现代临床骨科学丛书
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骨科学（orthopedics或orthopedic surgery)又称矫形外科学。中国骨科起 源于医学的两大支，即祖国（传统）医学和西方医学。
祖国医学巳有3 000多年的历史，骨科在祖国传统医学中称为伤科，至近代 称为骨伤科。西医骨科传入我国是在14世纪后叶，中国西医骨科的兴起始于20 世纪初。近30年来，随着骨科解剖学、材料力学、生物力学、微创技术、骨科康复 与护理技术的不断进步，骨科学在我肴〉昧顺ぷ愕慕健
与其他外科学相比，骨科临床不仅涉及骨骼、关节、肌肉、肌腱、血管、神经等 多种组织，而且治疗方法十分复杂，要求获得良好的脊柱及四肢功能恢复。因 此，骨科疾病至今没有一种完全令人满意的治疗方法。
刘尚礼教授任总主编的《现代临床骨科学》丛书，分为骨科学总论、创伤骨科 学、关节外科学、骨病与骨肿瘤、脊柱外科学以及小儿骨科学六个分册。全书系 统地介绍了骨科发展的概况，骨科疾病的分类、流行病学、解剖学、临床表现、影 像学诊断与鉴别诊断、病理学检查、临床分期、各种治疗方法与进展、骨科康复 等。这套丛书是把骨科学基础理论与临床实践相结合的专业性学术著作，详细 地阐述了近年来在骨科基础和临床研究方面的新进展、新理论、新方法和新技 术，在某种程度上填补了我国骨科基础紧密结合临床著述的空白。
《现代临床骨科学》丛书内容紧紧围绕临床诊断与治疗编写，使之贴近临床 而更具实用价值。资料来源于长期从事骨科基础研究与临床工作者，理论紧密 结合临床实际是本书的特点，尤其是书中展示了大量的临床病例及图片，对初级 骨科医师的临床实践更具指导意义。
丛书内容新颖、翔实、条理清晰、图文并茂，为各级骨科医师提供了一本实用 性和综合性都很强的参考书。
在此，特向为本书付出辛勤劳动的作者们致以崇高的敬意。
第一章我国骨科发展的历史、现状和未来 （1)
第一节我国骨科发展史 （1 )
第二节骨科内固定与外固定 （4 )
第三节骨科基础研究 （35)
第二章骨科体格检查 (50)
第一节脊柱检查 （50)
第二节四肢与关节检查 （54)
第三节运动功能检查 （61 )
第四节感觉功能检查 （62 )
第五节神经反射检查 （63)
第三章骨科影像学 （67 )
第一节骨科X线检查 （67)
第二节造影 （93 )
第三节CT扫描 （107)
第四节核磁共振成像 （115)
第五节肌肉骨骼系统的超声诊断 （120)
第六节骨关节系统放射性核素检查 （125)
第七节骨密度定量分析法 （129)
第四章骨科电生理学 （132)
第一节周围神经电生理学 （132)
第二节诱发电位 （156)
第五章植骨技术 （196)
第一节概述 （196)
第二节植骨技术与适应证 （199)
第三节自体植骨 （203)
第四节同种异体骨移植 （205)
第五节骨形态发生蛋白与人工骨 （208)
第六节软骨移植 （210) 第六章截肢术 （215)
第一节截肢的适应证 （215)
第二节截肢的手术原则 （216)
第三节截肢术术后处理 （220)
第四节并发症的处理 （221)
第七章骨科康复医学 （223)
第一节骨科康复基本概念 （223)
第二节骨科康复方法 （225)
第三节骨折的术后康复 （253)
第四节关节损伤的术后康复 （256)
第五节人工关节置换术后的康复 （259)
第六节脊柱手术后的康复 （261)
第七节瘫痪患者的康复 （262)
第八节肌肉慢性损伤的康复 （268)
第九节膝关节镜手术后的康复 （273)
第八章骨科微创技术 （279)
第一节概述 （279)
第二节微创技术在创伤骨科的应用 （280)
第三节微创技术在关节外科的应用 （281)
第四节微创技术在脊柱外科的应用 （282)
第九章骨内科学 （284)
第一节骨内科疾病基本概念 （284)
第二节骨科疾病的实验室检查 (288)
第三节骨肿瘤病理组织学诊断概述 （311)
第四节围术期医学 （324)
第五节骨科药物 （329)
第十章骨科手术入路 (337)
第一节肩关节显露 （337)
第二节臂部显露 （341)
第三节肘关节显露 （344)
第四节前臂显露 （349)
第五节腕关节和手部显露 （353)
第六节髋关节显露 (357)
第七节股骨显露 （361)
第八节膝关节显露 （366)
第九节小腿显露 （369)
第十节踝和足的显露 （372)
第十一节脊柱显露 （376)
第一章我国骨科发展的历史、现状和未来
第一节我国骨科发展史
骨科学(orthopedics)又称矫形外科学（orthopedic surgery)。中国骨科起源于医学的两大支， 即祖国（传统）医学和西方医学。祖国医学已有三千余年的历史，骨科在祖国传统医学中称为伤 科，至近代称为骨伤科。早在周代，即有疡医，分为金疡和折疡，前者指刀伤，后者指骨折。汉代 华陀创五禽戏，与现代体疗的原理相近。唐代孙思邈在《千金要方》中详细描述了下颁关节脱位 的复位方法。蔺道人著《仙授理伤续断秘方》，为我国第一部骨折学著作，详细介绍了骨折复位、 固定与穿破骨折的治疗方法。至元代除金疮肿科之外，又设立了正骨科。危亦林著《世医得效 方》，对正骨科的麻醉，肘、髋、膝、踝、足关节脱白的认识与复位方法，脊柱骨折的悬吊复位方法， 均有明确的记述，并且远远早于西方。明代有《金疮秘传禁方》，记载了用银线缝合伤口。《证治 准绳》对骨折有精辟的描述。清代有《医宏金鉴正骨心法要旨》出版，总结了前人治疗手法，分为 &摸、接、端、提、按、摩、推、拿&八法，并且有器械与支具的记载。鸦片战争后，西医随帝国主义文 化侵略传入中国，此后重要著作仅有赵竹泉的《伤科大成》问世。
西医骨科传人中国是在14世纪后叶。明朝（)洋人即以通商与传教方式进入中国， 罗马天主教传教士以西方医药为其活动内容之一。神父JeanTerrenz用中文写了《人身概说》， Dominique Parrenin()将西方人体解剖学、药物学等译成中文。1840年鸦片战争后中国 沦为半殖民地，列强除以军事、政治、经济方式侵略外，还纷纷建立教会学校和医院。中医和骨伤科 受到了抑制，但仍广泛流传于民间。西方医学首先自沿海各省传入。1835年，美国传教士 Parker 得到广东巨商伍敦元先生捐助，在广州建立了中国第一所西医院(广州医院），它就是现在的中山 大学附属第二医院的前身。由于孙中山先生以逸仙之名就读该医院，故又称孙逸仙纪念医院。 1843年已有截肢术的记载。留居广州、上海的英国医生Bejamin Hobson()，取名合信，
著有《西医略论》，其中对骨折治疗、截肢术等叙述都很详尽。香山(今中山县)黄宽(绰卿）（)，于1848年赴英国爱丁堡大学学医7年，获博士学位，咸丰六年回国后在广州及香港行医，这 是中国第一个医学留学生，曾一度被北洋大臣李鸿章聘为医学顾问。英国医生J. G. Kerr于1854 年3月来到广州，任广州医院(Canton Hospital)院长，他一面行医，一面写作，著有《药物手册》、《外 科手术学》与《生理学》等，并于1887年3月到上海创刊《中国博医会报》iChimL Medical Missionary Journal)。其最初目的是作为传教士医生通讯和交流，第一期杂志有《肩关节脱位》的论文。该杂 志到1907年改名为China Medical J oumal。1932年该刊与《中华医学杂志》（National Medical Journal o f China )的英文部分合并组成全英文版《中华医学杂志》(Chinese Medical J oumal)直到今 天，成为我国近百年来西医发展的见证，也记录了中国骨科前进的历程。
中国西医骨科的兴起，始于20世纪初D 19世纪末以后，英、美、法、德等国陆续在我国开办了 医院与医学院校。1865年，广州医院改名为&博济医院&，翌年成立了&博济医学校&。这是我国 第一所西医大学。1886年孙中山进入该校学医。后更名为中山医学院，近来又并入中山大学。 与中国骨科发展有较密切关系的还有上海圣约翰大学医学院（1904年）、上海震旦医学院（1908 年）、同济医学院(1907年）、四川成都华西大学医学院(1910年）、湖南湘雅医学院(1915年）、山东 齐鲁大学医学院(1910年）、北京协和医学院（1921年），上述院校相继在1930年前后建立骨科。 第一代骨科先驱推进了我国西医骨科的发展。孟继懋教授，1925年毕业于美国芝加哥Rush医 学院，回国后在协和医院任职，1939年成为该院首任由中国人担任的骨科主任。胡兰生教授， 1921年在美国哈佛大学医学院进修矫形外科，回国后任上海圣约翰大学医学院骨科教授。屠开 元教授，1922年就读于德国柏林大学医学院，1930年毕业，获博士学位，1933年赴奥地利，在以 创伤骨科闻名于世的维也纳大学医学院矫形外科进修，回国后在抗日战争期间任红十字会总医 院矫形外科主任，后又赴美国哥伦比亚大学医学院骨科考察，回国后任同济大学骨外科主任。叶 衍庆教授，1935年赴英国利物浦大学学习，两年后获得英国骨科硕士学位，回国后任圣约翰大学 医学院骨科教授。朱履中教授，1923年赴美国哈佛大学医学院进修脑外科与骨科，两年后回国， 致力于创伤骨病诊治，任协和医学院高级讲师及骨科副主任。牛惠生教授1931年就以当时的先 进技术进行脊柱外科手术，并于1939年建立了中国第一所骨科医院。其后，方先之于1944在天 津建立第二所骨科医院。1937年，孟继懋、牛惠生、胡兰生、朱履中、任廷桂、叶衍庆等在上海建 立中华医学会骨科学会，奠定了我国现代骨科基础。20世纪40年代后期，陈景云、王桂生、何天 琪、冯传汉、杨克勤、陆裕朴、过邦辅、范国生、沈天爵、陶辅、周润综、田武昌等先后赴欧洲和美国 进修骨科，回国后分布在北京、上海、天津等大城市的有名医院中，他们成为新中国骨科界的带头 人，为培养骨科人才、开展骨科业务做出了巨大的贡献。
新中国成立后，中国骨科得到快速发展，各医学院附属医院、省市大医院、解放军总部及各军 区总医院，纷纷建立骨科。天津建立以方先之教授领导的骨科医院。1957年孟继懋教授任积水 潭医院院长，创建了我国较大的创伤骨科医院。在上海，第二军医大学屠开元教授领导上海急症 外科医院，收治骨科及颅脑创伤患者。各地医院骨科的建立，需要大量骨科医师，为此，1953年 方先之教授在天津骨科医院创办骨科进修班，至1968年方先之教授逝世时，共举办15期，培训 骨科医师600余人，遍布全国，此后一直坚持办班。北京积水潭医院亦每年举办骨科进修班，为 全国培训骨科医师。1979年，解放军军医大学附属医院、解放军总医院及军区总医院中先后建 立十余个创伤骨科、矫形外科等专科中心，各省亦建立了一些骨科中心，纷纷办骨科进修班，培训 骨科医师，促进了骨科队伍的发展。现在，我国已是世界上骨科医师最多的国家之一。1950年 抗美援朝战争开始，除组成多个医疗手术队赴朝救治伤员外，还在辽宁朝阳等地成立志愿军伤员 后期治疗基地，集中治疗，总结经验，使战伤治疗达到一个新水平。肘关节八字成形术等，即是该 时期的经验之一。1979年西南边境自卫反击战，几所军医大学、解放军总医院的医疗队通过战 场伤员救治，将清创术、开放骨折与关节损伤的治疗提高到现代水平，骨髓炎的发生率很低，大多 数伤口得以二期缝合治愈，这为我国创伤和战伤救治积累了丰富的经验。
20世纪50〜60年代，我国骨科取得了许多喜人的成绩。方先之教授以病灶清除方法发展 了骨关节结核的手术治疗，提高了治愈率，缩短了治愈时间。当时我国提倡西医学习中医、中西 医结合，探求祖国医学精华并探索其科学基础。中西医结合在骨科的第一个重要发现是前臂双 骨折的治疗。中医治疗前臂双骨折，强调&分骨&法，方先之等在解剖学研究中，观察到前臂在旋 转的中立位时，桡、尺骨之间的骨间膜张力与间隙最大。在中立旋转位分骨，骨折四个断端排列 成类似单骨骨折的上下两段，很利于整复。这一发现为&分骨&手法提供科学依据。小夹板固定 前臂骨折不超过肘及腕关节，因此任何活动均可由上述两关节承荷;相反，用长管型石膏固定，透 视观察证明活动发生在断端之间，不利于骨折愈合。因而，中西医结合治疗骨折的研究阐明了骨 折愈合需要骨折部静止和肢体活动的一对矛盾获得统一，达到&动静结合&。这项工作的研究论 文，方先之等曾发表于1963年《中华医学杂志（英文版）》（第82卷第493&#页）；1996年， Clinical Orthopaedics and Related Research杂志(第323期第4〜11页)作为&经典论文&重新发 表。尚天裕及其同事出版了《中国接骨学》一书，总结10万例中西医结合治疗骨折的经验，不愈 合率很低。然而，任何一种疗法均有其优点和弱点，甚至缺点。上述疗法不适于处理多发及开放 骨折和同一时间大量聚集的伤员，但中西医结合治疗骨折的理论和法则是深值注视和发展的。 断肢再植于1963年由上海陈中伟教授等首先报道，以后显微外科在中国大地迅速发展。1966年 杨东岳教授首创了游离足趾移植再造拇指，对臂丛神经损伤进行积极手术探查修复。十指完全 离断再植全部成功，1986年由葛竟等率先报道，为世界首例。各地用显微外科技术使离断手指再 植成功率提高到95%，末节指离断再植及小儿断指再植成活率也高达95%以上，断指后缺血时间 长达56 h仍有再植成活者，带血管游离皮瓣、肌皮瓣、骨瓣、关节、足趾、阴茎再造等均获成功。
20世纪70年代，人工关节置换手术迅速发展，我国自己研制的人工股骨头、全髋关节以及 珍珠面的半髋关节、骨水泥、膝关节表面置换、人工肱骨头、踝关节、硅胶关节、人工椎体等相继制 成，对适应证、并发症、手术技术等进行了较深人的研究。骨肿瘤的治疗已趋向于综合化，对恶性 骨及软组织肿瘤从单纯切除、刮除、截除、截肢等，发展到灭活再植、保肢手术、放疗、化疗等综合 治疗，使骨肉瘤的5年生存率由10%提高到30%以上。70年代后期小儿麻痹后遗症的治疗得到 发展，解放军359医院、208医院、88医院等治疗达数万例以上。各种不同的矫形术如股骨髁上 截骨、代股四头肌手术、骨盆截骨、上下肢矫形手术、膝稳定手术、肢体延长等纷纷涌现。
20世纪80至90年代是我国骨科事业迅速发展的阶段。1980年中华骨科学会成立，冯传汉教授 为首任主任委员。此后逐步建立了基础研究、脊柱外科、手外科、骨肿瘤、骨折内固定及人工关节6个 学组，1984年以后经过不断发展和重组，已经发展成为现在9个学组。多次召开学术会议，进行学术 交流，并与国外骨科界联系，开展国际间学术交流，促进了我国骨科的现代化。1982年创办《中华骨科 杂志》，以后陆续出版了《手外科杂志》、《骨与关节损伤杂志》、《创伤杂志》、《脊柱脊髓杂志》、《矫形杂 志》等。与此同时，大量的骨科专著如《骨科手术学》、《骨肿瘤》、《骨关节结核》、《颈椎病》、《腰痛》、《骨 与关节损伤》、《实用骨科学》、《脊髓损伤》、《创伤》、《战伤》、《脊柱外科手术学》、《髋关节》、《膝关节》、 《手外科》、《足外科》以及《中国医学百科全书骨科分册》等相继问世，大大丰富了骨科文献。
20世纪80年代后脊柱外科迅速发展。北京地区对8〜14岁儿童2 175例进行普查，儿童脊 柱侧凸患病率为1.04%，脊柱侧凸手术矫正率达45%，Cobb角超过100&矫正率为35. 5%，多节 段矫正脊柱后凸（即驼背)获得优良效果。脊髓型颈椎病的手术治疗、前路寰锯减压、长窗减压及 后路单开门、双开门椎管成型和半椎板减压，使不完全截瘫恢复率明显提高。胸椎管狭窄症多为 退变型，整块半关节突椎板切除术提高了治疗效果，降低了手术损伤。腰椎间盘突出症、腰椎管 狭窄趋向于开窗或半椎板显露减压治疗，对腰椎峡部裂及脊椎滑脱、不稳定等，巳有多种后路复 位，并有椎间植骨固定或后侧方融合的报道。80年代对脊髓损伤开始深入研究，建立了脊髓损 伤模型，对损伤病理、神经递质、脊髓血流的变化、诱发电位改变、MRI与组织学改变及神经功能 的关系、脊髓火器伤的致伤机制、病理类型等进行了研究，发现完全脊髓损伤与不完全脊髓损伤 有着完全不同的发展规律，临床治疗着重于复位、内固定及减压，并且将局部冷疗、高压氧、大剂 量甲基泼尼松龙用于临床治疗。周围神经损伤特别是臂丛损伤的研究与治疗取得明显进展，开 展了神经干内功能束的定位、自然分束、神经生长的趋化性、显微缝接手术、神经移植以及种种代 替物研究，神经末端植入肌肉或植入移植皮肤恢复感觉，完全臂丛损伤的膈神经、肋间神经、颈丛 神经及副神经移位缝接获得了一定的功能恢复。在局部应用解剖基础上研究出多种皮瓣及肌皮 瓣局部转位的修复方法，为手部、四肢、颈部等部位因烧伤瘢痕挛缩、肿瘤切除后的缺损或失神经 支配带来的溃疡、压疮等提供了有效的修复手段，不但成功地修复了缺损，并且可部分(肌皮瓣） 恢复功能。骨折内固定的研究，不论在四肢及脊柱均有了明显进展，各种内固定设计不断涌现， 绞锁式髓内针、防旋转髓内针、矩形髓内针、角状钢板、髁钢板、加压钢板、加压钉及脊柱内固定的 Harrington 钉、Luque 钉、Dick 钉、Steffee 钉、RF 钉以及 Zielkee、Dwyer、Kaneda 器械等已广泛应
用。手外科对皮瓣移植、肌腱损伤的修复做了较深人的研究，特别是全手指缺失的再造手术，用 单或双足的皮瓣及2、3趾游离移植，再造2〜5个手指，获得了良好的功能。
20世纪90年代以后，随着改革开放的进一步深化，我国经济快速稳步发展，骨科新技术的 引进和发展丨也进入快车道D在创伤骨科方面，骨折治疗理念已经从坚强固定模式转移到生物固 定模式，MIPPO技术和LISS系统用于骨干骨折的治疗。在关节外科方面，关节镜技术获得了快 速发展，膝关节镜下半月板损伤的治疗、前后交叉韧带的重建己成为常规定型手术，镜下对关节 软骨病灶的清理、打磨、微骨折的治疗等以及滑膜切除、关节粘连松解、胫骨髁间嵴与胫骨平台骨 折的复位等都取得了较好的临床疗效，镜下操作可最大限度减少手术创伤，简便易行。肩关节镜 是继膝关节镜之后发展最快的微创技术之一，现已应用于肩关节病、肩关节损伤的诊断和组织活 检，还可进行滑膜刨削、软骨面修整、异物及游离体摘除、盂唇修复、肩峰成形及肩袖损伤的小切 口关节镜下手术或完全于关节镜下修补。微创全髋、全膝关节置换术也成为一种发展趋势。在 脊柱外科方面，新技术和新方法的应用最为突出，例如：新型脊柱椎弓根螺钉和融合器，胸、腹腔 镜和椎间盘镜，经皮椎体成形术和后凸成形术，计算机辅助导航技术，人工椎间盘置换术等。
21世纪，骨科手术正在向微创化和智能化方向发展，我国骨科面临新的发展机遇和挑战。 随着系统生物医学的诞生，以及干细胞与再生医学、基因工程生物反应器技术、RNA干扰技术、 纳米技术、微纳观生物力学技术的发展，骨科疾病的诊疗有可能会从人体、细胞、分子水平走向基 因水平，外科医生的双手将从传统开刀手术中解脱出来，进入操纵内镜和微创器械的微创手术时 代，进一步发展将走向由外科医生指挥机器人来完成的极微创或无创时代。2006年11月中华 医学会第八届骨科学术会议暨第一届国际COA学术大会的成功举办，标志着我国骨科向国际化 发展的方向迈进了一大步，相信未来我茵骨科事业会取得更大的发展。
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第二节骨科内固定与外固定
在曰常生活与工作中，人们总会不可避免地遭受各种损伤，其中，骨与关节的损伤最为常见 在骨与关节损伤的治疗中，固定占有重要地位。其作用至少包括：①维持复位后的位置;②保证 骨愈合过程的顺利进行;③为早期肌肉关节活动创造条件;④缓解疼痛，解除肌肉痉挛，防止再移 位造成继发损伤。各种先天或后天畸形矫正后及各种骨病的治疗也需要固定。由于骨科各种损 伤和疾病的情况千差万别，迄今为止，尚无一种固定方法能够在任何条件下都符合要求，或是毫 无缺陷。随着科技的进步和工业的发展，以及对骨科病损日益深入的研究和了解，陆续出现了一 些新的固定方法、器材，而更多更完善的固定方法和器材仍有待于进一步探索研究。
& 、内固定
早期认为骨折治疗最好的方法就是制动和损伤区延长休息的时间，这些方法首先强调达到 骨性愈合。如脊柱、骨盆以及股骨的骨折常常先以卧床休息和牵引治疗为主，随后是几个月的石 膏制动，石膏制动通常还包括伤骨的上、下关节，这限制了肌肉关节的早期活动。
尽管以非手术方法治疗骨折仍然可以达到愈合，但因无法直接控制位于软组织中的骨折断 端故易导致骨折畸形愈合或不愈合。且由于长期限制肌肉活动、关节功能和负重，将导致骨折 病，包括肌肉萎缩、关节僵硬、废用性骨质疏松以及持续性水肿等。此外，制动时间过长有时会导 致心理改变，包括抑郁、依赖性和无用感。产生骨折的力量同时导致了骨与周围软组织的损伤， 所以我们必须明确骨折的治疗并不只是骨折的愈合，还包括所有伤前运动功能的恢复。因此，必 须保证满意的骨折对位和稳定，以保证早期肌肉功能恢复、关节运动、负重和生活自理。而内固 定可以在提供足够骨稳定的同时保证功能活动的恢复。
(二）A0 与 BO
1958 年 3 月 15&17 日，由瑞士医师 Maurice Miiller^ Hans Willenegger、Robert Schneider、 Martin Allgdwer等四人发起在瑞士 Chur的Kantonsspital医院召开了一个聚会，邀请了许多外
科医生参加。三天中，提交了许多与接骨术有关的科学论文，最后，与会的外科医生成立了一个
研究内固定的组织 Arbeitsgemeinschaft fur Osteosynthesefragen,简称A0。英语国家称之为
ASIF(Association for Study of Internal Fixation)，即内固定研究学会。此后，在AO组织的倡导
下，建立起了实验外科研究室，与冶金学者和工程师合作开始设计一系列内植物和器械，发表并 推广其临床经验。经过40佘年的发展，AO组织在骨折治疗的观点、理论、原则、方法、器械等方 面建立了一套完整的体系，其影响遍及全世界。
AO的主要观点为强调生物力学固定，其骨折治疗的四大原则为：①骨折端的解剖复位，特 别是关节内骨折;②为满足局部生物力学需要而设计的坚强内固定;③无创外科操作技术的应 用，以保护骨折端及软组织的血运;④肌肉及骨折部位邻近关节早期、主动、无痛的活动，以防止 骨折病的发生。加压固定为A0技术的核心，张力加压固定原则包括-①骨折块之间最大程度 的稳定;②符合张力带原则&&③保存骨折部血运;④伤肢早期主动活动与使用。
AO技术历经40余年的发展与普及，现已形成一个从理论、原则、方法到设备、器材的完整体 系，成为当今骨折治疗领域中的经典手段之一。然而，任何事物的发展都有正反两个方面。近年 来，随着AO技术的应用日益广泛，其弊端也愈发突出。AO的四大基本原则虽然包括无创操作， 但为了达到坚强固定和解剖复位，常常以严重损伤骨的血供为代价，而且常发生术后骨不连、感 染、固定部骨质疏松和内固定去除后的再骨折等并发症。
针对上述情况，20世纪90年代初，AO学者Gerber、Palmar等相继提出了生物学固定 (biological osteosynthesis, BO)的新概念，强调骨折治疗要重视骨的生物学特性，不破坏骨生长发育 的正常生理环境。BO的内容主要包括：①远离骨折部位进行复位，以保护局部软组织的附着； ②不以牺牲骨折部的血运来强求粉碎骨折块的解剖复位，如必须复位的较大骨折块，也应尽力保 存其供血的软组织蒂部;③使用低弹性模量、生物相容性好的内固定器材;④减少内固定物与所固 定骨之间的接触面(髓内及皮质外）；⑤尽可能减少手术暴露时间。BO的核心宗旨是保护骨的血 供。在BO作用下，骨折愈合为典型的二期愈合，即骨愈合历经血肿机化、骨痂形成和骨痂塑形等 阶段，在X线片上出现大量外骨痂，与既往AO追求的无骨痂性一期愈合正好相反。
BO技术进人临床后，与传统方法相比，在促进骨折愈合，降低骨不连、延迟愈合、骨髓炎及内 固定断裂，减少自体骨移植的概率等方面，已经显示出显著的优越性。BO虽成为许多学者及临 床工作者所接受的一种新概念，但仍处于发展阶段，尚不能视为成熟的体系。提出BO这一概念 者，正是AO学者本身，BO中的许多技术很早就孕育在AO之中，如AO的四大基本原则就包括 无创操作，而这正是当今BO概念的核心，可惜在当时过分追求坚强固定的情况下，并未受到应 有的重视。又如LC-DCP，通常认为属于BO技术，但是早在20多年前，AO学者就报道了 LC- DCP的使用经验。因而BO与AO并不矛盾，前者是对后者的补充和完善，而不能错认为AO已 被BO取代。总之，临床上如何正确应用AO或BO技术，关键在于对两者的正确认识、对适应证 的合理选择，以及对各自方法优缺点的严格掌握和准确使用。
(三）内固定物植入材料
骨折内固定物的设计和制造总是随着新技术的进步而变革。材料的选择取决于其机械特 性、生物相容性以及处理和加工的费用。迄今为止，尚无一种材料堪称完美。理想的内固定材料 应满足以下条件：①生物相容性&&植入物材料必须没有全身毒性、无免疫原性、无致癌性; ②强度参数张力，压力、扭转力、硬度、抗疲劳强度以及成型性都是重要的方面;③抗降解和抗腐 蚀性;④适当时易于结合;⑤对影像学检查最小的不利影响。
1.金属材料
金属材料可替代骨的支撑和保护作用，同时不损害骨愈合、塑形或生长，故目前广泛用于制 造骨折内固定物。
(1) 不锈钢（stainless steel)：不锈钢是铁与络的化合物。目前常用于内固定的不锈钢为 316L不诱钢，为美国材料测试协会（American Society of Testing Materials, ASTM)批准生产的 外科植人物标准F-138和F-139。美国钢铁学会(American Iron and St eellnstitute，AISI)对金
属用于临床有特定标准，该标准根据成分的不同，将钢铁主要分为四个族：200系列（铬、镍和 锰）、300系列（铬和镍）、400系列（铬）和500系列（低铬）。316L表明其为铬镍系列，后两个数字 指出特定的类型，最后一个字母代表型号的改良（L表示低碳）。316L不锈钢含有镍（13%&#1%)，以增加耐腐蚀性、稳定晶格结构，以及在室温下稳定钢铁晶体的奥氏体形状;铬（17%〜 19%)，以形成一层惰性的表面氧化物，从而增加抗腐蚀性；钼（2%〜3%)，以防止在盐水中产生 蚀损斑和裂缝腐蚀;锰(约2%)改善了晶格的稳定性;硅用于在制造时控制晶格的结构。316L不 锈钢含碳量为0. 03%，而316不锈钢的含碳量为0. 06%。碳含量更低的钢具有更好的抗腐蚀 性。不锈钢具有合适的屈服和极限强度，价格较低，易于加工，可根据内植物的要求获得不同强 度级别的不锈钢。
(2) 钛和钛合金(titanium and titanium alloys)：商业纯钛的微结构都是a相钛，具有相对低 的强度和高延展性。氧含量对其延展性和强度有极大影响，增加氧含量可使其更坚固但脆性增 加。Ti6Al4V钛合金广泛用于外科内植物。该合金的添加元素有铝(5. 5%&#%)，用于稳定a 相;钒(3.5%&#%)，用于稳定p相。P相比a相更坚固，但a相提供了更好的可焊性。如经过 退火处理，则可造成CX相和卩相的广泛散布。每单位密度的钛合金比任何其他内植物材料都具 有更大的强度。最新研制的钛合金是Ti6A17Nb，添加的铌提供了与钛-钒合金相似的力学特性 且毒性更低。Ti6Al4V合金的屈服应力要高于未经处理的316L不锈钢或商业纯钛。但冷加工 过的不锈钢屈服应力和抗疲劳强度优于Ti6A14V合金。Ti6Al4V合金比不锈钢更难加工，且价
格更贵，但具有更好的生物相容性。
维持骨矿含量和骨折的愈合都需要骨承担载荷，如果施加于骨的载荷被内固定物完全承担， 则会发生应力遮挡。为预防应力集中和应力遮挡，内固定物的弹性模量应尽可能接近骨。钛合 金的弹性模量比皮质骨大6倍，而不锈钢弹性模量比皮质骨大12倍，所以从预防应力遮挡角度 来说，钛合金是最好的内固定材料。
感染是内固定的一个主要关注问题。尽管明显的感染由多种原因引起，但细菌黏附是感染 过程的第一步。不诱钢可抑制多形核细胞过氧化物的产生，从而降低了白细胞的杀菌活性。而 商业纯钛、Ti6Al4V或钴铬合金均未发现对过氧化物的产生有影响。
(3) 钴铬合金(cobalt ~ chromium alloys):目前用于外科植人物的钴铬合金有2种。一种是 钴铬钼合金（ASTMF-75)，为铸造物;另一种是钴铬镍钼合金（ASTM F-562)，为锻造物。在 这两种合金中，钴均是主要成分。钴铬合金中，添加的铬（7%〜30%)通过在表面形成氧化 铬提供了良好的耐腐蚀性；钼（5%〜7%)通过控制晶体的尺寸增加了强度也增加了耐腐蚀 性；镍（1%)、锰（1 %)和硅（1 %)用于改善延展性和硬度。这两种合金最吸引人的特性就是 它们优异的耐腐蚀性和生物相容性。由于具有极高的内在硬度，钴铬合金加工困难且昂贵、 延展性低（脆性高），因此，钴铬合金通常不用于制造骨折内固定物，但由于其优异的抗疲劳 强度、长期的耐腐蚀性和生物相容性，可用于制造髋关节假体柄。
人群中有部分人对镍和铬敏感，这些人不能耐受用不锈钢或钴铬合金制造的内固定物，应加 以注意，商业纯钛可用于这些人群。
在X线摄片时，钛合金比不锈钢或钴铬合金的衰减率都要低，仅稍高于钙。在CT扫描 时，钛合金具有最低的散射不会导致骨显像的中断。铸造的钴铬钼合金在CT扫描时伪影最 严重，不锈钢为中等度伪影。行MRI检查时，由于商业纯钛、钛合金和钴铬合金不具磁性， 故可良好显影。而不镑钢可诱发铁磁性电压从而导致内固定物移动或产生电流，应加以 注意。
(4) 形状记忆合金(shape memory alloys)：形状记忆合金与一般金属材料不同，在发生了塑 性变形后，加热到相变点Af温度之上，能回复到变形前的形状，这种现象叫做形状记忆效应。最 常用的形状记忆合金为钛镍合金（TiNi memory alloy),早在1969年，美国即将TiNi记忆合金用 于美国海军F-14：喷气式战斗机的液压系统连接。1978年，Baumgart等就建议使用TiNi记忆 合金丝用于脊柱侧弯矫形。国内最早于1978年开始对TiNi记忆合金进行研究。1981年，在大 量基础研究的基础上，首次将记忆合金U形钉用于人体。此后，各种形状的记忆合金装置被设 计应用于骨折内固定与脊柱外科等领域。目前积累了数千例病例，随访1〜10年不等，具有良好 的临床疗效和极低的并发症发生率。
2,其他材料
(1) 碳纤维材料（carbon fiber materials)：早在1974年，Woo等即报道了对石墨纤维和甲基 丙烯酸甲酯复合物制成的接骨板的研究。1975年，Akeson等用石墨纤维增强的甲基丙烯酸甲酯 复合物制成内固定物，其弹性模量比不锈钢低近10倍，通过对犬的实验发现其与不锈钢具有相 似的愈合时间，而愈合后骨的强度亦相似，且具有更低的皮质孔隙率（分别为6. 8%与14%)。
1982年即有对使用碳纤维增强塑性接骨板治疗人类骨折研究的报道。随后又有碳纤维增强塑 性接骨板治疗胫骨骨折的报道。1994年，Pemberton等报道使用塑形髁上碳纤维接骨板治疗22 例老年股骨下段骨折，疗效满意，并认为其使用简单，与现有内固定物相比具有显著优势。A1- Shawi和Baker分别报道了碳纤维接骨板用于全膝和全髋关节置换术后假体周围骨折的治疗，均 取得满意结果。
(2)生物材料(biomaterials):在骨折愈合的早期，钢性内固定维持了骨折对位，促进了骨连 接;但随着骨折愈合，钢性固定将引起固定区的应力保护性骨萎缩，导致显著骨量丢失和骨质疏 松，内固定去除后易发生再骨折。且金属材料存在应力遮挡、腐蚀等缺点，人们寻求一种生物可 降解材料来代替金属制品作为内固定物。理想的用于内固定的生物降解材料应具有足够的力学 强度，无毒性，具有良好的生物相容性，在体内可以降解，降解产物通过生理通道排出，因而不需 再次手术取出内固定，也避免了金属材料存在的应力遮挡、腐蚀等缺点。早在20世纪60年代， 由聚乳酸和聚乙烯醇制成的可吸收缝合线就被应用于临床。之后人们开始寻找能用于骨折固定 的生物可降解材料并进行相关研究。如在1985年，Gay等报道了聚对二氧环已酮 (polydioxanone, PDS)螺钉的实验研究。目前在临床中使用最普遍的降解材料是羟基聚酯 (polya-hydrox-yesters)类，这一家族中的代表是聚乳酸（PLA)及其立体异构体聚左旋乳酸 (PLLA)和聚羟基乙酸(PGA)。PLA内固定材料在踝部骨折应用最多，PLLA对非负载部位松 质骨骨折治疗效果好。Partio等报道自身增强聚羟基乙酸（SR-PGA)治疗尺骨鹰嘴骨折，功能 恢复满意。但这些材料的强度还难以固定长骨。此外，其降解率和晚期炎症反应均影响了临床 应用。
(四）内固定的类型
螺钉用于治疗骨折可能始于19世纪40年代，但确切的报道要稍晚。1850年，法国外科医生 Cucuel和Rigaud描述了 2例使用螺钉治疗的骨折。1例为64岁老人的胸骨上部压缩骨折，在骨 折块拧人螺钉后牵引使压缩的胸骨骨折块复位；1例为鹰嘴分离骨折，在尺骨和分离的鹰嘴上各 拧入一枚螺钉，使骨折复位后用钢丝将两枚螺钉捆扎，术后不使用夹板，骨折愈合满意。Rigaud 也描述了一种类似的用于髌骨的术式。
(1)螺钉的结构：如图1-1和图1-2所示，分别为松质骨螺钉、皮质骨螺钉的基本结构。螺 钉的弯曲强度和剪切强度取决于其根部或中心直径。螺纹的设计亦影响螺钉的强度。为避免应 力集中，螺纹与螺钉中心相交部位被设计成曲线。作为内固定装置，螺钉的拔出强度具有重要意 义。螺钉的拔出强度和螺纹与骨接触的面积成正比。有2种方法可增加这一接触面：一是增加 螺钉中心和外径之间的距离，这可增加单个螺纹与骨接触的面积;二是增加每单位长度螺纹的数 量，螺距越小，与骨接触的螺纹数量越多。
抓握区外径中心径
抓握区 外径 内径
图1-2皮质骨螺钉结构
(2)钻：螺钉放置之前需先钻孔。钻头的基本结构如图1-3所示。中央的尖端是咬入骨的 第1个区域;切割缘位于钻头的尖端，负责切割；凹槽指顺着尖端边的螺旋形槽，引导骨条离开骨 孔;槽脊指钻头上相邻凹槽之间的表面;扩孔缘指螺旋凹槽的尖锐边缘，清除钻孔处的骨屑但无 切割功能。斜度或螺旋角是指槽脊边缘和钻头中轴之间的角度。如果不考虑骨切割方向，较大 的斜度角可减少切割力。斜度角可以是正角、负角，也可以是中立角。如为正斜度角，则只有在 顺时针旋转时才产生切割（图1-3)。
主要切割线扩孔缘凹槽
螺旋角槽脊
图1-3钻头的结构
骨是有活性的组织，在骨上钻孔必须将生理性损伤减到最小。生理性骨钻孔方法应该 包括以下几点：①钻头正斜度角为20&〜35&;②在一点钻孔以避免滑动；③高扭矩和相对低 的转速（750&# r/min)以利用材料流动应力的降低；④持续、大量冲洗以减少摩擦引起 的骨的热坏死；⑤注意骨膜以防止骨条进入组织下堵塞钻头凹槽；⑥钻头凹槽斜度大，以在 任何斜度角均能移除骨条；⑦使用锋利且轴向准确的钻头，以减少残留骨粉的量；⑧为保证 精确性和强度，严格按螺钉将拧人的方向钻孔。这些技术显著减少了局部骨损伤。在骨上 所钻的孔洞消弱了骨强度，在承受扭转载荷时，孔洞处比周围骨承受多1. 6倍的应力。大约 在4周内，这些孔洞可被编织骨填充从而消除应力集中效应。这一点在内固定取出的术后 处理中极其重要。
钻头按其直径命名。通常，钻头的大小应比相应螺钉中心径大0.1&# mm。用于钻滑动 孔的钻头直径应与松质骨螺钉的杆部或与全螺纹皮质骨螺钉的外径一致。
(3)丝攻：使用丝攻的目的为在骨上切割出与相应螺钉螺纹精确匹配的螺纹，使螺钉容易拧 人且更深地抓住骨质，亦将多余骨屑从骨孔中移除。
丝攻的螺纹贯穿全长，有一凹槽从尖端经开始的10个螺纹延伸以利于清除骨屑。正确的技 术要求每顺时针转动2次即逆时针转动1次以利于骨屑排出。攻丝应达到对侧皮质，因为全层 皮质固定增加了螺钉的拔出力。丝攻的尺寸与其外径相当，应与螺钉的外径一致。例如，
丝攻，6. 5 mni松质骨螺钉使用6. 5 mm丝攻（图1-4)
图1-4用于皮质骨和松质骨的丝攻
(4) 螺钉的类型
1) 自攻螺钉：自攻螺钉可自行攻出钉道而不预先使用丝攻。其特点为尖端锐利，具有切割 槽以使螺纹切割出钉道，最初设计用于皮质骨。自攻螺钉的优点是手术步骤简化，减少了手术时 间。其缺点是由于螺钉拧入时产生额外的轴向载荷和扭矩，可能会导致骨折移位,故通常不用于 折块间拉力螺钉固定。
2) 非自攻螺钉：非自攻螺钉尖端是钝的，没有凹槽，需要预先钻出导向孔并以丝攻攻丝。非 自攻螺钉最大的优点就是在攻丝和拧入时其轴向载荷和扭矩低于自攻螺钉，可更有效地用于折 块间加压，减少骨折移位的可能（图1-5)。
3) 皮质骨螺钉：皮质骨螺钉具有浅螺纹、小螺距和相对大的中心直径。大的中心直径增加 了螺钉的强度。这对接骨板和骨的贴附和抵抗折块间加压导致的变形载荷极为重要。这些螺钉 螺纹贯穿全长，通常为非自攻型（图1 - 6)。
图1-5非自攻螺钉 图卜6皮质骨螺钉
4) 松质骨螺钉：松质骨螺钉的特点是细小的中心直径和宽而深的螺纹，故增加了把持力，这 对骨骺和干骺端的松质骨尤其重要。松质骨螺钉可为全螺纹或部分螺纹。使用时取决于骨折外 形和骨的解剖。当松质骨螺钉作为拉力螺钉使用时，整个螺纹长度均应超过骨折线，否则会影响 压缩并可能导致分离。中心直径降低，使得螺纹深度增加，在减少弯曲和剪切强度的同时获得了 更大的抓握性能。因松质骨较软，故松质骨螺钉拧入时不像拧入皮质骨螺钉那样去除骨屑而是 挤压骨质从而增加了抓握力（图1 - 7)。
5) 空心螺钉：空心螺钉的中心部是空的以允许其通过导针。为了获得足够的强度和使螺钉 能够通过导针，螺钉的尺寸较普通螺钉有所增加，但螺钉也不能太大，否则拧入时会去掉太多的 骨质，而这会降低整个结构的强度。空心螺钉系统通常在松质骨丰富区域使用，因为在这种类型 的骨上攻丝会降低拔出强度（图1-8)。
图1-7松质骨螺钉
图1~8空心螺钉
接骨板是内固定的一个基本组成部分。1886年，Hansmann第一次报道使用接骨板固定骨 折。他设计了一种金属接骨板，接骨板的末端被弯成直角，伸出于皮肤，使用时跨过骨折区，随后 使用一个或多个特制螺钉将接骨板贴附于骨折两端。螺钉有长杆，亦伸出于皮肤，以利于骨折愈 合后取出内固定。他报道在4〜8周后取出接骨板，共治疗了 15例新鲜骨折、4例假关节、1例肱 骨内生软骨瘤切除后重建。1903年，George Guthrie提到了 Estes描述的一种用于复杂骨折的镇 钢接骨板，这种接骨板有6个孔，将其通过骨折端放置，随后钻孔，以象牙栓将接骨板固定在骨 上，并从伤口穿出。3周或4周后，折断象牙栓，通过一个小切口抽出接骨板。Guthrie也引用了 Steinbach使用银质接骨板治疗4例胫骨骨折取得满意结果的报道。那时人们非常热衷于使用 银质内植物，因为人们认为它具有抗菌特性。被誉为现代内固定之父的Albin Lambotte从1900 年开始致力于骨折的治疗。Lambotte早期使用的大部分器械和内固定物都是他在自己的车间 制造的。不但有接骨板和螺钉，还有和我们目前使用的外固定器原理相似的外固定装置。虽然 遭到很多学者的反对，但其优异的疗效具有充分的说服力。1908年，他报道了接骨板治疗35例 股骨骨折，获得完全恢复。1913年出版了有关骨折手术治疗的经典著作。Lambotte的全套手术 器械作为规范一直使用到20世纪50年代。与Lambotte同时代的Lane于1892年开始采用切开 复位内固定治疗简单骨折，并在其后强调了骨科手术中的无菌观念，包括使用Listei■抗菌技术、 穿碳酸或甲酚(来苏尔)溶液浸泡过的手术衣、患者铺消毒过的巾单、内固定物亦用甲酚浸泡等。 到1904年，干的灭菌手术衣和内固定物成为切开内固定治疗的常规。此外，Lane还研制了骨外 科非接触技术，发明了许多器械用于握持内固定物，而无须直接接触。他还描述了使用碘酊准备 皮肤及使用皮肤巾的方法。到1900年，他已研制很多不伺形状的接骨板。1905年，他出版了骨 折的手术治疗方面的著作。早期用于接骨板固定的螺钉大部分都是从木工用的螺钉派生而来。 1926年，Sherman设计了具有平行螺纹的自攻螺钉。并指出这种螺钉把持力是木工用螺钉的4 倍。他还推荐使用耐腐蚀的钒钢。此外，他还特别强调坚强固定以允许早期功能恢复。他报道 的78例接骨板治疗的股骨干骨折，1例在术后2天死于肺栓塞，2例术后感染在移除内固定物并 清创和间断灌注0. 5%次氯酸钠后获得优异功能结果，其余病例无截肢、无不愈合。20世纪30〜 40年代，出现了许多接骨板设计，但都没有很大的概念革新。被誉为现代接骨术之父的Robert Danis虽然很早就从事外科工作，但直到1921年才对骨折内固定感兴趣。随后他提出了即刻稳 定内固定以允许功能恢复这一概念。对于接骨术，他认为，只有达到以下3个目标才能称之为满 意：①损伤区肌肉和邻近关节即刻和主动运用的可能性；②完全恢复骨的最初外形;③没有明显 骨痂形成的一期骨折愈合。在折块间加压原理基础上，Dams发明了许多接骨术的技术。他的思 想深远影响了 AO创始人之一 Maurice Mliller0此后，在Danis的启发下，Mliller等人建立了 AO 组织，开创了骨折治疗的新天地。
目前，接骨板可按生物力学功能分为中和、支撑、加压、桥接和张力带等类型。也可按其特定 设计分类，如加压接骨板(dynamic compression plate DCP)、有限接触加压接骨板(limited contact- dynamic compression plate LC - DCP)以及管状、重建、角度和滑动螺钉接骨板。
(1) 中和接骨板(neutralization plate):中和接骨板用于保护各种外力下的拉力螺钉固定。 长骨骨折的扭转和弯曲力太大，单独的拉力螺钉固定不足以克服。接骨板保护了拉力螺钉获 得的折块间加压免遭扭转、弯曲和剪切力的破坏，达到骨折稳定固定允许早期功能锻炼。接骨 板越长，提供的中和能力越大（图1 -9)。
(2) 支撑接骨板(buttressing plate):支撑接骨板用于抵消施加轴向载荷后骨折区的弯曲、压
图1-9中和接骨板 图1-10胫骨上端支撑接骨板
(3) 加压接骨板(compression plate)：加压接骨板可用于复位和固定单独应用拉力螺钉力量 不足的横形或短斜形骨折。接骨板可通过3种方式在骨长轴上实施静态加压：通过将接骨板过 度弯曲、通过应用张力装置，以特殊的接骨板设计通过螺钉孔的几何外形在拧入螺钉时产生轴向 加压（图1-11)。
图1-11加压接骨板
⑷桥接或波形接骨板(bridging or wave plate)：桥接接骨板的目的是维持严重粉碎或多段 骨折的长度和位置。这些骨折常伴有大量的骨折块和广泛的径向移位以及骨周围软组织的显著 损伤。桥接接骨板固定在主要的损伤区以外。在骨折固定时，桥接接骨板可用作复位装置以限 制损伤区的剥离。由于未伤及血供，避免了骨折块失活，故有利于骨折愈合（图1-12)。
桥接接骨板 波形接骨板
图1-12桥接接骨板与波形接骨板
波形接骨板与桥接接骨板相似，最初用于骨折延迟愈合的治疗。这种接骨板具有波状外形， 使得粉碎骨折或假关节区与接骨板之间有一空间，可用于放置自体骨移植物。波形接骨板的弯 曲部分分散了力量，降低了粉碎区的局部应力。波形接骨板亦可用作张力带，在对侧粉碎皮质处 产生加压。这使得波形接骨板成为治疗骨折不愈合的有效工具。
(5) 张力带(tension bandh图1 _ 13示意了张力带原理：①由两弹簧连接的中断的工字梁; ②将砝码置于工字梁中轴，在两侧的弹簧均产生压缩；③将砝码偏心放置于工字梁上，则同侧弹 簧产生压缩，对侧弹簧被施加张力而拉伸;④假如在施加偏心载荷前预先安放一张力带，因其对 抗了原本导致对侧弹簧拉伸的张力，故双侧弹簧均产生压缩。如在骨折固定时于张力侧放置内 固定物，则在负载时，因内固定物对抗了张力，故可将偏心载荷转化为骨折端的压力，有利于骨折 愈合O
钢丝、索、不可吸收缝合线、接骨板等均可用作张力带。张力带可用于某些特殊部位的固定，
如股骨大转子、肱骨大结节、尺骨鹰嘴、髌骨。在这些骨折中，偏心的肌肉拉力迫使骨折骨的关节 表面对抗相应关节另一骨的表面，骨折端成为杠杆的支点。克氏针、斯氏钉、松质骨拉力螺钉用 作附加固定以防止骨折端剪切、平移或旋转移位。由于它们平行放置，光滑的钉或螺钉杆可作为 骨折块动态加压时滑动的轨道。
1 - 13张力带图示
(6)动力加压接骨板(DCP):动力加压接骨板通过螺钉孔的特殊几何形状产生2种基本功 能：①自主的轴向加压;②允许以不同的倾斜角度置入螺钉。Perren及其同事设计的螺钉座为 一倾斜和水平的圆柱面以钝角相连，允许螺钉头向下和水平移动以产生轴向加压。置于斜面的 螺钉使接骨板相对骨水平移动直到螺钉头到达两圆柱面的交汇处。此时，螺钉与螺钉孔具有最 佳的接触确保了最大的稳定性，并在接骨板上产生张力，而在骨上产生轴向压力（图1-14)。
图1-14动力加压接骨板(注意其斜面）
DCP在实际使用中可根据螺钉的放置起到中和、加压或支撑作用。在中和模式，螺钉放置 于相对中心位置。实际上，这一位置有0. 1 mm的偏心，接骨板因此产生水平移位而导致最小限 度的轴向加压。在加压模式，螺钉在接骨板离开骨折端的螺钉孔中偏离其最终到达的位置1. 0 mm 拧入。当螺钉抒紧时，螺钉头沿斜面滑动，导致接骨板的水平移位(1.0 _)。如另一骨折端已固 定于接骨板上，则骨折端可产生加压。若骨折端达到解剖复位，这一方式可产生最大600 N的轴向 压缩力。一枚螺钉加压可产生1 _的移位，而螺钉孔的水平道允许再有1. 8 _的滑动，因此可 在下一螺钉孔拧入第二枚螺钉进行加压而不会被第一枚螺钉阻挡，此时再次发生1. 0 mm的水平移 动。这有时被称之为&双重加载&(double loading)。在支撑模式，螺钉被偏心置人最接近骨折端的 7JC平螺钉道中。这一位置导致施加轴向载荷时接骨板不产生水平移动。在某种情况下，螺钉位置 可能不垂直于接骨板。DCP的设计允许螺钉放置时有纵向25&、横向7&内的倾斜。
DCP的缺点是接触面积大，容易干扰骨膜血供从而导致接骨板诱导的骨质疏松，也可能导 致接骨板下死骨形成。最终在骨折愈合后可能会增加去除接骨板后的再骨折可能性。另一个缺 点是由于接骨板中心两侧的螺钉孔斜面的方向指向一个方向，这些斜面彼此对抗,所以仅能对一 侧进行加压。
由于整块接骨板的宽度一致，故在螺钉孔处应力增加，降低了刚度，导致整块接骨板刚度不
均，接骨板受力后先在螺钉孔处发生弯曲而不是平均分配，这增加了内固定断裂的危险。
(7)有限接触动力加压接骨板(LC-DCP):有限接触动力加压接骨板是为了纠正在DCP上 发现的某些设计缺陷改良而成的。相较于DCP，设计上主要有3个区别。首先，接骨板的边是倾 斜的，构成一梯形横截面且在底部有弓形凹槽，这减少了接骨板与骨表面骨膜的接触面积，减轻 了对血供的干扰。凹槽的存在允许骨痂在接骨板下形成，降低了骨折端的应力集中。第二,螺钉 孔由两个倾斜和一个水平圆柱面组成，它们以相同角度汇合，允许两方向的加压，因此，可在螺钉 孔间的多处实现加压，这在治疗某些多段和粉碎骨折时有价值。第三，由于有了凹槽，接骨板在
螺钉孔之间和螺钉孔处的刚度相对接近，这使得应力的分配更平均，不易在螺钉孔处发生变形
(图 1-15)。
图1-15 LC-DCP正面、背面及斜面观
(8)点状接触(Schnhli)装置；SchuhU装置由一具有3个尖端的螺帽和一个垫圈组成。它的 功能是将皮质骨螺钉锁定于接骨板上，并将接骨板抬高离开骨，减少对骨膜血供的破坏。连接螺 钉的螺帽将螺钉以90&角锁定在接骨板上，产生一个固定角度的结构。这一装置可有效对抗轴向 和扭转载荷（图1-16)。
图1 - 16 Schuhli装置示意图
(9)管状接骨板(tubular plate):半管状接骨板是AO的第一种自加压接骨板，通过将螺钉 偏心置入椭圆形螺钉孔提供加压。半管状接骨板厚1 mm，易变形、易疲劳断裂，尤其在高应力 区。主要适于对抗张力，如用于骨盆开放损伤的治疗。1/3管状接骨板通常在外踝骨折的治疗
图1 - 17 1/3管状接骨板 图1 - 18 1/4管状接骨板
(10)重建接骨板(reconstruction plate):重建接骨板在其侧面设计有凹槽，可在任何需要的 平面塑形。主要用于骨盆骨折，也可用于固定肱骨远端、锁骨和跟骨骨折。重建接骨板强度相对 较低，更易于塑形。由于其具有椭圆形螺钉孔，故提供了一些自加压(图1-19)。
图1-19各种重建接骨板
(11) 角度接骨板(angled plates)：角度接骨板于20世纪50年代研制，主要用于股骨近端和 远端的固定。它们为整体设计的带U形刃部的接骨板，刃部和接骨板之间呈一 95&或130&的固 定角度。接骨板的柄比刃厚，可对抗高应力。目前临床使用较少，正逐步被动力髋螺钉(dynamic hip screw, DHS)和动力n螺钉(dynamic condylar screw，DCS)所取代。
1) 130&角接骨板：该接骨板最初设计用于股骨近端骨折的固定，具有不同的长度。4〜6孔 接骨板用于粗隆间骨折，9〜12孔用于粗隆下骨折。刃部的放置最为关键，置于股骨头张力和压 力骨小梁的交汇区下方(股骨矩上方6〜8 mm)股骨颈中心，置人时应避免前后成角（图1-20)。
2) 95&角接骨板：该接骨板设计用于股骨髁上或股骨远端双髁骨折，其长度亦取决于骨折类 型。亦可用于粗隆下骨折。该接骨板刃部的放置要求高，一旦置入，不能旋转（图1-21)。
图1-20 130&角接骨板 图1-21 95&角接骨板
(12) 滑动螺钉/加压接骨板（sliding screw/compression plates)
1) 动力髋螺钉(DHS): DHS系统主要用于股骨颈基底部、粗隆间和部分粗隆下骨折的内固 定。DHS装置由两个主要部分组成，一枚大直径的中空拉力螺钉(Richard钉)拧人股骨头，另一 具有角度套筒(常为130&)的侧方接骨板紧贴股骨干放置。它采用了动力加压原则，即将负重和 外展肌活动的生理性力量通过螺钉在套筒中的滑动转变成对骨折端的压缩(图1-22)。
图1 - 22 DHS接骨板与Richard钉
使用DHS时，有两点必须明确：第一是只有拉力螺钉螺纹和套筒通过骨折线才能产生对骨 折的加压;第二是拉力螺钉必须在套筒中有足够的滑动空间才能使远近骨折端间隙充分接触并 产生加压。
2) 动力髁螺钉(DCS): DCS系统基本上具有与95&角髁部接骨板相同的设计概念，只不过刃 部被Richard钉所代替。钉板角度固定为95&，接骨板外形与股骨远端的解剖匹配。该接骨板可 用于固定股骨髁上和髁间&T&、&Y&形骨折(图1 - 23)。
图1 - 23 DCS接骨板与Richard钉
(13) 点状接触内固定系统(point contact fixator, PC - Fix)：常规的AO/ASIF加压接骨板 严重影响了板下骨皮质的血供，不可避免地导致与之相应的骨质疏松和延迟愈合。尽管LC- DCP减少了接骨板与骨的接触面积，但是接骨板下的骨坏死仍然存在，而且不能阻止钢板下可 能的感染播散。为减少对血供的破坏及与内植物相关的感染的可能性，1995年，AO/ASIF的研 究小组设计了 PC-Fix系统。该系统可以通过减少骨与接骨板之间直接接触的面积，最大限度 地保留骨与软组织的血供，从而促进骨折的愈合。虽然PC-Fix系统与普通接骨板类似,但它的 生物力学特征与后者却完全不同，它在功能上可以被理解成一个内置的外固定支架(图1 - 24)。
图 1-24 PC-Fix 镙钉
左：PC - Fix I ;右：PC - Fix n
PC-Fix系统最主要的特征是锁头螺钉(locking head screw，LHS)。PC-Fix的螺钉头是圆 锥形的，不带(PC-FixI)或带有双螺纹(PC-FixII)，可以自锁于接骨板（图1-25)，与接骨板成 为一个整体，转移钉与接骨板之间的力矩。纵向的应力可以通过钉直接传导到骨折的两端，而 LC-DCP则是靠骨与钢板之间的磨擦力来实现应力的转移。LHS可以使接骨板与骨面之间紧 密接触，故使用单皮质螺钉也不至于影响内固定的坚强性和稳定性，几乎避免了对髓腔内血管的 破坏。钉与接骨板之间的锁定最大限度地减少了两者之间可能的磨擦，而该摩擦可释放出金属 离子，从而引起与材料相关的机体反应。PC-Fix系统的另一个特征是与骨接触的球切面。它
与骨的点状接触减少了对骨膜血供的破坏。与常规的接骨板相比，PC-Fix不需要与骨之间加 压接触来产生磨擦力，锁定的点状接触可以达到坚强固定的目的。
图1-25点状接触接骨板的下表面
(13) 微创固定系统（less invasive stabilization system, LISS) ： LISS 是~■类新兴的基于 AO/ ASIF&微创手术&(minimally invasive surgery)原则的内固定系统，主要用于治疗股骨下段骨折， 由R. FHgg等研制，该系统融合了交锁髓内钉与生物接骨板技术两者的优点（图1-26)。
图1-26 LISS股骨下段接骨板与定位器
LISS接骨板的外形与股骨下端外侧的解剖匹配，螺钉的位置和角度都经过精确的设计，不 仅能以最佳方式支撑和固定接骨板，而且不会穿透髁间窝，也不会穿至髌-股关节面。使用时通 过间接的闭合复位，以小切口在定位器的引导下，置于骨膜外，不必大范围暴露骨折部位。单皮 质锁头螺钉、接骨板与骨面之间的无压力接触、小切口为LISS的特征。
(15)锁定加压接骨板(locking compress plate，LCP): AO/ASIF-LCP系统是在加压接骨板镙钉
和交锁髓内钉基础上研制的一种最新的接骨板-螺钉系统，它融合了加压接骨板与交锁髓内钉两种技 术的优点。这种独特的内固定系统可以被用作加压接骨板产生轴向加压，也可被用作锁定的内固定 支架而不影响血供，还可以同时应用这两种技术，既作支架，又能加压(图1 _ 27、图1-28)。
图1 - 27锁定加压接骨板及其蟪钉孔与锁定螺钉头
图1-28分别用于肱骨远端、近端及胫腓骨的LCP
如图1 - 29所示，LCP系统有两种锁头螺钉，即自钻/自攻型锁头螺钉（self-drill/self-tapping LHS, SD/ST-LHS)和自攻型锁头螺钉（self-tapping LHS，ST-LHS)。SD/ST-LHS 用于单皮质
固定，螺钉尖部为钻头样设计，有攻丝和锥形双螺纹的螺钉头，这种螺钉较易穿入骨质而不产生 高热量;ST-LHS除尖部没有钻头样设计外，其他与SD/ST-LHS完全相同，可用于单皮质或双皮 质，通常用于干骺端。螺钉头与接骨板螺纹孔锁定后成为一个整体，足以使成角固定和螺钉的轴 向固定一样坚强。此系统的加压固定孔也可以单独使用，而此时与经典的加压内固定无异。单 用还是联合应用要取决于具体的骨折类型。
图1-29自钻/自攻型锁头螺钉 (左）和自攻型锁头螺钉(右）
LCP的发展是建立在LC-DCP、PC-Fix和LISS的基础之上，实际上，它是多种内固定技术与 临床研究经验成果的结晶。尽管它融合了 PC-Fix和LISS的优点，但其远期疗效还有待于长期 的临床实践来验证。同时LCP增加了外科手术操作的难度，需要有丰富经验的医生来做，否则 有可能会适得其反。LCP的局限性在于只能用于四肢的长骨骨折。
3.髓内(intramedullary nails)
许多骨科先驱都使用过髓内钉治疗股骨颈骨折，亦有使用髓内固定治疗股骨颈骨折不愈合 的个案报道，这可以看作是对髓内固定的有益探索。这些对髓内固定的早期尝试使用的材料包 括骨栓、钻头、银钉，甚至有人使用象牙栓。Lambotte曾记录了使用长髓内钉治疗移位的肱骨颈 骨折。20世纪初期，英国的Ernest Hey Groves使用厚重的三边或四边髓内钉治疗股骨、肱骨和 尺骨骨干骨折。但由于其感染率太高，甚至使他在同事中得到一个&败血症Emie&的绰号。20世 纪20年代，Smith-Petersen使用三翼钉（图1-30)作为髓内固定治疗头下型股骨颈骨折，成为此 后40多年对该类损伤的标准治疗方法。1940年，Lambrimid丨推荐在长骨的髓腔内使用针和细 实心棒固定。在此基础上，Rush兄弟研制了一系列弹性钉，至今仍偶有使用。
真正意义上的现代髓内钉技术由德国的Gerhardt Kuntscher与Fischer教授及工程师Ernst Pohl于20世纪30年代发明。Kuntscher开始使用V形髓内钉，随后改用截面为苜蓿叶形的髓 内钉，并在二战中大量使用。由于书稿在空袭中毁坏,Kiintscher直到二战结束时才出版其第一 部髓内钉专著。二战结束之后的几年，欧洲一度出现髓内钉热，导致了髓内钉的过度使用，出现了 一系列并发症。以至于此前极力赞扬KUntschei■髓内钉的著名创伤外科医师Iienz Bohler教授也将 髓内钉限制在股骨骨折使用,因为他认为在其他长骨使用弊大于利。可能是因为Hey Gmves使用髓 内钉的不良记录，保守的英国人对Ktotscher似乎更有偏见，日出版的《柳叶刀》杂志甚 至刊载了一篇对KOntscher技术轻率而不成熟的匿名批评文章。但KOntscher并未受到影响，仍致力 于髓内钉的研究，先后研制成功股骨和胫骨的交锁髓内钉、用于髓内截骨的髓内骨锯、用于胫骨远端 的膨胀钉、用于粗隆部骨折的&信号臂&钉、空心柔性髓腔扩大器等。1972年，Kiintscher在修订新一版 的髓内钉专著时去世。此后，KOntscher的设计和技术被AO组织进一步改进。Klemm、Schellmann、 Grosse、Kempf等人在吸收Kuntscher技术精华的基础上研制T目前我们使用的交锁髓内钉。
(1)髓内钉的外形：早期的髓内钉都是直的。而长骨如股骨是有生理弧度的，故只能使用硬 的髓腔扩大器和小直径的钉。带有向前弧度的股骨髓内钉更符合股骨的正常解剖，配合使用柔 性髓腔扩大器减少了扩髓时移除的骨量，简化了髓内钉放置。不过，最新的股骨髓内钉弧度被设 计成小于股骨的平均生理弧度，这导致轻微的钉-骨错配，可部分控制骨折端的平移、旋转和成 角。这在非交锁髓内钉比交锁髓内钉更重要。
早期由Kuntscher研制的髓内钉横截面呈V形（图1-31)。后被改良为苜蓿叶形横截面，增 加了髓内钉的强度，并有一贯穿全长的狭槽，当置人髓腔时，髓内钉向狭槽压缩，但因为压缩量在 钉的弹性形变范围，故钉可压于骨内表面，增加了髓腔内的摩擦控制。但狭槽降低了髓内钉的扭 转刚度。当钉-骨复合体负载时，允许骨折端微动，可增加骨痂形成。而且当钉与髓腔不能完全 匹配时，适度的微变形可以减少医源性骨折的发生。苜蓿叶形髓内钉经过数十年的广泛使用，取 得很大成功。有些髓内钉没有狭槽或是具有其他的横截面外形，没有狭槽显著增加了钉的扭转 刚度。不适于扩髓或髓腔较小时可使用小直径髓内钉。扩髓或置入髓内的内固定物破坏了长骨 的髓内血供，但苜蓿叶和凹槽设计使得内固定物和骨内面之间存在空间，故髓内血供可以迅速 重建。
图1 - 31 V形钉与苜蓿叶截面髓内钉
(2)扩髓技术：长骨的髓腔通常有一狭窄区域，称之为峡部。在扩髓技术出现之前，髓内钉 的直径受髓腔峡部直径的限制。Klintscher发明扩髓技术后，允许放人更大直径的髓内钉，增加 了钉骨接触面积，增加了骨折固定的旋转稳定性。具有相同横截面外形的大直径髓内钉比小直 径髓内钉具有更大的刚度和强度。但实际上，直径和强度之间的关系并不是线性的，因为不同的 制造商生产的髓内钉壁厚不一致。只要改变壁厚，不同直径的髓内钉可以保持相同的刚度。例
如，12 mm直径髓内钉的壁厚为1. 2 mm，而14 mm和16 mm直径髓内钉的壁厚为1. 0 mm。
用于扩髓的髓腔扩大器直径大于钻头，因为它们的主要目的是扩大一个已经存在的孔道。 髓腔扩大器可以是前部切割、边缘切割或两者均有。扩髓的过程很直接，由小到大选择髓腔扩大 器头直到达到预期的髓腔直径。髓腔扩大器的转速为钻的2/3，如果有咔嗒声，则表示切割不均 匀，会产生震动，最终导致扩大器头变钝或损坏。扩髓时增加了髓内压力和皮质骨温度，前者导 致挤出的髓内产物增加，后者导致皮质和髓内血管损伤。
(3)髓内钉的类型
1) 非交锁髓内钉(unlocked intramedullary nails)：非交锁髓内钉为第1代髓内钉，无螺钉或 固定针。该型髓内钉允许钉-骨界面滑动，可支撑弯曲力，允许轴向载荷传达到骨上。这种髓内 钉不能控制轴向和旋转载荷。适用于复位后具有内在轴向和旋转稳定的骨折（图1-32)。
图1-32非交锁髓内钉
2) 交锁髓内钉(locking intramedullary nails)：第1种交锁髓内钉由Modny于1952年研制。 该钉有一&X&形臂，在臂之间有一系列规则的孔，由于钉孔位置接近且直径比锁钉大，所以钻孔 时可以不使用瞄准装置，从各个方向均可拧入螺钉。该钉为直钉、实心，故不适于闭合穿钉。交 锁髓内钉真正广泛使用是在Klemm和Schellman完善了交锁髓内钉设计之后。他们所设计的髓 内钉为空心，有弧度,具有锥形尖端，可以闭合穿钉。锁钉孔位于两端，减少了对骨折区的干扰并 扩大了固定范围。该钉的圆柱状近端内有螺纹，可连接置钉器、打拔器和近端瞄准装置。不同厂 家的髓内钉其锁钉的位置和方向有所区别。目前，交锁髓内钉成功用于治疗粉碎和旋转不稳定 的股骨和胫骨骨折(图1 - 33、图1 - 34)。
图1-33股骨交锁髓内钉
1-34胫骨交锁髓内钉
3) 第2代交锁髓内钉（second-generation locking nails)：第1代交锁髓内钉对于固定小粗 隆下1 cm至膝关节上10 cm范围的股骨粉碎骨折非常有效，但对小粗隆以上的骨折难以提供理 想固定。且该型钉的强度不足以为粗隆下骨折提供足够安全持久 的固定。而且近端锁钉拧入髓内钉后在钉-孔之间无滑动，使得粗 隆间或股骨颈骨折断端之间无法加压。为克服这些缺陷，研制了 第2代交锁髓内钉。第2代交锁髓内钉近端扩大以容纳两枚更大 直径的拉力螺钉。钉近端的直径扩大，壁增厚增加了钉的强度，再 加上螺钉设计的改进，使得第2代髓内钉对粗隆下骨折具有更好 的固定。近端拉力螺钉加上远端锁钉可以有效固定同侧的股骨颈 或粗隆间和股骨粉碎骨折（图1-35)。
(4)交锁髓内钉的使用技术
1) 闭合穿钉(closed nailing)：交锁髓内钉闭合穿钉时先将导 针置入，使其通过骨折区，再套入柔性髓腔扩大器按照骨的正常弧
度进行扩髓，扩髓完成后即可通过导针置人髓内钉，为安全到达远Sl_35帛2代交锁&内
折段，髓内钉被设计成具有锥形尖端，且导针亦应完全填充髓内钉 、
的内孔。由于不能直视复位，要达到旋转骨块的准确复位就必须确保远端肢体在骨折床上位置
准确。骨干中段的骨折因在骨折远近段均有足够的内面接触，随着髓内钉的置入有望自动复位。
相反，极近或极远端骨折在置入髓内钉时有可能产生成角。当远折段较短时，应在远折段使用两
枚锁钉，否则远折段可能会绕着螺钉旋转，从而在骨折区出现活动最终导致骨折不愈合和内固定
断裂。在非粉碎性骨折，主要的远近骨折段靠紧即能恢复骨的正常长度。如果粉碎骨折复位后
远近折段接触面积少于50%，则将发生短缩。标准的非交锁髓内钉仅仅作为髓内夹板，无法预
防因肌肉的轴向挤压和负重导致的短缩，但在治疗简单和轻微粉碎股骨和胫骨中段骨折时取得
优异结果。由于髓内钉和骨分担了载荷，故愈合坚强，内固定去除后很少发生再骨折。接骨板固
定常见的皮质下骨萎缩在髓内钉固定时也很少见;接骨板取出后螺钉孔处会产生应力集中，直到
螺钉孔由骨质填充，非交锁髓内钉因无钉孔故无此问题。通过采用闭合穿钉技术避免了骨折部
的手术暴露，保持了皮肤和软组织的完整及骨折部的骨膜血供，将周围软组织的额外手术损伤降
到最低，促使肌肉早期康复并降低了潜在感染率。
2) 静力交锁或动力交锁（static or dynamic
locking)：在交锁髓内钉远近端均置人锁钉，可控制骨
的长度和骨折段的旋转。由于螺钉防止了两主骨块的
滑动，这种固定方式称之为静力模式（图1 - 36A)。这
是桥接模式的一个实际例子，用于明显粉碎和有骨丢
失的骨折。由于担心两端均锁钉会妨碍轴向加压并最
终损害骨折区的塑形。因此，有人建议在影像学检查
出现骨痂后8〜12周内移除一侧螺钉。然而，一些在X
线下能见到骨痂的愈合中的骨折并没有强大到足以对
C 抗移除一侧锁钉后的轴向载荷，而这将导致肢体短缩和
内固定伸出。同时有研究显示，通过移除一侧螺钉实现
动力化对骨折的满意愈合和塑形并不是必需的。当锁 图I-36 ■力交锁(A)和动力交锁(B、C)钉仅放入髓内钉一侧，这种固定方式称之为动力模式
(图1-36B、C)。这种类型固定仅对那些两主骨块至少有50%皮质接触的骨折适用。未锁定的一 端进人较长的骨折段扩髓后的髓腔，可以起到夹板的作用。但如动力固定被不恰当地用于两骨折 端之间皮质接触不够的骨折，则将发生移位和继发的不稳定。肌肉活动导致的轴向力和负重会导 致旋转或蝶形骨块的移位。大部分静力或桥接模式的固定均可以达到良好的骨折愈合，故动力化 固定不应过度使用。
3. 其他类型内固定
(1)钢丝：对某些骨折可采用钢丝（图1-37)行张力带固定，如髌骨、尺骨鹰嘴、股骨大转 子等，也可与克氏针联合应用。对于长骨骨折粉碎骨块用其他方法不便固定者，也可结合采用 钢丝环扎粉碎骨块。
图1-37钢丝
(2) 骨圆针：一般由不锈钢制成，一头尖一头钝，不同规格骨圆针具有不同直径。一般将直 径小于1. 5 mm者称为克氏针(Kirschner wire)，可单独用于固定指骨、趾骨、掌骨、跖骨、尺桡骨、 肱骨髁上、肱骨外科颈、股骨颈等处，也可结合钢丝固定髌骨、尺骨鹰嘴、股骨大转子、肩锁关节 等，亦可用于临时固定，如Pilon骨折小骨块复位时的临时固定;直径大于1. 5 mm者称为斯氏钉 (Steinman pin)，常用于骨牵引也可用于某些骨折的固定（图1-38)。
(3) 弹性钉：如Ender钉(Enderpin)插入髓腔后依靠钉本身弹性维持骨折复位后的位置，可 用于股骨颈基底部、股骨粗隆间或粗隆下骨折。但有学者报道以Endei■钉治疗股骨颈基底部骨 折固定全部失败，治疗不稳定粗隆间骨折时有50%发生超过2 cm的松动、远期膝关节痛和旋转 畸形。目前已较少使用（图1-39)。
图1-38克氏针与斯氏钉
二、外固定
外固定是相对于内固定而言，即一般将固定物放置于体外对骨科的各种病损进行固定。尽 管随着工业和科技水平的发展，对内固定的研究取得很大进展，内固定的材料选择、加工工艺、设 计等也大大进步，且内固定的应用日益广泛，但外固定因操作相对简单、价格相对低廉、使用相对 方便而仍然在骨科固定中占有一席之地。外固定一般用于较简单的骨与关节损伤及骨科手术后 辅助固定或无法使用内固定时，或某些畸形矫正后或骨病的制动等。
(一）外固定的种类
1.石膏固定技术
最早记载石膏用于骨折固定的是英国驻土耳其 Bassora的外交官Eaton，他在1798年出版的《土耳其帝国 游'资J^Survey of the Turkish Empire)一^书中写道：&我看
见帝国的东部有一种治疗骨折的方法，我认为值得欧洲的
外科医生注意。骨折复位后，将患肢放入一个装满熟石膏
(或生石膏）的盒子，获得与肢体外形确切相符而无明显压
迫的固定，几分钟后，石膏固化并变得坚实。这一物体可以
用刀容易地切下并移除，再做另一个。当肿胀消退，石膏的
内腔相对肢体来说太大，此时，可通过石膏上的一个或几个
洞倒入液体石膏，填充空腔并使石膏与肢体确切贴敷。可 以预先在需要开洞的地方放置涂了油的软木塞或木块，当图1-40 Eaton所记载的石Jfgl定法
石膏硬化后可以把木塞拿走。假如石膏里没有石灰那它不会造成任何损伤，它很容易干固且轻 巧。肢体可以用酒精擦洗，因为酒精可以通过表面渗透下去。我看见一例被炮打伤的严重的大 腿与小腿复合骨折就是用这种方法治疗的。那人的石膏从足跟下直到大腿上部&（图1-40)。
Hubenthal的石膏是将肢体放入一纸板槽，在顶部和底部包上毛巾，倒人石膏，仅仅包绕后 半肢体。等这一半石膏干固，则修平边缘，随后涂上油做第二块前侧石膏。这样就有了一个二等 份的石膏,可以用绷带绑在一起,也可在伤口感染或需要减张时很容易分开。
1852年，荷兰的Mathijsen出版了有关石膏应用于骨折的一种新方法，将干石膏粉撒在棉或 亚麻布料上制成石膏绷带卷，大量用于战伤的固定后送。
自从石膏绷带发明以后，就大量应用于矫形外科，以至于Scharz说：&没有石膏，就没有矫形 外科。&
随着科学的进步和工业的发展，以及对骨关节损伤机制研究的进展，陆续出现了一些新的固 定方法、器材，但传统的石膏绷带外固定由于价格便宜、使用方使、塑形好、易于维持三点固定等 优点仍然应用甚广。外固定的石膏具有微孔，可透气及吸收分泌物，对皮肤无不良反应，适用于 骨关节损伤及骨关节手术后的外固定，易于达到三点固定的治疗原则，固定效果较好，护理方便, 且适于需长途转送的患者固定。
目前，石膏绷带均有制成的商品，将胶质黏合剂与石膏粉完全混合后牢固黏附在支撑纱布
上制成，不仅节省材料，且绷带的处理更为清洁和舒适，性能远比传统石膏绷带优越，应用广泛
(图 1-41)。
石膏应用时分为衬垫石膏和无衬垫石膏两种。衬垫石膏是指在应用石膏绷带之前在体表敷 棉织物或绵纸等软垫，关节或骨突部重点加垫，以防压迫，多用于骨关节手术后及估计肢体可能
肿胀加重时的外固定。无衬垫石膏指仅在边 缘部和骨突部使用绵纸作薄层环绕或衬垫， 而其他部分皮肤和石膏绷带直接接触。无衬 垫石订固定确实可靠，主要用于骨折手法复 位后估计肢体肿胀可能性小的外固定。
(1)常用石膏绷带的类型
1)石膏托：将石膏绷带来回折叠成8〜 12层的条状，于冷水桶中浸透,在平板上抹平 后，加或不加衬垫，放于肢体一侧，然后用纱 布绷带包扎，使之成型而达到固定目的。石 膏托的宽度一般以能包围肢体周径的2/3左
右为宜。若使用2个石膏托置于被固定肢体的屈、伸侧固定，则称为石膏夹板。
2) 石膏管型：以石膏托为基础，加用石膏绷带缠绕成管状以固定肢体的方法为石订管型。 石膏管型固定作用可靠，适用于肿胀不严重及继发肿胀可能性小的上下肢骨干骨折，为防止肢体 肿胀导致血液循环障碍，可于侧方纵形剖开再加绷带包缠。
3) 躯干石膏：以石膏条带与石仃绷带相结合包缠固定躯干部的方法称之为躯干石膏，有时 也称石膏床。常用的躯干石膏有头胸石膏、颈胸石膏、石膏围领、肩人字石膏、石膏背心、石膏腰 围及髋人字石膏等。
(2) 关节固定的功能位置
1) 肩关节：外展60&〜90&，前屈30&〜45。，外旋15&〜20
2) 肘关节：屈曲80&〜90&，前臂中立位。
3) 腕关节：背伸30&，尺偏5&〜10&(示指与前臂纵轴在一直线上）。
4) 拇指关节：对掌位
5) 手指关节：掌指关节140，近侧指间关节130，远侧指间关节150
6) 髋关节：外展10&〜15。，前屈15&〜20。，旋转0&。
7) 膝关节：屈曲5&〜20
8) 距小腿关节：保持90
(3) 石膏固定的注意事项
1) 维持石膏固定的位置直至石膏完全凝固；为了加速石膏凝固，可用灯泡或红外线烘烤，但 应注意防止烫伤。
2) 搬运伤员时应注意避免折断石膏。
3) 石膏凝固后应抬高患肢，防止肿胀，开始未固定关节的功能锻炼。
4) 密切观察肢体远端血液循环、感觉和运动情况，如有麻木、发凉、苍白、发绀、肢体末端被 动牵拉后剧痛等情况，应及时将石C纵形全层剖开松解，继续观察，若无好转，应拆除石膏，紧急 处理血运障碍。
5) 肢体肿胀消退后，如石膏松动，不但失去固定作用且易产生剪切力，故应及时更换。
6) 天气冷时注意石膏固定部位的保暖，以防患肢远端受冷肿胀。
目前市场上出现的聚酯纤维绷带或夹板（图1-42)，可以作为石膏的良好替代品。该型材料 有定制的各种规格的托或卷，使用时浸水即用。具有固化时间快、浸水时间短、清洁、无粉尘、轻 便、强度高、透气性能好、可透X线不影响影像学检查等优点。但价格较贵，限制了其使用。
图1 - 43 Malgalgne报道的爪形装置 图1 - 44 Keetley报道的外固定装置
Parkhill于1897年报道了一种组合型框架外固定器，其外形已经非常接近我们目前使用的 外固定器，并报道了用该型外固定器治疗的14例病例，主要为股骨、肱骨、前臂和胫骨的假关节 和畸形愈合，成功率为100%(图1-45)。1902年，著名比利时骨科医生Lambotte设计了能调节 的单侧外固定器，受到高度评价。之后，众多学者均对外固定器进行过有益的改进。1938年， Hoffmann出版的著作描述了可在3个平面上进行调整和有牵伸加压功能的外固定器，大大推进 了外固定器临床应用的进程，且深刻影响了此后近30年的外固定器发展。1954年，前苏联 Ilizarov设计了全环式外固定器，不仅用于治疗骨折，还用于治疗骨与关节畸形，以及进行肢体延 长和骨延长，赋予了外固定技术新的生命，使骨外固定技术有了划时代的发展。20世纪60年 代，Burney和Bourgois、Vidal及其同事开始研究外固定器的生物力学原理，使得这一治疗骨折 的方法普遍得到接受。20世纪70年代以来，我国孟和、李起鸿教授，意大利Bastiani，以及AO均 设计了各具特色的骨外固定器。外固定的改良还产生了一个有趣的副产品&&外科骨延长。
图1 - 45 Parkhlll报道的外固定装置
尽管ParkhiU描述的100%成功率没有任何其他人达到，而且内固定技术在20世纪大大改善，但 外固定器仍然在用于急性骨折或脱位提供临时固定、骨折不愈合、骨缺损的治疗方面保留了价值。
(1) 外固定器的组成：外固定器最基本的组成部分是钉，因为它连接骨与外固定器的其他部 分。钉的直径从2. 5 mm到6.0 _不等，可以是末端带螺纹、中部带螺纹或光滑不带螺纹。末端带 螺纹的钉从一侧皮质进入，通过邻近皮质在远处皮质抓牢;中部带螺纹的钉可从一侧进入，对侧穿 出，两侧均与外固定器连接;光滑的钉较少使用。
第2个基本组成部分是将钉或针连接到连杆上的装置。常用的是夹具。可分为单一夹具和 组夹具。单一夹具连接一枚针或钉，组夹具可将2〜3枚一组的针或钉连接到连杆上。
第3个基本组成部分是连杆。连杆大多是由不锈钢、铝合金或碳纤维制成。在一些模块系统， 夹具和连杆构成单一的部分,使用一个万向球关节将夹具部分与杆部分连接。
(2) 外固定器的分类：如图1-46所示，根据几何外形，可将外固定器分为6种：
图1-46外固定器的几何外形
1) 单边式：钢针或钉仅穿过对侧骨皮质，在肢体的一侧用连杆连接。Hoffmann外固定器为 其代表（图1-46A)。
2) 双边式：钉贯穿骨并从对侧穿出，在肢体两侧分别用连杆将钉尾连接。AO外固定器属 于此类型（图1-46B)。
3) 四边式：肢体两侧各有2根伸缩滑动的连杆，每侧的两杆之间亦有连接结构。该型外固
定器稳定性最好，但调整灵活性差（图1-46C)。
1) 半环式：可供多向穿针，半环上安放固定夹。这类外固定器稳定性好，适用于严重开放性 骨折和骨不连以及肢体延长。国内李起鸿的半环槽式外固定器属于此类型（图1-46D)。
2) 全环式：这类外固定器呈全环状套于肢体，可供多向穿针。Ilizarov外固定器为其代表 (图 1 - 46E)。
3) 三角式：亦称三边式，可供2或3个方向穿针，多采用半针或全针结合的形式实现多维固 定。AO三角式管道系统为其代表（图1-46F)。
目前，Bastiani型单边外固定器使用较多（图1 _ 47〜图1 - 50)。
图1 - 47 Smith*Nephew公司的单边外固定器 图1 - 48 Orthofix公司的环状外固定器
图1 - 49 Smith & Nephew公司的 图1 - 50 Orthofix公司的单边超腕关节外固定器
Ilizarov外固定器
(3)外固定器的适应证
1)开放性骨折：以往曾认为新鲜开放伤口使用内固定会增加急性感染和慢性骨髓炎的发 生，但后来的研究表明大部分开放性骨折可以在彻底清创后即刻使用内固定，这导致外固定器的 使用大大减少。不过由于外固定器拆卸容易，它仍适用于严重开放伤伴大量软组织损伤的治疗。 一旦所有失活软组织清除，没有额外的污染，外固定可在有软组织覆盖时改为内固定。尽管晚期
从外固定改为髓内固定，尤其在胫骨可能导致软组织感染和骨髓炎危险增加，但目前尚无证据表 明伤后第1周更改固定有同样的危险，而且亦无证据表明会发生钉眼感染（图1-51)。
图1 - 51 Orthofix公司的外固定器治疗胫腓骨开放性骨折
2) 严重关节周围损伤伴严重软组织损伤：切开复位内固定往往导致灾难性的软组织并发 症，包括全层皮肤坏死脱落和严重感染，最终导致截肢。尤其在胫骨远端，外固定器结合有限内 固定相较于切开复位内固定具有更低的并发症发生率。
3) 多发性严重骨折的不稳定患者：外固定器可提供足够的稳定性允许患者搬运。而且，模 块化外固定器无论在手术室还是在重症监护环境下均可迅速应用。尽管外固定器通常不会一直 用到骨折愈合，但如果必要也可以应用到骨折愈合。当由于不能首先使用髓内钉固定而使用外 固定器治疗股骨干骨折时，可于伤后1周内将外固定改为髓内钉固定。当患者全身情况不允许 在伤后第1周改内固定时，则在手术室去除外固定器，牵引数日以待钉眼污染消退，随后可行髓 内钉固定。
4) 相对适应证：为多发性严重骨折伴有严重 合并损伤的患者，合并损伤包括严重头部损伤伴颅 内压升高和严重肺挫伤伴有换气障碍和呼吸功能 迅速恶化。严重低温和凝血功能障碍患者也适用。 最后，严重骨盆环损伤和血流动力学不稳定患者常 常可以通过使用前部外固定器控制骨盆容量从而 控制腹膜后出血而达到稳定（图1-52)。
5) 其他适应证：包括非创伤和创伤后并发症 和畸形的治疗。具有可调连接器的环形外固定器 可矫正多维畸形。因此，畸形愈合和错位不愈合往 往可通过外固定器成功治愈。导致骨性不稳定的 骨髓炎，常常需要固定以控制感染并最终达到骨性
mi~52 胃&&愈合，此时，外固定器是I的选择。最后，外固定
器还可用于关节融合。
(4) 外固定器的选择：并不是每个医院都有大量的外固定器库存，故选择用途广泛的外固定 器很重要。例如，用于治疗开放性骨折的外固定器就应该在皮肤和夹具之间留有足够的空间以 进行恰当的伤口护理。显然，选择用于矫正多维畸形的外固定器必须可以在多平面实现可控、逐 渐地调整。用于固定关节周围骨折的外固定器则应易于固定小、薄骨片。
(5) 外固定器的护理：恰当的护理可显著降低外固定器钉眼感染的发生率。在应用外固定 器后的最初几天，钉眼可能会有一些血性排出物。应使用无菌敷料覆盖穿钉区并至少每天更换 2次，因为饱和的敷料提供了细菌生长的培养基。每一次更换敷料时，应使用50%正常生理盐水
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