应用骨骺骑缝钉控制骨生长的初步报道

2017-09-15   文章来源:译者:严维 刘天婧 张立军 王恩波(中国医科大学附属盛京医院 小儿骨科)   作者:严维 刘天婧 张立军 王恩波 点击量:13 我要说

译者:严维 刘天婧 张立军 王恩波

编者按

骨骺临时阻滞治疗下肢成角畸形在小儿骨科是一种微创而事半功倍的治疗方法。目前8字钢板导向生长技术已经广泛应用于当今临床的儿童肢体矫形。但对它的发展史我们了解并不多。本文献带领大家追溯从前,体味经典,了解8字钢板的前世,感受Blount等儿骨先驱者们为我们留下的宝贵财富。其中临床应用适应症、置入技术与技巧、并发症避免等内容对当今临床仍具有一定指导意义。

Phemister 在1932年最先报道了阻止骨骼纵向生长的手术方式,用此术式来矫正骨骼过长和成角畸形。在此之前,骨骼短缩手术被有限的采用来平衡肢体长度。骨延长术应用更为广泛,但是并发症更多。考虑到骨骼的生长是一种不可抗的力量,Phemister利用了此特性进行了为数不多的尝试。

1945年出现另一个进步,Haas提出应用一种线圈来阻止骨生长。他先进行动物实验,然后应用于儿童,证实了用线圈结构可以机械地阻止骺板的生长。更重要的是,他证实了当线圈断裂或移除之后骺板生长重新恢复,使其应用前景巨大。Haas建议早期临时生长阻滞,而不要纠结骨端未来的生长和合适的阻滞时机。当畸形获得充分矫正后,即可移除阻滞线圈。

受Haas的启发,本文作者们开始使用R.E. Burns推广的此款骑缝钉。作者(W.P.Blount,first author)在1945年11月14日芝加哥骨科会议上对跨骺板骑缝钉固定的方法做过报告,并由Hodgen和Frantz出版。同时Haas也继续在狗身上做实验,应用钢钉而不用线圈。

骑缝钉最早在美国使用是1903年,但Venable和Stuck报道称在欧洲应用时间更早。钢钉上开槽和打磨以防止脱出导致了许多后果。作者采用骑缝钉来阻滞骺板生长最重要的考虑是移除过程中对骨骼无损伤。简单光滑的金属钢钉已经应用一段时间,各种大小和规格均有尝试。作者们现在应用三枚32英寸的317M不锈钢,Rockwell硬度介于33-35C。钢钉在水压下应用钢模成形,外侧做成斜边。股骨和胫骨有不同规格。骑缝钉腿长约3/4英寸,连接部5/8-7/8英寸[见图1]。

图1

图示小号骑缝钉应用于胫骨近端,大号骑缝钉应用于股骨远端。如果腓骨等其它小骨骼骨骺需要阻滞可选小号。

有效的机械工业设计及批量生产是进一步研究的基础。一位物理学家,一位机械工程师和他们的同伴对此很有兴趣。尝试此方法的骨科医师提供了很多有用的建议,我们也欢迎更多的建议。单独应用一枚重型骑缝钉时,需要移除更多骨质和更精确的定位。该方法适应症较少,且胫骨近端骑缝钉置入有困难。

使用合适型号的骑缝钉可以避免过度的弯曲和挤压。至今,取出钢钉未见严重并发症。取出、重置、增加或移动钢钉都很简单。术后需密切随访,以发现和避免并发症发生。骑缝钉应当用于具有足够生长潜力的患者,从而避免矫正不足。

如果在骨端内、外两侧各置入一枚骑缝钉,可能弯曲和折断[见图4-B]。


图4A-B

如果各应用2枚骑缝钉,会弯曲,偶尔会折断[见图6-D]。


图6-D

2枚骑缝钉的生长阻滞是暂时的和不完全的。如果内外侧各置入三枚钢钉,生长阻滞是立即的和完全的,但钢钉会有轻度的弯曲。可能会出现钢钉漂移或滑动,就像钢丝切割冰块,但对于获得的短缩效果来讲微不足道。也许钢钉滑动是我们期待的,以便保持骺板的生长活力。完全的阻滞可能会导致骺板早闭。

本文作者们通常选用采用三枚骑缝钉为一个单位进行固定,除非有其他的计划。一个下肢膝外翻病例,可在膝内侧置入3-4枚钢钉,外侧置入1-2枚钢钉。外侧生长的加速会平衡肢体内外侧长度,从而逐渐纠正膝外翻。

手术方式

术前患肢腹股沟区至踝关节备皮。大腿中段上止血带;膝部做手术准备,踝关节一下包于小单内。将膝关节至于屈曲30-70度位,以骺板为中心,分别于膝关节内外侧取一长约5-8cm的斜行切口,切开皮肤皮下,暴露骺板。膝关节上方的切口应从前上斜向后下,膝关节下方切口则应从后上斜向前下。为减小瘢痕,可行2个小切口分别暴露股骨和胫骨骺板,从而代替1个长切口。沿纤维方向分开深筋膜,暴露骨膜,保护周围组织。

骑缝钉可在非直视下置入,无需切开软骨组织来暴露骺板。通过两种体位摄片来确认骑缝钉的位置是否合适。确认后沿着骑缝钉切开骨膜及软骨,以便更深的置入钢钉。有研究者倾向于切开骨膜及软骨来暴露骺板。对于10岁以下的患儿,这样做是很有必要的。如果日后想要取出骑缝钉,则避免埋入过深。

股骨远端内侧骺板的暴露最为简单,因为在屈膝时,股内侧肌会向前移动而腘绳肌会向后移动。沿着纤维的方向分离筋膜层。膝关节深度屈曲时,很容易暴露股骨髁后方;而膝关节伸直时,拉开股内侧肌即可暴露股骨髁前方。

暴露股骨远端外侧骨骺稍显困难。注意不要在伸膝位切开阔筋膜。在屈膝位,可在髂胫束背侧纵向切开阔筋膜,此时股内侧肌向前移动,因此无需分离。周围软组织前后活动度良好,易于暴露股骨髁。

膝关节下方切口需要切开更多的软组织。自胫骨外侧进入,在腓骨头前方纵向切开深筋膜。将趾长伸肌纤维束向上,与腓骨及胫腓韧带分开,可进一步扩展切口。通过这个切口可以将骑缝钉置入胫骨的外后方。后侧钉应向前倾斜,以避免钉的远端误入腘窝。如果必须要将骑缝钉置于胫骨前方,则应在非直视下将其置于骨骺舌状突起的后方。之后沿骑缝钉切开致密的韧带组织,将其埋入。此时需特别注意避免骑缝钉误入关节。


图2

在透视下,骺板的位置是弧形的。因此为获得最佳的固定效果,置入股骨骑缝钉时应稍偏向远端,而胫骨近端骑缝钉则应稍偏向近端[见图3]。在股骨远端,位于前方及后方的骑缝钉应略靠向中间钉[见图5]。(骺线是弧形,置入时考虑其走形,下图示骺线外侧AE<BE,则在骺线中段A’E’=B’E’。)

,则在骺线中段a’e’=b’e’。)


图3


图5

等待出片的时候,可以剥离前方骨膜以暴露腓骨近端骨骺,注意保护腓总神经。刮除一半或更多的骺板组织,并利用干骺端的骨碎片填补缺损。过长的腓骨当然无法接受,而腓骨略短没有什么不好。作者认为干骺端刮除的效果非常好,无需应用骑缝钉,但对于小年龄儿童仍需使用骑缝钉。对于他们,标准型号的骑缝钉尺寸过大。

对于胫骨内侧,斜行切开鹅足前部纤维。向后方牵拉缝匠肌和股薄肌肌腱便于置入前方和内侧钉,但没有便于后方钉置入的方法。

若骑缝钉将不再取出,或依据术者习惯,可以直接暴露骺板。纵行切开骨膜和软骨帽,作1英寸长切口,注意在前后位上要将钢钉准确的置入中心。偏向前方会导致膝反张,而偏向后方则会引起屈膝畸形[见图10-C]。通常需置入3枚骑缝钉。该过程无需特殊器械。


图10-C

所有钢钉置入后,需拍摄前后位和侧位片。标准的侧位片有助于确认后方骑缝钉的两侧突起是否位于股骨或胫骨皮质上。要移除位置不合适的钢钉,需要一个特制的楔形弧形平面分离器。将分离器插入骑缝钉下方,避免损伤骺板。移除后仍可重新置入,然后再复查正侧位片。

确认好骑缝钉位置后即可逐层关闭切口。在我们的早期病例中,曾给予管形石膏固定3周。采用短斜行切口则无需固定。

根据我们的经验,需要注意以下几点:

1. 选择合适规格的骑缝钉;

2. 三枚骑缝钉作为一组使用;

3. 术前尽量准确评估骺板的起伏变化;

4. 术中摄片应获得标准的正侧位片。

移除骑缝钉

取原切口入路,切掉瘢痕。固定于骨膜外的骑缝钉很容易定位和移除。埋在骨膜下的骑缝钉可能被大量骨组织覆盖,因而移除比置入更困难。切开并向两侧剥离骨膜,切向凿除增生的骨组织。必要时可在透视下插入直钢针协助定位。接下来可进一步凿除增生组织,但不要损伤骨骺。即使凿除较多量的骨,也几乎不会造成骨骺早闭。注意不要在骺板内额外插入骨组织,这样会造成骨桥形成。

发现了骑缝钉的连接部之后,很容易将楔形分离器插入其下将其起出。用其他工具代替,比如说骨膜剥离子,操作会比较困难。

并发症

在术中透视得到应用之前,出现了一些本可避免的技术性错误。有一例骑缝钉穿入了膝关节。之后我们将其重新插入,并未造成更多不良后果。还有些时候,股骨远端或胫骨近端后方钉位置有误,钢钉的一侧突起并未钉入斜行的骨面。因此,应当将骑缝钉朝向骨的中心置入,这样还可以避免钢钉进入腘窝。这些问题应在手术室内及时发现,并及时更正。如果术后摄片发现一组骑缝钉中的一个没有变化但其临近钢针开始分散,则提示钢针置入不当。

没有定期随访的患者可能出现成角畸形或矫形过度,这可能导致很严重的并发症。对于仍有生长潜力的患儿,如果出现类似情况,可通过重新排列骑缝钉来纠正。

讨论

1862年,Hueter指出减小压力可使骨组织加速生长。7年后,Volkman在Hueter研究基础上提出,异常的压力是导致关节发育不均衡、不对称的原因,异常增高的压力会减慢骺板的发育,从而奠定了跨骺板骨骺阻滞术的理论基础。

毫无疑问,骑缝钉能够阻碍骺板发育[见图6-A to 6-F,8-A to 8-D,9-A to 9-E,和10-A to 10-D],且移除后骺板生长能力可以恢复[见图4-A to 4-D]。Haas提出两个问题:移除钢钉后,(1)生长速度是否小于正常?(2)是否会骺板早闭?本文可在一定程度上回答这两个问题。

对于大部分儿童,移除钢钉后不必过多关注后续生长情况,因为他们多会在一两年内停止生长发育。有13例患者钢钉移除等于或超过6月。听起来似乎应当对他们后续的生长发育情况仔细观察并与“正常”侧对比。然而在这13例中,7例是因长度畸形而手术,6例因成角畸形而手术。有许多患者是同时解决这两种畸形。即使仅考虑纠正长度畸形者,这些数据也没什么意义。因为这些患者要么是手术侧有问题(骨髓炎,见图9-A to 9-E),要么是对侧发育落后(脊髓灰质炎,见图6-A to 6-F)、骺板遭受机械损伤(创伤)或者具有其他异常。

6例成角畸形患者的结果非常值得注意。在移除骑缝钉时,双侧肢体均为对称的[见图8-A to 8-D,10-A to 10-D],而且术后未见畸形复发。

在两例患者中,钢钉移除后在原位留有标记。一例14岁女孩股骨远端骺板在移除后3个月内生长了5mm,之后的13个月里仅生长了3mm,在之后的10个月里未再生长,尽管其骺板尚未闭合。第二例女孩7岁,股骨远端骺线在最初的10个月内生长了2.3cm。这大概是由一过性生长加速有关,与钢钉固定无关。

很难通过临床研究来证实Haas的试验研究。我们同意他的观点:“很难确定经过钢丝或钢钉阻滞后,骺板是否还具有跟以前相同的生长能力。它们的生长能力弱于对侧,但这可能是由血供异常或骺板损伤导致的。我们试验中观察到了一些骺板早闭的现象。”

Haas在实验用狗身上发现阻滞后的骺板生长“不如健侧活跃”,但患儿中往往会“更加活跃”。骑缝钉固定后,骺板会变细,但移除后它会迅速恢复到以前的宽度。此时会出现一过性的生长加速,这可能是由移除钢钉的手术刺激引起的手术本身没有可能引起生长缓慢的环节,而且我们也没发现明显的骺板损伤。Haas的钢钉型号偏大,而他所提到的骺板损伤未必会在儿童中出现。他对于未成年狗应用大钢钉进行单侧肢体骺板阻滞,而我们在临床上用3/4英寸长的骑缝钉进行儿童骺板阻滞,这两者不具备可比性。骺板阻滞对轴向生长的影响较小,对成角畸形的矫正效果则较Haas所述更加明显。

我们的研究未发现骨骺早闭。无论是否移除骑缝钉,手术侧骺板都会提前2-6个月闭合。这可能是由于手术引起的生长加速,而非骑缝钉的直接作用所致。因为对侧往往生长潜力十分有限,故而其影响并不明显。

我们不利用图表去观察骑缝钉移除后的生长能力,原因请先参照以下案例:一名10岁患儿外伤导致股骨中下1/3处骨折,之后畸形愈合并短缩1cm,接下来可能出现下列情况之一:

1. 骨折的刺激导致股骨过长。伤后6个月发现双下肢基本等长。

2. 股骨出现一定的过长,但仍存在1cm的短缩。

3. 股骨过长明显,患侧肢体较对侧过长1英寸(2.54cm)。

连单纯骨折的预后都如此难以预料,那些骨发育异常者的统计数据又能有多少参考价值呢?

最适合观察移除后骨发育情况的病例是10-12岁特发性膝外翻的患儿。此年龄段的患儿成角畸形进展不大。在股骨远端置入3枚骑缝钉后,通常可在3-8个月内彻底纠正成角畸形[见图8-A to 8-D],具体时间取决于畸形的严重程度及治疗期的生长速度。钢钉去除后摄片确认双下肢轴线正常。此后,如果能继续维持正常轴线,则说明钢钉去除后骺板的生长能力仍然与未经阻滞的外侧骺板相同。我们有两例上述情况,随访10个月均未见畸形复发。如果能有更多病例随访至生长发育结束仍未见畸形复发,是非常有价值的。

“对于阻滞时机和部位的选择比手术操作更有挑战”。这是Wilson和Thompson对Phemster骺板移植、刮除和锉灭的感想。骑缝钉技术不但操作简便,还能很好的解决这个问题。

手术时间可适当提前,选择患儿方便的时间即可。畸形矫正后即可移除骑缝钉。

选择固定哪个部位的骺板也不再困难。胫骨近端和股骨远端骨骺可同时阻滞,哪个恢复正常,哪个就可以解除阻滞。

Phemister的文章发表16年后,仍然没有公认的方法来评估生长能力。White的单纯平均年增长,Wilson、Thompson和Straub的因素百分比,以及Green和Anderson等各种各样的预期生长图表,都不能解决个体差异。我们并未放弃这些粗略的估计,它们对于手术计划有一定的帮助。但当骑缝钉置入后,要依据临床结果而非计算值来决定后续方案。其实,时机的选择仅需考虑下面两点:1.骑缝钉置入要足够早(但通常不早于8岁),以保证在发育完成前完成矫形;2.患儿需经常随访以保证在合适的时机移除骑缝钉。

去除骑缝钉的时机也不是通过测量来决定,而是取决于患者行走的情况,尤其对于髋关节不稳定、膝关节僵、马蹄足和其他疾病的患者。检查时应让患者脱鞋,以便观察下肢短缩的情况。对于多发畸形患者,去除钢钉时要考虑到整体的“微调”。

在保证去除后骺板生长能力的前提下,骑缝钉最长的留置时间尚无公论。1945年Phemister提出不应超过两年。我们遵循了这个原则,尚未发现预期之外的骨骺闭合。对于大多数病例来说,超过两年可能也是安全的。关于这方面尚需进一步研究确认。

总结

1、应用骑缝钉固定股骨远端和胫骨近端骨骺可立即且完全阻滞骨骼的纵向生长。

2、此手术创伤小,并发症比其他调整骨骼生长的手术少。

3、成角畸形可在生长期被纠正。膝外翻、膝内翻、膝反屈、屈膝畸形或者复杂畸形都能很快得到矫正。

4、临床中需要注意个别由钢钉固定引起的生长异常,一旦发现可及时重置骑缝钉。

5、去除钢钉后,骨骺恢复生长,如果双侧均无其它病变,固定侧速度与对侧几乎相同。有时患侧肢体生长速度会加快或减慢,这并非由骑缝钉引起。

6、特发性膝外翻获得矫正后不再复发,是钢钉去除后生长速度正常的最好的证明。

7、有几个重要问题仍然需要进一步研究:

A、理想的骑缝钉大小和造型?

B、骑缝钉留置的适宜时间和年龄?

C、影响骨骺闭合的因素有哪些?

D、不同情况下去除骑缝钉后骨骺的生长速度如何?

译者严维 刘天婧 张立军 王恩波(中国医科大学附属盛京医院 小儿骨科)

参考文献

WalterP. Blount and George R. Clarke

JBone Joint Surg Am. 1949;31:464-478.

From the MiluaukeeChildren’s Hospital

Read at the AnnualMeeting of The American Academy of Orthopaedic Surgeons, Chicago, Illinois,
January 26, 1949.

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