日常生活中,人们不可避免的会遭遇交通事故、工伤等各种意外事故,骨折等损伤发生的几率也越来越高。当较为复杂的骨折发生,单纯依靠在我修复无法完成时,为了减少骨折所致的伤残率,最大限度的恢复人体功能,切开或闭合复位成为治疗骨折的重要方法。
相声演员张云雷因为那次事故后张云雷的身体也有一定程度的受损,身上钉了上百只的钉子。在前一段时间正在比赛的他因为要取出钉子,不得不要中途宣布退出比赛。
我们手术中采用的内固定物也有着举足轻重的作用。这些内固定物按材料性质可分为金属内固定物和生物可吸收材料。今天就为大家详细科普一下~
金属固定材料在手术内、外固定物中应用极为广泛,其作用举足轻重。金属内固定材料主要分为以下几种。
1、医用不锈钢
不锈钢具有良好的耐腐蚀性能和综合力学性能,是最早的应用与生物医学的置入材料。其应用范围极其广泛,目前,医用不锈钢在骨科中主要用于人工关节的骨柄、骨折固定用的骨钉、骨板的制作,牙科中被用来制造义齿种植体、铸造支架、矫形丝等,还可以用来制造心血管支架,医疗器材和手术器械等[1]。医用不锈钢按其组织结构可分为4类:马氏体不锈钢;铁素体不锈钢;沉淀硬化型不锈钢;奥氏体不锈钢。口前在临床上常用的医用不锈钢材料为奥氏体不锈钢316 L, 317 L等,其已经成为国际公认的外科置入体首选材料[2]。
2 、钛合金
钛合金因其强度高、耐腐蚀、生物相容性好,如今在临床骨科上常用作人工关节、接骨板、髓内钉等金属置入物的原料。纯钛由于强度不高、塑性不好、耐磨性差、量较高等原因,不能满足生物医学领域发展的需要,因此需要添加其他成分合成合金,以改善材料的综合性能[3] 。
3、钴基合金
估计合金的优点在于其有着良好的抗腐蚀性能、耐磨性能、抗热疲劳性能,其导热率较高、膨胀系数低、生物相容性好,弹性模量不随强度变化而变化,因此作为已用金属材料常用于制造体内负重的植入体,如人工关节、人工骨及内外固定物的制作。钴基合金在人工关节方面的应用长达半个多世纪,其耐磨性是所有医用金属材料中最高的,但是其在体内由于磨损,金属微粒进入体内,会引起组织的炎症反应,造成术后假体松动率升高[4]
4、形状记忆合金
记忆合金是一种在设定温度下具有形状记忆功能同时又具有超弹性功能的新型功能材料。目前在生物医学领域运用最多的是镍钛记忆合金。它从上世纪80年代应用于临床,与其他合金相比有着抗腐蚀能力强、抗摩擦性能好,具有形状记忆性和超弹性性能。镍钛记忆合金用于治疗髌骨、踝骨、尺骨鹰嘴和肱骨小头等关节不稳的骨折。虽然有着许多的优点,但其在一些环境中会发生腐蚀现象,导致金属离子进入体内引发毒性反应。
5.金属钽铌
金属钽和铌在元素周期表中位于VB族,因其熔点高、强度大、耐磨损、耐腐蚀的性质得到了广泛的关注,在股骨头缺血性坏死、脊柱融合和人工关节等领域得到了广泛的应用。
总结:
到目前为止,金属内固定板仍是使用最广泛的内固定板材料,其强度高、易于保存、工艺成熟、成本较低,并可方便地改变形状以适应骨的外形轮廊。但刚性金属内固定板存在机械相容性和组织相容性缺陷,而且需要二次手术取出。
随着科学技术的不断发展,人们对骨折内固定板的质量也提出了更高的要求,为达到具有高的强度、无骨质疏松的愈合骨,避免二次手术的目的。
传统不锈钢内固定材料虽然在临床上得到了广泛的应用,但其材质毕竟为外援物质,,生物相容性并不理想,长期植入会有腐蚀、过敏、术后再次骨折骨质疏松等缺点,而且还需要经过二次手术取出,给患者造成的损伤较大。从1965年开始,人们尝试用可吸收高分子材料代替传统的金属材料作骨折内固定装置[5]。
1. 同种异体材料
同种异体材料包括骨块、骨条、骨螺钉、骨笼等,经过处理后降低或消除抗原后进行机械加工成型,最后灭菌处理后应用于临床。同种异体骨螺钉临床首先应用于五官科手术中。现在也用于松质骨骨折内固定中。其优点在于力学强度不会降低,降解时间远远长于松质骨愈合时间,降解后可被宿主骨细胞完全替代[6]。但来源有限、价格昂贵并且存在排异的可能,因此在临床上难以得到广泛应用。
2. 聚乳酸材料
聚乳酸材料是一种具有良好生物相容性和生物降解特性的聚合物,其降解的最终产物为CO2和H20,不会对生物体产生不良影响。在过去的几十年中,聚乳酸材料被用作缝线、固定片、固定板、固定钉等,在动物身上进行试验取得了良好的效果。聚乳酸材料的可降解特能够避免患者进行二次手术,取出内固定物,但这一优势同时也带来了一定的问题,当其降解速率大于组织愈合的时间时,,如今聚乳酸材料所制成的内固定板已经应用在人体踝骨、髌骨、胫骨、肱骨、桡骨、鹰嘴骨和股骨头等骨折的内固定[7],[8].
3. 碳纤维增强部分可吸收聚合物复合材料
碳纤维增强可吸收聚合物复合材料又称为部分吸收的复合材料,它是在碳纤维增强非可吸收聚合物复合材料的基础上发展起来的。由于碳纤维有着良好的生物相容性,因此同完全可吸收复合材料一样也无需二次手术取出固定物。碳纤维增强聚合物复合材料的界面是最薄弱的环节,界面是影响复合材料断裂韧性和复合材料对生理环境相应特性的主要因素,也是决定复合材料对生理环境中机械性能耐久性的最主要因素。因此可对复合材料的表明进行涂覆来降低材料降解的速率和下降趋势[可吸收内固定材料应用现状]。整体来讲,碳纤维增强聚合物复合材料的强度更高,弹性模量更大,疲劳性能良好,可用作骨折内固定板或钉,还可用做一般非承重骨。但对于其组织反应以及是否可降解,学界仍存在争议。
4. 生物降解陶瓷
生物降解陶瓷是一种具有生物活性的“玻璃”,它的主要成分与骨骼类似,含有羟基磷灰、陶瓷,磷酸三钙陶瓷等几种材料。生物降解陶瓷主要用作填充、测量、诊断治疗等。生物降解陶瓷与陶瓷类似,具有强度高、热性能好,耐酸耐碱的优势。另外由于与和骨骼的成分相似,它还具有良好的生物相容性、亲和性,没有排异反应稳定性高等优势。生物降解陶瓷常被用作人造骨、人造关节、人造牙等。另外,由于生物陶瓷与自身骨质的硬度相似,因此还被用作骨水泥。
无论是金属材料还是生物可吸收材料都有其无可替代的优点,临床上,医生会根据患者的损伤情况选择最适合的材料进行手术,最大限度的恢复患者的肢体功能,减少致残率,提高生活质量。
参考文献
[1]郑小平, 毕若杰, 王志强. 骨折金属内固定材料的研究进展[J]. 中国矫形外科杂志, v.20No.292(02):149-151.
[2]张辉, 战德松, 孙晓菊, et al. 医用不锈钢材料的腐蚀、磨损及其生物相容性[J]. 中国组织工程研究与临床康复(34):119-122.
[3]Iijima D , Yoneyama T , Doi H , et al. Wear properties of Ti and Ti-6Al-7Nb castings for dental prostheses[J]. Biomaterials, 2003, 24(8):1519-1524.
[4]Granchi D , Cenni E , Tigani D , et al. Sensitivity to implant materials in patients with total knee arthroplasties[J]. Biomaterials, 2008, 29(10):1494-1500.
[5]R. K. Kulkarni, E. G. Moore, A. F. Hegyeli,等. Biodegradable poly(lactic acid) polymers[J]. 5(3):169-181.
[6]王锐英. 可吸收内固定材料应用现状[J]. 华夏医学, 2009, 22(1):182-184.
[7]ROKKANEN, P. BIODEGRADABLE IMPLANTS IN FRACTURE FIXATION: EARLY RESULTS OF TREATMENT OF FRACTURES OF THE ANKLE[J]. The Lancet, 1985, 325(8443):1422-1424
[8]Hollinger J . Biodegradable bone repair materials : Synthetic polymers and ceramics[J]. Clin Orthop, 1986, 207.
最好取出来,但并非所有植入的钢钉钢板都有取出的必要。
为什么要内固定?
第一,某些骨折可能损伤比较严重,比如产生了粉碎性的骨折,这个时候如果采取保守治疗,外固定的话很容易造成骨折的再移位,从而产生骨折延迟愈合,甚至是不愈合的情况。
第二,某些骨折虽然比较简单,但是在复位以后非常容易再移位,所以这时候也是需要进行内固定的。
第三,某些骨折出现了软组织损伤或者是血管神经损伤的并发症,又或者某些骨折可能是一些开放性的骨折,所以这个时候就要采取手术切开复位内固定的方式。
第四,采取手术切开复位内固定的话,可以在直视下复位,也就是说复位的效果更好,同时采取钢板固定的话,固定的强度也更高,更有利于骨折的愈合。除此以外,还可以在术后进行早期的功能锻炼,促进患肢的功能恢复。
为什么要取出来内固定的钢板、钢钉?
在骨折进行了内固定手术后,如果固定处未感觉疼痛,以及没有肢体活动受限等不适表现,内固定理论上是可以不取的,而在实际的工作中,有很多患者也是没取内固定的。
以上说的是理论性的东西。而从机体生物力学的角度来讲,如果条件允许的话,内固定物还是取出来要好一些。因为,内固定物作为一个没有生命的物体,留置于体内,毕竟还是不能完全与人体组织相容,说白了就是还是相当于一种异物。其次,内固定会改变人体骨骼承受的正常的生物力学机制。
在正常情况下,我们在受到外力时,骨骼是要来承受这些力量的。但是如果体内有内固定物,那么一部分外力就会通过内固定物来传导,而其下方及周围的部分骨组织就无法承受正常的应力刺激,时间久了,骨骼就会由于长期得不到应力刺激而发生废用性骨质疏松以及骨质吸收等不良反应。虽说,随着内固定设计的不断改良,相关并发症也在逐渐减少。但是,还是如我上面说的,如果有条件,还是取出来更好。这样对身体只有利而没有弊。
而且内固定取出术的实施也是非常简单的,一般对于一个稍微有点基础的骨科医生都是可以独立完成的,同时手术费用也不是很高,即便是在大型的三甲医院,如果收费合理的话,可能4到5000元钱也能搞定。
什么情况下,医生不建议取出植入的钢钉、钢板。
一、患者年龄太大,行走不便,身体状况很差,取钢板意义不大,还有可能会出现更大风险。
二、患者是外伤造成的脊髓损伤,内固定后没有明显效果,患者成为截瘫。取出植入的钢板钢钉只会增加一笔不菲发手术费,对患者恢复没有任何帮助,钢板内固定还能为以后康复起到积极作用。
为什么骨折之后,钢板就必须要取出来?
当我们不小心发生身体骨折或者治疗一些骨科疾病时,很多治疗方法都需要依赖使用内固定物的方式,也就是老百姓口中常说的“打钢板”或者“打钢钉”。
固定之后取钢板在中国人看来是个最平常不过的操作了,但是很多时候我们也会发现身边有的人体内的钢板却始终携带。那么,钢板到底要不要取出来呢?
骨折术后内固定物到底要不要取出,一直是个存在争议的问题,目前来说医学界普遍的观点认为大部分内定物可以不取,除非患者有一些特殊的情况发生才必须取出。
但由于中国传统文化的特殊国情,“身体发肤,受之父母”,中国人老觉得本来好好的身体多了个东西总是不舒服,于是很多时候医生都是在患者的要求下“被迫”取出内固定。
针对这个问题,目前在国际上也没有一个统一的标准,很多国家报道的情况也不尽相同。因此在对待这个取钢板的事上,我们就必须按照具体问题具体分析的要求来进行选择。
1. 必须取出的情况
如果病人因为体内的内固定物而出现了较为明显的内植物并发症,这种情况就必须取出。
很多老百姓一提到“钢板”两个字,就自然地代入认为身体内用的东西是铁疙瘩,总是担心时间久了会不会生锈腐蚀,影响健康。其实现在我们说的此“钢”板非彼钢板。内固定材料发展到今天,手术用到的所谓“钢板”成分非常复杂,远远不是钢那么简单。目前普遍使用的骨科内植物材料有不锈钢、钴合金和钛合金等,传统的不锈钢材料基本已经被淘汰,而其他的新型合金金属不易腐蚀生锈,可以长期与人体组织相容共存。
当然,随着生物材料学的发展,新材料不断涌现,将来也将会有越来越多的性质更优良的材料应用于临床。虽然大多数人可以和内植物和平共处,但是人体个体差异巨大,仍然可能会有一小部分人的身体会出现异物排斥反应,表现为皮肤红肿,切口愈合困难,反复破溃等等。如果出现了断板断钉、固定部位严重感染等情况,如果不取出就会加重病情,危害到我们的身体健康的,这种情况下医生就会主动取出内固定物。
2. 建议取出的情况
对于很多年轻人来说,在以后几十年的岁月里,很难保证不受外伤,而一旦受到外伤则很容易出现内固定周围骨折或内固定断裂。此时处理器为将非常困难。而且年轻人长期携带内固定物,在以后的生活中难免遇到一些场景比如做检查,过安检的情况,体内存留的固定物可能会增加不必要的麻烦,因此建议年轻人还是取出为佳。
对于靠近关节部位的钢板,由于我们对于关节的功能要求很高,存留的异物有时会成为影响关节活动的罪魁祸首。如肩锁关节部位的锁骨钩钢板,脚踝部位的螺钉、手指或者掌骨的克氏针等,如果不取出来都会影响关节活动。在一些身体的特殊部位,比如皮肤菲薄的小腿,爱美女性的锁骨,钢板很容易触及,一方面摸着不舒服,另一方面钢板与皮肤反复摩擦容易损伤娇嫩的皮肤,甚至还可能造成皮肤破损。这些情况下,可能取出钢板对自己更为有利。
3. 建议不取出的情况
除了以上提到的最好取出的情况,那么剩下的是不是都不需要取了呢,可是很多时候还是想取掉钢板可不可以呢?那么下面我们就来看一下,哪些情况下是建议不取的。
钢板在体内超过三年
如果说钢板在体内超过三年,由于长年累月体液对金属的腐蚀,会造成正常钢板周围结构的改变。这种情况下如果强行取钢板,取的过程中由于螺钉和钢板间的吻合关系改变,容易出现螺钉滑丝或者断裂的情况,会大大延长手术时间,增加手术创伤。
高龄患者
对于很多高龄患者来说,如果钢板在体内没有任何不适,取钢板势必会多挨一刀,再吃一份苦头,这个时候从病人健康获益度上来说,钢板取出就属于过度不必要的手术了。
体内深部的钢板
体内深部的钢板,比如骨盆钢板因为太深,取出操作损伤大,很容易造成大出血,取出风险非常高。对于脊柱手术用的钢板螺钉,由于部位的特殊性,钉棒系统不只是治疗骨折,很多脊柱疾病可以通过钉棒或者其他内固定植入物增加脊柱力学的稳定性,矫正畸形等,因此对于脊柱的内固定多数情况下是不需要取出的。
4. 知识延伸
那么如果最终选择不取钢板终生携带的话,很多时候我们不可避免的会遇到一些令人尴尬又烦恼的场景,有的人就会担忧了,带着钢板的“钢铁人”以后坐车能过安检吗?其实对于这些问题,大可不必过分担心。
针对这些特殊情况,大多数安检部门都有专用仪器能够测出旅客体内的金属是医用钢钉或钢板,为了以防万一,如果身体内存有金属异物,最好出行的时候随身携带手术记录或者疾病的诊断报告等,以备向安检员解释说明。
所以“钢铁人”大可不用担心安检被扣留的问题。
其实,对于钢板是否要取出并没有确定的答案,要根据情况,具体问题具体分析,作为医师我们应当进一步了解具体部位内固定物取出的手术指征及内固定物取出的现实风险及益处,作为患者也应当听从建议,不要盲目的做出选择。
但是,不论在什么情况下将内固定物的取出作为一个常规治疗程序,不但会增加患者不必要的医疗花费,也增加了患者并发症的发生风险,是不可取的。
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