
(中国农业大学动物医学院北京100193)
摘要：对骨折修复植入物的选择很大程度上依赖于骨折的类型和部位，在较小程度上依赖于外 科医生的偏好。应该在充分理解骨折和植入物生物力学特征的前提下选择植入物。骨科植入物广义上 被分为主要或次要植入物。骨折固定的主要植入物包括骨板、交锁髓内钉、髓内针和外部骨骼固定器。 次要或辅助植入物包括Kirschner针、环扎钢丝和骨块间螺钉。对植入物的合理使用可以明显增加接 骨术的成功率，减少并发症的修复。
关键词：骨折 植入物 手术
选择内固定治疗骨折的主要原因是为了牢固控制骨块，直到其愈合，同时允许动物移动患肢和支 撑体重。对骨块的固定可以采取不同的植入物。对骨折修复植入物的选择很大程度上依赖于骨折的类 型和部位，有时也与外科医生的偏好有关。此外，应该在充分理解骨折和植入物生物力学特征的前提 下选择植入物。骨科植入物广义上被分为主要或次要植入物。骨折固定的主要植入物包括骨板、交锁 髓内钉、髓内针和外部骨骼固定器。次要或辅助植入物包括Kirschner丝、环扎钢丝和骨块间螺钉。 对植入物的合理使用可以明显增加接骨术的成功率，减少并发症。
1 骨科钢丝
骨科钢丝与多数植入物类似，由316L不锈钢制成，但它有更好的韧性，因此可被塑形和打结。 钢丝的使用有四种类型：张力带、环扎、半环扎和骨块间。张力带钢丝被用来对抗骨块上肌肉或韧带 的拉力。通常与两根小直径骨针合用，对齐骨块并对抗旋转。
环扎钢丝的一种变体是半环扎。在不可能放置全环扎钢丝的骨干骨折，半环扎可能会增加一定的 稳定性。在近端和远端的骨块上钻孔，骨折复位前预置钢丝。当使用髓内针时，将骨针包裹在半环扎 中，这样骨块会与骨针更紧地结合在一起。骨块间钢丝可用于长骨骨折。
钢丝能采用几种不同的方式固定。在兽医手术中，最常采用的是缠绕以及单环和双环结。方结已 经被用于张力带钢丝，但对于环扎钢丝，这不是一个好的选择，因为完成结后，不可能保持环内的张 力。缠绕结大概是固定张力带钢丝和环扎钢丝最常用的方法。同时进行张力和固定。缠绕结必须造成 两根钢丝互相缠绕，这样才会使张力和结的固定最佳。拧的同时将钢丝均匀向上用力拉。通过采用一 端带小环的钢丝和拉紧工具制作单环环扎。钢丝直的一边围绕钢丝，穿过环。然后将其穿入钢丝拧紧 器中并拧紧曲柄。旋转曲柄，拉紧环扎，并且在保持曲柄上的张力时，将拧紧器弯过来。由于这些结 常处于覆盖的软组织非常少的部位，通常要把缠绕结剪断，保留3圈，并压平。
环扎的应用有几个原则，如果遵守的话，有助于确保环扎的成功。当用于斜骨折时，环扎钢丝最 有效。如果骨折的长度为骨骼直径的2．5到3倍时，通常易采用全环扎。至少使用两道钢丝，并且用的越多越好。
2 骨针
2．1 Kirshner丝
Kirshner丝是细的骨针，由316L不锈钢制成。它们能对抗弯曲力，但相对较弱，除非在体型很 小的动物，否则很少单独使用。
2． 2 Steinmann针
更大直径的骨针常被命名为Steinmann针或髓内针，也是由316L不锈钢制成。针尖最常被设计 为三棱形，也有钻石形和刺刀形。当在外部骨骼固定中被用作横贯固定针时，螺纹针的应用以及对螺 纹设计的考虑就很关键：当被用作髓内针时，螺纹端的存在不会有用。
3 交锁髓内钉
交锁髓内钉是一种髓内杆(钉)，被设计用来产生锁定力，使植入物／骨骼构造能对抗弯曲力、旋 转力和轴向负荷。主要适应证是治疗长骨的粉碎性骨干骨折，桡骨除外。可用于犬和猫的交锁髓内钉 多数用强冷处理316L不锈钢制成。在小型犬和猫也有钛制产品。骨钉是圆柱形或沙漏形植入物，尖 头或钝头。骨钉有各种长度和直径，有多个或3-4个孔；骨钉上的孔(钉孔)用来放置锁定装置。不 同型号间孔的距离各异。锁定装置包括螺钉、螺栓和螺钉锥形栓。螺栓通过靠近螺栓头的螺纹固定在 骨骼上：这个带螺纹区域的直径略大于螺栓主干的直径。在对侧并未采用螺母来固定螺栓。螺钉锥形 栓是自锁和自中心锥形，在骨钉和锁定装置间产生牢靠的相互作用。
与传统骨板相比，交锁髓内钉有特定的生物力学优点。
第一，骨钉被放置于骨骼的中央轴内，并 且交锁髓内钉的构造在负重时直接承受轴向负荷。相反，骨板相对于骨骼的中央轴偏心放置，因此在 轴向压缩时会暴露于弯曲力。与交锁髓内钉相比，这会使骨板在较低的负荷下就出现损坏。
第二，骨 钉大的截面惯性矩使该植入物与同样大小的骨板相比对抗弯曲力的能力更强。 第三，交锁髓内钉的锁 定力提供了在扭曲和压缩方面的稳定性。基于这些生物力学优点，当用于治疗严重粉碎性骨折时，采 用交锁髓内钉系统的植入物失败风险要小于传统的骨板。交锁髓内钉的许多生物学优点与其符合生物 接骨术的原则有关。
骨钉型号和长度的选择依赖于动物的体重、骨骼峡部的直径以及骨骼的长度。术前仔细进行x线 片评估，包括评估骨折线、裂隙和可获得的骨量。这在干骺和骺上骨折尤其重要，因为锁定装置常被 放置在这些区域。根据骨折外形选择合适的模型(钉孔数量和间距)。
交锁髓内钉的放置在股骨最容易，其次是胫骨和肱骨。可买到的骨钉的直径是限制其在尺骨骨折 中应用的因素。尽管交锁髓内钉构造有良好的力学稳定性，与多数骨折修复类似，术后应该限制动物 的活动，直到骨骼已经愈合。
4 螺钉和骨板
4．1螺钉
有各种类型的螺钉，基本的区别是螺纹。相对于要用于松质骨的螺钉，用于致密的皮质骨的螺钉 的螺距(螺纹间的轴向距离)较小，螺纹深度更浅。多数螺钉通过骨板，以拉力方式放置。螺钉将骨 板固定在骨骼上。当螺钉与非锁定骨板一起用时，骨板被“拉”到骨骼上。螺纹不会锁入骨板中，因此当螺钉被拧紧时，头将骨板紧紧压在骨骼上。
4． 2骨板
主要的骨板体系是动力压缩骨板。有限接触动力压缩骨板被设计用来解决动力压缩骨板相伴的两 个问题。骨板下方的实质部分被设计成扇形，这样应力不会集中在螺孔处。骨板下方的扇形减少了骨 板与骨骼的直接接触面积：因此，相对于动力压缩骨板，对血管化的影响要小。
有两种更长的骨板被设计成可以剪切为所需的长度。它们被命名为可剪切骨板。重建骨板由较软 的钢铁制成，并且在螺孔之间有V形槽。这使其可在3个方向塑形，但它们比同型号的动力压缩骨板 要脆弱。当需要这些骨板负重时，必须非常谨慎。T形骨板被设计用于中型到大型犬的部分腕关节融 合，并且有多种型号。髋臼骨折可采用弧形骨板。
当选择骨板的形状和型号时，必须考虑动物的体重、特定骨板的参数、所有骨块的大小、使用方 式以及预期的负荷。由于很少有骨骼比较平，多数骨板要根据所放置的面进行塑形。折弯器、钳子和 压力器被用于弯曲和扭转骨板。当在简单骨折以压缩模式采用动力压缩骨板时，在骨折上方轻度的凸 起确保了远离骨板侧皮质的良好接触。在选择骨板的位置时要考虑骨折的力学因素和骨骼如何负荷。 当骨骼有主要的弯曲方向时，最好将骨板放置于骨骼的张力负荷面。
有限接触动力压缩骨板体系有一些改良，骨板的下方为扇形，使骨板与骨骼直接接触的面积减小。 理论上讲，这减少了血管供应减少的骨皮质的量。这种改良的另一个优点是在塑形过程中，弯曲会沿 整个骨板分布，而不是只位于螺孔处。螺孔的轮廓中有个斜面，在两端螺钉头都可以向下滑动。因此， 如果合理放置螺钉，螺孔的任何一端都可能产生压缩。伴随着这种功能性的增强，不再需要动力压缩 骨板的中央实质部分，并且这在有限接触动力压缩骨板中也不存在。这种柔韧性使骨折的两端都可以 产生压缩，不论骨折位于骨板的何处。
4．3 锁定骨板和螺钉
锁定骨板和螺钉代表了在生物力学、设计和应用方面与传统骨板和螺钉的分离。在过去几十年的 广泛应用已经证明了传统骨板和螺钉有很好的适用性和可靠性。锁定植入物固定角度的方式不是依赖 于骨骼一骨板的接触产生构形强度。在使用过程中，这消除了对解剖性复位的需要，并减小了骨块的 移位，极大地促进了无创性植入。缺少骨骼一骨板接触限制了对骨膜的破坏，并保留了骨外血液供应。
传统螺钉一骨板构造的稳定性依赖于骨板和骨骼之间的摩擦力。传统骨板和螺钉对抗弯曲负荷的 能力与骨板的弯曲刚度和螺钉对轴向拔出的耐受性(螺纹嵌入的骨骼对剪切力的耐受性)有关。由于 相对于骨板，螺钉在轴向未被固定，弯曲力被转换为沿螺钉长轴的剪切应力。解剖性整复使骨板和骨 骼共同分担负荷，减小了骨板承受的弯曲负荷，尤其当骨板被放置于骨骼的张力侧时。通过增加骨骼 一螺钉的接触面能提高螺钉对拔出力的耐受性，例如，用松质螺钉代替皮质螺钉。
与传统骨板放置技术相反，更新的生物接骨术概念追求通过保持骨折的生物学环境来促进骨折的 愈合。不再试图达到解剖性整复。并且使对骨折部位的医源性创伤最小。可通过微创技术放置植入物。 骨折缝隙一般要比传统整复技术中能接受的更大。植入物跨过较大的骨块，避开紧靠骨折处的区域 ——这个概念被称为桥接接骨术。目的是获得相对的稳定性和二期骨愈合。在骨干和骨骺处可能更推 荐生物接骨术，这些部位不需要解剖性整复来获得良好的功能性结果，或者在有节段性骨丢失或高度 粉碎性骨折的病例，此时不可能获得解剖性整复。已经开发出了锁定骨板和螺钉，采用微创技术和桥 接接骨术。锁定骨板不需要进行精确的解剖塑形，并且离开骨面也可以发挥功能的能力保留了对骨折 的骨外血液供应，因此促进了愈合。
锁定骨板和螺钉使螺钉相对于骨板有固定的角度，造成一个单梁构造。锁定骨板和螺钉的生物力 学与外部骨骼固定器更类似，并且有时锁定骨板构造被称为内部固定器。与外部骨骼固定器的横向固 定针类似，锁定螺钉作为横向支持装置，对抗悬臂弯曲力。皮质骨对压缩负荷的耐受性要比剪切负荷强，并且压缩中锁定螺钉的松动需要大面积骨骼的失败，而不是单个螺钉在拔出时的失效。与单皮质 传统螺钉相比，骨板一螺钉接合部的直角稳定性提高了单皮质锁定螺钉对结构强度的贡献。在骨质量 较差的病例，螺钉被拔出的可能性更大，而锁定骨板的稳定性对螺钉拔出强度依赖性的降低尤其有优 势。单杆构造中弯曲力更平均地分配在所有的支撑装置(螺钉)，避免了应力集中于单个的螺钉一骨板 接合部。由于在锁定骨板中很少担心螺钉被拔出，锁定骨板构造的稳定性越来越多地依靠骨板本身的 材料属性。
在动物已经有成功使用桥接骨板的报道，通过开放性或微创技术使用传统和锁定植入物。在最近 一项关于在胫骨骨折中使用微创骨板接骨术的前瞻性研究中，许多病例被采取锁定骨板固定。该研究 报道，遵循同人医病例一样的原则使用锁定构造，无植入物失败的情况。在年龄较大或体型较大的动 物，以及简单短骨折的病例，采用了更牢固的构造。由于愈合时间延长，在年龄较大或体型较大的动 物可能需要更强的固定或更长时间的固定。
锁定骨板一针构造有与传统板一杆固定类似的生物力学特性。通过短的简单骨折的开放性通路，能 进行直接骨复位，采用锁定骨板作为分担负荷的中和骨板可适用于减小植入物的失败。锁定骨板构造 中的一个脆弱点是螺钉一骨板接合部。由于力从结实的骨板传递到相对较弱的螺钉，出现明显的应力 增大。比起单独的骨板或螺钉，这个接合部出现疲劳的几率大。
在人医和兽医文献中，有许多体外生物力学研究已经比较了锁定骨板与传统骨板的性能。很多研 究已经发现，相对于传统骨板，锁定构造在负荷更高时才失败。最明显的区别见于矿物密度最低的骨 骼样本。然而，并非所有的研究都发现锁定骨板的力学特性更优，而且，根据生物力学监测的临床应 用推荐正在发展中。锁定骨板在人使用的适应证包括较差质量骨骼的骨折、粉碎性干骺或骨干骨折、 假体周围骨折和复杂的关节周围骨折。
4．4 骨板放置
使用骨板不仅需要了解植入物本身，也要考虑骨板的使用方式。典型情况下，骨板被用于骨骼的 张力面。传统上骨板有3种不同的功能性应用；然而，已经报道有两种当代的技术。应用的传统方法 包括动力压缩、中和、支撑和桥接骨板。动力压缩仅用于简单横骨折或短斜骨折的解剖性整复。通过 在特殊设计的动力压缩骨板孔内采用离心放置的螺钉来使这些骨折出现轴向压缩。在这类病例，生理 性负荷主要传过骨干，继而将骨板从有害的环形弯曲应力解放出来。此外，在长斜、螺旋或蝶形骨折 的病例，可通过采用次级植入物来获得骨块间的修复和骨干重建，例如拉力螺钉或环扎钢丝。尽管这 些植入物能提供有效的骨块间压力，它们并不能对抗骨折的力：因此必须通过以中和方式使用骨板来 对抗股骨干上的生理性负荷，保护这些次级植入物。由于不动摇骨块间的修复就不能产生骨干的轴向 压力，骨板被用于中和骨折的力。结果，与以压缩方式使用的骨板相反，生理性负荷大部分被骨板承 担，小部分被重建的骨干承担。
与支撑骨板更机械的途径相反，桥接骨板强调了生物接骨术的原则，并依赖于柔韧性固定，以促 进二期骨愈合。这种当代技术在很多方面与支撑骨板存在很大的区别，包括骨板的解剖定位、构造的 相对顺应性、对近骨折处骨板螺钉的有限依赖性、骨块间植入物的去除以及尽可能限制骨移植。除此 以外，桥接骨板典型地采用“开放但不接触”或微创接骨术途径通过间接复位技术恢复解剖性对齐。 通过采用更少骨螺钉和更长骨板固定骨末端(千骺或甚至骨骺)以提高构造的顺应性。因此，桥接骨 板作为髓外支架，跨过整个骨折部位，保持不接触。从力学观点来看，使用桥接骨板产生了一种半牢 固构造，允许骨折处微动，这可能会促进骨痂的早形成和二期骨愈合。
骨板放置的第二种形式是弹性骨板接骨术，仅被用于骨骼未成熟的动物。由于未成熟骨板脆弱的 力学属性，在采用较牢固的植入物时，骨板螺钉接合部失效以及继而出现的螺钉拔出是常见的并发症。 为了减少这些并发症的发生率，根据未成熟骨骼的自然行为和力学属性设计了弹性骨板接骨术。尽可能采用少量分散的螺钉将骨板固定在骨骼上——典型情况下是近端和远端各两个(4个皮质螺钉)。 通过限制骨板一骨骼的接触，弹性骨板接骨术也起到了保留骨膜的作用，而骨膜是未成熟骨骼血液供 应重要的组成部分。
4．5 板．杆
在一些复杂骨折，许多骨板应用的原则被破坏，通过同时使用骨板和髓内针来提高修复的强度。 骨板与主要的近端和远端骨块相连。在骨板中央部分空着的螺孔使其易因弯曲而失败。放置髓内针(杆) 明显增加了修复的弯曲强度。 、
髓内杆和桥接骨板的复合使用减小了骨板的应变，提高了结构的整体刚度。通过这种方式，骨板 的疲劳寿命增加了，而弹性变形的风险减小了。推荐在使用骨板复合方式时髓内杆应填充髓腔的 35％-40％。另一个选择是，用刚度更大更粗的杆作为主要植入物，同时使用骨板对抗旋转力。当采用 这种方式时，髓腔内骨针的占位效果可能需要在采用双皮质螺钉时成角度，并有可能妨碍双皮质螺钉 的放置。只要数量合理，也能接受单皮质螺钉。
板一杆技术通常的应用要采取生物接骨术原则。由于粉碎区域的整复不会对修复的强度有明显改 善，不接触骨块，这会使愈合的生物学过程最佳。先顺向或逆向放置髓内针。一旦主要骨块被对齐， 选择合理型号和长度的骨板。因为有髓内针，许多螺钉可能只能进入近端皮质。
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