損傷與骨折愈合的生物學(xué)原理

關(guān)于損傷與骨折愈合的生物學(xué)原理第一頁，共六十四頁，2022年，8月28日

學(xué)習(xí)目的骨折的診斷、治療、預(yù)后第二頁，共六十四頁，2022年，8月28日

什么是骨折？（定義）骨折：骨承受過度的載荷致使骨的連續(xù)性中斷，使骨的支撐作用喪失，伴隨不同程度的軟組織損傷，并有局部血運損傷。哈佛系統(tǒng)破壞、軟組織損傷，骨膜的血運損傷、骨折端有壞死。應(yīng)用內(nèi)固定會進(jìn)一步損傷骨骼血運。第三頁，共六十四頁，2022年，8月28日

為什么會發(fā)生骨折？（原因）創(chuàng)傷性急性慢性（疲勞性）病理性骨病導(dǎo)致骨強度↓（自發(fā)或輕微外力）正常不會導(dǎo)致骨折的力量常見骨折疏松骨腫瘤（原發(fā)、轉(zhuǎn)移）骨感染（骨髓炎、結(jié)核等）各種成骨不全第四頁，共六十四頁，2022年，8月28日

骨折需要治療嗎？第五頁，共六十四頁，2022年，8月28日

骨折的自然轉(zhuǎn)歸第六頁，共六十四頁，2022年，8月28日骨折愈合是機體對創(chuàng)傷性骨折的生理性愈合反應(yīng)，以恢復(fù)骨骼的完整性，是生物的一種自然反應(yīng)。第七頁，共六十四頁，2022年，8月28日

人骨折后的自然轉(zhuǎn)歸骨干關(guān)節(jié)內(nèi)外形、長度、肢體功能、關(guān)節(jié)功能第八頁，共六十四頁，2022年，8月28日

骨折治療的目的恢復(fù)連續(xù)性支撐功能正常形態(tài)關(guān)節(jié)、肢體及軀干的外形及功能第九頁，共六十四頁，2022年，8月28日

骨折治療的基本原則復(fù)位、固定、功能鍛煉第十頁，共六十四頁，2022年，8月28日AO與BOAO1、骨折的解剖復(fù)位；

2、骨折端間的加壓、堅強內(nèi)固定；

3、無創(chuàng)技術(shù)；

4、早期無痛性功能鍛煉。

AO學(xué)說強調(diào)盡早復(fù)位，使骨折恢復(fù)解剖學(xué)上的連續(xù)性和力學(xué)上的完整性，手術(shù)要求盡可能達(dá)到解剖復(fù)位和堅強的內(nèi)固定，這種觀點幾十年來被全世界廣泛接受，成為骨折治療的AO標(biāo)準(zhǔn)學(xué)說。AO原則雖然也含有無創(chuàng)操作的內(nèi)容，但是，為了達(dá)到堅強固定和解剖復(fù)位的目的，常常以嚴(yán)重?fù)p傷骨的血供為代價，無創(chuàng)操作實際上是不可能的。第十一頁，共六十四頁，2022年，8月28日針對上述情況，AO學(xué)者對其固定原則的科學(xué)性進(jìn)行反思后認(rèn)為,AO技術(shù)的弊端主要是，過分追求固定系統(tǒng)力學(xué)上的穩(wěn)定性，而未重視骨的生物學(xué)特性。從上個世紀(jì)90年代初開始，AO學(xué)者Gerber、Palmar等相繼提出了生物學(xué)固定（biologicalosteosynthesisBO生物接骨術(shù)）的新概念，強調(diào)骨折治療要重視骨的生物學(xué)特性，不破壞骨生長發(fā)育的正常生理環(huán)境。第十二頁，共六十四頁，2022年，8月28日BO1.

通過骨折復(fù)位和固定以重建解剖關(guān)系；

2.

根據(jù)骨折的個性特點和損傷的要求，用內(nèi)固定或夾板重建穩(wěn)定性；

3.

采用細(xì)致操作和輕柔復(fù)位技術(shù)以保護(hù)軟組織及骨的血供；

4.

患部及全身早期安全的功能鍛練。第十三頁，共六十四頁，2022年，8月28日BO骨折的治療必須著重與尋求骨折穩(wěn)固和軟組織完整之間一種平衡”（Palmar），重視骨的生物學(xué)特性，最大限度保護(hù)骨折局部的血供，而不騷擾骨生長發(fā)育的生理環(huán)境，使骨折的愈合速度更快，防止各種并發(fā)癥的發(fā)生。

BO概念下，骨折愈合并非象既往AO那樣追求一期愈合，而是二期愈合，這表明骨的愈合方式并不重要，最短的愈合時間和最好的功能恢復(fù)才是目的。

第十四頁，共六十四頁，2022年，8月28日

骨折的愈合過程骨折的愈合過程（人為分期）（3的倍數(shù)）炎癥期（3w）：干細(xì)胞3w完成分化，3w后再手術(shù)因干細(xì)胞已完成分化，需從新等待新的干細(xì)胞形成才能使骨愈合，故需植骨，要不纖維組織生長較骨組織快，從而占據(jù)骨折端妨礙骨的愈合。 血腫→軟骨痂修復(fù)期（3w→3m）：軟骨痂→硬骨痂塑形期（＞3m）：適應(yīng)力學(xué)環(huán)境。Woff定律。第十五頁，共六十四頁，2022年，8月28日

新鮮骨折與陳舊骨折3周第十六頁，共六十四頁，2022年，8月28日Wolf定律Wolf定律：對一個成型的骨骼來講，其本身成分的定形與變形隨功能性壓力的方向而定，其增加或減少的質(zhì)量可以反映出壓力的大小。骨骼是活的東西，有其自身變化的規(guī)律。骨力求達(dá)到一種最佳結(jié)構(gòu)，即骨骼的形態(tài)與物質(zhì)受個體活動水平的調(diào)控，使之足夠承擔(dān)力學(xué)負(fù)載，但并不增加代謝轉(zhuǎn)運的負(fù)擔(dān)。

wolff定律指出：骨骼的生長會受到力學(xué)刺激影響而改變其結(jié)構(gòu)。用之則強，廢用則弱。

第十七頁，共六十四頁，2022年，8月28日

骨折愈合方式直接愈合：骨折端是靜止的（絕對穩(wěn)定），骨折端間無應(yīng)力刺激，破骨細(xì)胞與成骨細(xì)胞呈錐形（子彈頭）通過骨折端愈合，無骨痂形成。分接觸直接愈合和間隙直接愈合。絕對穩(wěn)定，堅強固定。間接愈合：骨折端有一定的合適的活動，形成大量骨痂。是骨折的自然愈合過程。相對穩(wěn)定，彈性固定。第十八頁，共六十四頁，2022年，8月28日

為什么會產(chǎn)生不同的愈合方式第十九頁，共六十四頁，2022年，8月28日

影響骨折愈合的因素血供：損傷后不能人為改變，但可保護(hù)未損傷部分。股骨頸、舟狀骨骨折后的血供損傷不能逆轉(zhuǎn)。 生物學(xué)因素：生長和分化因子等。 化學(xué)因素：局部氧張力等。

力學(xué)環(huán)境 電磁刺激 超聲刺激 其他第二十頁，共六十四頁，2022年，8月28日

保護(hù)血供骨折后首選保守治療。保守治療對骨折愈合來說是最快的，不進(jìn)一步損傷血運，不清理血腫。手術(shù)治療讓功能鍛煉與愈合同時進(jìn)行。第二十一頁，共六十四頁，2022年，8月28日

醫(yī)生最能影響的因素力學(xué)環(huán)境力學(xué)環(huán)境對骨折愈合的方式起重要作用，這也是進(jìn)行骨折固定的基礎(chǔ)。在血供良好的前提下，提供什么樣的力學(xué)環(huán)境決定了會得到什么樣的愈合方式。第二十二頁，共六十四頁，2022年，8月28日

不同的骨折需要不同的愈合方式關(guān)節(jié)內(nèi)骨折骨干骨折簡單復(fù)雜第二十三頁，共六十四頁，2022年，8月28日

不同的固定方式可得到不同的愈合方式堅強固定彈性固定第二十四頁，共六十四頁，2022年，8月28日矛盾：骨折的自然愈合過程與骨折固定的穩(wěn)定性。第二十五頁，共六十四頁，2022年，8月28日為什么不同的固定方式可得到不同的愈合方式？第二十六頁，共六十四頁，2022年，8月28日骨折或損傷后局部會聚集許多干細(xì)胞以修復(fù)損傷。干細(xì)胞能否形成骨細(xì)胞取決于骨折位置的力學(xué)環(huán)境。第二十七頁，共六十四頁，2022年，8月28日1979年骨折塊間應(yīng)變（strain）理論（Perren和Cordey）：第二十八頁，共六十四頁，2022年，8月28日骨折塊間應(yīng)變（strain）理論（Perren和Cordey）：某組織在承受特定大小應(yīng)變量時發(fā)生斷裂或損傷，因而在超過這一應(yīng)變量水平的區(qū)域不能形成這一組織。第二十九頁，共六十四頁，2022年，8月28日應(yīng)力和應(yīng)變是影響骨折愈合的重要的物理量。應(yīng)變是不同物質(zhì)的特性。不同的物質(zhì)在同等的應(yīng)力下產(chǎn)生不同的形變，我們說這些物質(zhì)有不同的應(yīng)變。第三十頁，共六十四頁，2022年，8月28日應(yīng)變（strain）＝△s/d第三十一頁，共六十四頁，2022年，8月28日所有的活體細(xì)胞都有自己的特性，有自己的應(yīng)變。第三十二頁，共六十四頁，2022年，8月28日不同的組織在斷裂前可以承受不同的最大張力應(yīng)變，肉芽組織可以承受100%的應(yīng)變，纖維組織和軟骨組織承受的應(yīng)變明顯降低，軟骨組織約為10%，致密的骨組織只能承受2%的應(yīng)變。第三十三頁，共六十四頁，2022年，8月28日經(jīng)過加壓固定的骨折獲得堅強固定，在生理活動情況下所有應(yīng)力由鋼板承受，骨折端間不受應(yīng)力，無活動，骨折端間隙內(nèi)的細(xì)胞（干細(xì)胞）無形變（＜2%），所以細(xì)胞成骨，骨愈合。第三十四頁，共六十四頁，2022年，8月28日如固定不牢靠，骨折端在外力下出現(xiàn)活動，如形變在10%，則形成軟骨，軟骨連接。第三十五頁，共六十四頁，2022年，8月28日如不固定或僅簡單外固定，骨折端在外力下出現(xiàn)活動，如形變在100%，則形成纖維，不愈合。第三十六頁，共六十四頁，2022年，8月28日肉芽組織和纖維組織比骨和軟骨更能耐受變形。超過2%的形變后骨組織不能形成，超過10%軟骨不可形成，但肉芽組織和纖維組織還能形成。第三十七頁，共六十四頁，2022年，8月28日Perren理論的前提微觀下有血供第三十八頁，共六十四頁，2022年，8月28日臨床見到：粉碎骨折打石膏比橫斷骨折打石膏容易長。所以：越是粉碎骨折對固定的穩(wěn)定性要求越低，越是簡單的骨折對穩(wěn)定性要求越高。粉碎性骨折可耐受更大的變形。第三十九頁，共六十四頁，2022年，8月28日10%左右可形成骨痂第四十頁，共六十四頁，2022年，8月28日骨折端吸收的機理：增加（干）細(xì)胞量分擔(dān)形變，科雷氏骨折復(fù)位后骨折線消失，兩周后拍片又見骨折線而且有所增寬，之后又慢慢消失。當(dāng)間隙增寬時，對個別細(xì)胞的拉力相對減低。骨折端的吸收由活動引起，間隙變大，減少骨折端間隙間的應(yīng)變。第四十一頁，共六十四頁，2022年，8月28日在活體上用應(yīng)變梯度試驗驗證Perren理論：在不同的應(yīng)變下骨痂的產(chǎn)生量不同。不同的擺動頻率也可改變骨痂的產(chǎn)生量。第四十二頁，共六十四頁，2022年，8月28日根據(jù)這一理論，局部骨折塊之間的應(yīng)變和骨痂組織的力學(xué)特性之間的平衡決定了一期和二期愈合的過程。第四十三頁，共六十四頁，2022年，8月28日骨折塊間應(yīng)變（IFS）：骨折端之間的相對移位。第四十四頁，共六十四頁，2022年，8月28日只有IFS小于骨組織不發(fā)生斷裂所能承受的應(yīng)變2%時，骨折才能愈合。如果骨折部位獲得堅強固定，使IFS＜2%，骨折端的原始細(xì)胞會向骨細(xì)胞的方向變化，骨折端有骨單位通過，為一期愈合。根據(jù)IFS＝IFM/d，骨折間隙的增加會減低應(yīng)變。這就是臨床上所見的骨折端吸收，以改變骨折部位的應(yīng)變。第四十五頁，共六十四頁，2022年，8月28日一期愈合需要較長時間。二期愈合符合自然過程。一期和二期愈合機制完全恢復(fù)骨骼正常的力量和強度所需的時間沒有明顯的差別。第四十六頁，共六十四頁，2022年，8月28日在骨折愈合的早期（約3~6個月），外骨痂的形成可以在哈佛氏成骨進(jìn)行之前的時期增加骨折部位的強度，而這也是骨折二期愈合的優(yōu)點。第四十七頁，共六十四頁，2022年，8月28日當(dāng)應(yīng)用非堅強固定時，骨折以二期愈合機制進(jìn)行。第四十八頁，共六十四頁，2022年，8月28日外骨痂：骨膜的纖維細(xì)胞和成骨細(xì)胞增生形成凸出的橋接骨痂，然后進(jìn)行逐步的膜內(nèi)骨化形成骨性橋接骨痂。內(nèi)骨痂：在骨折部位血管的損傷導(dǎo)致形成血腫，血腫進(jìn)行分化經(jīng)歷肉芽組織、纖維組織、纖維軟骨到透明軟骨，然后經(jīng)過軟骨內(nèi)骨化形成編織骨和板層骨。第四十九頁，共六十四頁，2022年，8月28日骨折治療要注重：穩(wěn)定性和血運供應(yīng)通過骨折部位力學(xué)環(huán)境的調(diào)節(jié)可以控制骨折愈合。第五十頁，共六十四頁，2022年，8月28日什么時候選擇一期愈合或二期愈合保障骨折端、塊的血運是保證骨折順利愈合的基礎(chǔ)平衡骨折固定的穩(wěn)定性與血供第五十一頁，共六十四頁，2022年，8月28日關(guān)節(jié)內(nèi)骨折：一期愈合無骨痂形成關(guān)節(jié)軟骨順利愈合早期關(guān)節(jié)功能鍛煉前臂雙骨折第五十二頁，共六十四頁，2022年，8月28日關(guān)節(jié)外骨折或骨干骨折簡單骨折復(fù)雜骨折第五十三頁，共六十四頁，2022年，8月28日新AO原則（BO）復(fù)位并固定骨折以恢復(fù)其正常的解剖結(jié)構(gòu)。根據(jù)骨折的“個性”、患者和創(chuàng)傷的不同程度，對骨折進(jìn)行絕對穩(wěn)定或相對穩(wěn)定的固定。通過輕柔的復(fù)位技術(shù)和細(xì)致的處理來保護(hù)軟組織和骨的血液供應(yīng)。讓患者及患肢進(jìn)行早期和安全的活動及康復(fù)訓(xùn)練。第五十四頁，共六十四頁，2022年，8月28日

如何實現(xiàn)不同的固定方式鋼板的功能第五十五頁，共六十四頁，2022年，8月28日鋼板的5種不同功能：加壓、保護(hù)、張力帶、支撐、橋接。LCP可發(fā)揮其他鋼板的功能如加壓、保護(hù)、橋接等，而LISS只能用