Знаете ли историята на интрамедуларното заковаване?

Появата на интрамедуларния пирон революционизира лечението на фрактури на дълги кости. Въпреки че техниката е съществувала от векове, тя не постига настоящия си статус до втората половина на 20 век.

Пътят към успеха не винаги е бил лесен, тъй като техниката е посрещната със скептицизъм и опровержение от много учени през първата половина на 20 век. Днес, чрез иновациите в металургията, хирургичните техники и флуороскопските умения, интрамедуларното заковаване се е превърнало в стандарт за лечение на фрактури на дълги кости.

Напредъкът в човешкото биомеханично познание направи възможно създаването на този модерен дизайн. Съвременното интрамедуларно заковаване се характеризира с ниски нива на инфекция, минимални белези, добра стабилност на фрактурата и незабавна мобилност на пациента.

Историческият преглед, направен в тази статия, има за цел да обобщи еволюцията на интрамедуларния пирон, да подчертае неговите важни етапи, да представи атмосферата на периода на първата употреба и последващата еволюция на интрамедуларния пирон и да представи мястото на интрамедуларния пирон в съвременната ортопедия и травматология (напр. Фигура 1).

Раждането на интрамедуларния нокът

Древните египтяни първи са използвали интрамедуларно устройство, подобно на пирон. Комплексно хирургично лечение на фрактури едва ли е съществувало преди толкова много години.

Това, което е сигурно обаче, е, че древните египтяни са имали страхотни техники за балсамиране, произтичащи от вярата им във възкресението на тялото в задгробния живот.

Такъв беше случаят с мумията, наречена Усермонту, намерена в гробницата на Тутанкамон, където гвоздей с резба беше вкаран между бедрената кост и пищяла, за да стабилизира колянната става (както на фигура 2).

Археолозите предполагат, че мумията в саркофага не е била самият Усермонту, а някой друг, който е бил заменен от древни крадци на гробници през 600 г. пр.н.е.

2000 години по-късно Бернардино де Саагун, антрополог от експедицията на Ернандо Кортес, съобщава за първото използване на интрамедуларно заковаване при жив пациент в Мексико.

През 1524 г. той става свидетел на ацтекски костен хирург (на име 'Tezalo'), който извършва остеотомия с помощта на нож от обсидиан и след това вмъква смола в медуларната кухина, за да стабилизира фрактурата. Поради липсата на адекватни хирургични техники и антисептици, тези процедури имат висок процент на усложнения и висок процент на смъртност.

1800: Първи стъпки

Около средата на 1800 г. първите медицински списания съобщават за интрамедуларно заковаване. Съобщава се, че Diefenbach, Langenbeck, Bardenheuer и други немскоезични хирурзи са използвали гвоздеи от слонова кост в мозъка на дългите кости за лечение на костни прекъсвания.

Междувременно Никълъс Сен от Чикаго, изследовател и запален военен хирург, проведе експерименти с интрамедуларна фиксация. Той ще използва куха перфорирана шина, направена от говежда кост, и ще я постави в медулата за лечение на 'псевдартроза' след фрактура.

През 1886 г. Хайнрих Бирхер от Швейцария описва на хирургическа среща поставянето на гвоздеи от слонова кост в медулата за остро лечение на сложни фрактури (Фигура 3).

Няколко години по-късно Themistocles Gluck в Германия създава първия интрамедуларен гвоздей от слонова кост с дупка в края на гвоздея, като по този начин въвежда концепцията за взаимно заключване за първи път.

През същия период Julius Nicolaysen от Норвегия е първият, който пише за биомеханичните принципи на интрамедуларното заковаване на проксималните фрактури на бедрената кост. Той подчерта необходимостта от увеличаване на дължината на интрамедуларния пирон, за да се получи по-голямо биомеханично предимство и да се осигури защита за почти цялата кост.

Той беше и първият, който предложи концепцията за проксимално и дистално заключване на нокът/кост за проектиране на статично заключване. Той е смятан от някои учени за бащата на интрамедуларното заковаване.

До средата на 1800 г. пионери като Ignaz Philipp Semmelweis във Виена и JosephLister в Глазгоу са положили основите на хирургическата стерилизация. Това беше новаторско постижение, защото позволи разработването на нови хирургични техники при асептични условия.

1900: Еволюция

През 1912 г. британският хирург Ърнест Хей Гроувс е първият хирург, който използва твърд метален прът като интрамедуларен пирон и е пионер на ретроградния интрамедуларен пирон.

Той натрупва своя опит по време на Първата световна война, когато лекува пациенти с инфектирана псевдоартроза, които не са склонни да ампутират крайниците си. Той не само описва първата техника за интрамедуларно заковаване, която позволява остеоинтеграция чрез минимална травма, но също така е опитен в използването на интрамедуларни пирони и по-малки пирони за фиксиране на фрактури.

Той експериментира с импланти, изработени от алуминий, магнезий и стомана и разпознава значението на биомеханиката при заздравяването на фрактури. Въпреки това техниката на Ърнест Хей Гроувс страда от висока степен на заразяване и следователно не е толкова популярна сред неговите съвременници.

През 1931 г. Смит-Петерсен, американски ортопедичен хирург, представя трикрил винт от неръждаема стомана за лечение на фрактури на шийката на бедрената кост на вътреставната капсула. Той проектира отворен достъп, който разрязва предната трета на илиачния гребен, навлиза в оперативното поле по протежение на предния ръб на широкия фасциален тензор, след това препозиционира фрактурата и използва импактор, за да забие винта от неръждаема стомана в главата на бедрената кост (Фигура 4).

Поради успеха на изпитанието Smith-Petersen, много хирурзи започнаха да експериментират с метални импланти за фрактури. Свен Йохансон изобретява кухия интрамедуларен пирон през 1932 г.; неговата гениална иновация използва игла за рязане, която позволява контролирано радиологично насочвано въвеждане на интрамедуларния пирон. Основните технически компоненти, които той прилага, се използват и днес.

Отивайки още една крачка напред, Ръш и неговият брат въвеждат концепцията за еластичния интрамедуларен пирон през 1937 г.

Те използваха еластичен, предварително огънат интрамедуларен пирон от неръждаема стомана и се опитаха да създадат интрамедуларна триточкова фиксираща структура, за да противодействат на тенденцията за аксиално изместване около фрактурата.

В тяхната концепция непокътнатата мека тъкан действа като опъваща лента, която устоява на напрежението, генерирано от предварително огънатия еластичен гвоздей. Тяхната конструкция беше ограничена от еластичните свойства на неръждаемата стомана, която рано се промени от еластична деформация към пластична деформация. Последното може да доведе до вторично изместване и зарастване на деформация.

В допълнение, интрамедуларните гвоздеи са склонни да излязат на входа или да проникнат в порестите костни структури или дори да перфорират в ставата. Независимо от това, виенският учен Ендер продължава да използва тази техника като основа за школата на Ендер за фиксиране на фрактури и тя все още се използва днес за гъвкава фиксация на педиатрични фрактури.

Пирон от костен мозък

През 1939 г. немският хирург Герхард Кюнтшер, номиниран за Нобелова награда, разработва интрамедуларен пирон от неръждаема стомана за лечение на фрактури на бедрената кост.

Küntscher и други бяха вдъхновени от винтовете от неръждаема стомана Smith-Petersen, използвани за лечение на фрактури на шийката на бедрената кост и вярваха, че същите принципи могат да бъдат приложени към фрактури на стеблото. Разработеният от тях интрамедуларен гвоздей първоначално е с V-образна форма на напречно сечение и 7-10 mm в диаметър.

След изследвания върху трупове и животни, той представя интрамедуларния пирон и хирургичния подход на хирургическа среща в Берлин през 1940 г. Първоначално иновацията му е осмивана от немските му колеги, въпреки че методът му придобива популярност след Втората световна война.

Хипократ (460-370 г. пр.н.е.), лекарят от древногръцката епоха, често наричан бащата на медицината, веднъж каза: 'Този, който иска да извърши операция, трябва да отиде на война'; същото беше вярно и за Küntscher.

По време на нацистката ера Кюнтшер е бил настанен в болница на финландския фронт. Там той успява да оперира пациенти и военнопленници в района. Той представи концепцията за заковаване на костен мозък, използвайки съответно затворен и отворен хирургически подход.

При затворения подход той прекара интрамедуларния гвоздей в посока напред през големия трохантер и го постави на ретракционна маса, управлявана с прашка. Счупването се репонира и пиронът се вкарва в две равнини с помощта на флуороскопия на главата. При отворения достъп интрамедуларният пирон се вкарва през фрактурата в медулата през разрез близо до линията на фрактурата. Küntscher използва интрамедуларния пирон за лечение на фрактури на бедрената кост, както и на тибиални и хумерални фрактури.

Техниката на Küntscher получава международно признание едва след репатрирането на съюзническите военнопленници.

По този начин американски и британски хирурзи се запознаха с интрамедуларния пирон, разработен от Küntscher, и разпознаха неговите ясни предимства в тази ера на модалности за лечение на фрактури.

За кратък период от време все повече и повече хирурзи по света започват да приемат неговия метод, а интрамедуларният пирон на Küntscher революционизира лечението на фрактури, като намалява времето за възстановяване на пациента с почти една година. Пациенти, които е трябвало да бъдат обездвижени в гипс в продължение на месеци, вече могат да бъдат мобилни за броени дни.

Към днешна дата немският хирург се счита за ключовия разработчик на интрамедуларния пирон и има централно място в историята на травматологичната хирургия.

Разширяващ се интрамедуларен пирон

През 1942 г. Fisher et al. първи описва използването на шлифовъчна бормашина за разширяване на костния мозък за увеличаване на контактната площ между интрамедуларния гвоздей и костта и за подобряване на стабилността на фиксацията на фрактурата.

Независимо от това, Küntscher представи бормашината за разширяване с гъвкаво насочване, която все още се използва днес и поддържа разширяване по цялата дължина на медуларната кухина на костното стебло, за да улесни въвеждането на интрамедуларни гвоздеи с по-голям диаметър.

Първоначално интрамедуларното разширяване е предназначено да увеличи значително площта на контакт на костта с интрамедуларния гвоздей за стабилно фиксиране на фрактурата и бързо движение на пациента.

Както е описано от Smith et al, всеки 1 mm медуларно разширение увеличава контактната площ с 38%. Това позволява използването на по-големи и по-твърди интрамедуларни гвоздеи, повишавайки общата стабилност на структурата за фиксиране на фрактурата.

Въпреки това, въпреки че интрамедуларният пирон на Küntscher с неговото гъвкаво интрамедуларно пробиващо свредло се превърна в подходящ избор на устройство за вътрешна фиксация за остеотомия, академичните среди загубиха благоволението му в края на 60-те години в полза на новоразработените пластини на Arbeitsgemeinschaft für Osteosynthesefragen (AO).

1960: Тъмните векове

През 60-те години на миналия век интрамедуларното заковаване внезапно беше премахнато в полза на фиксиране на фрактура с пластина и винт.

Въпреки че методът на Küntscher работи безпроблемно, хирурзите по света ги отхвърлят поради лоши следоперативни резултати.

В допълнение, някои хирурзи започнаха да изоставят радиационните техники, като флуороскопията на главата, защото хирурзите се отвратиха от неблагоприятните странични ефекти, свързани с радиацията. Развитието на интрамедуларното заковаване не спира дотук, въпреки общия международен консенсус за използването на системи за вътрешна фиксация на пластини.

Küntscher, немски лекар, разпознава предимствата на блокировката и разработва интрамедуларен блокиращ пирон с форма на детелина, който той нарече 'пирон за задържане'. Ахилесовата пета на дизайна на интрамедуларния гвоздей от онази епоха беше невъзможността да се стабилизират много натрошени фрактури или фрактури, които бяха изместени под големи ъгли. Решението на този проблем беше използването на заключващи винтове.

Решението на този проблем беше да се стабилизира интрамедуларният пирон със заключващ винт.

По този начин имплантът би могъл да устои по-добре на силите на огъване и усукване, като същевременно предотвратява скъсяването на крайниците. Използвайки комбинация от идеи на Küntscher, Klaus Klemm и Wolf-Dieter Schellmann, интрамедуларният гвоздей беше разработен, за да осигури по-голяма стабилност чрез предварително пробиване на отворите за винтове проксимално и дистално на интрамедуларния гвоздей, който беше заключен към вмъкнатия винт.

През следващите няколко години напредъкът в яснотата на флуороскопските изображения позволи повторен избор на техники за затваряне и намаляване на фрактурата.

70-те и 80-те години на ХХ век: Възраждане

През 70-те години интересът към концепцията за интрамедуларно заковаване на немския хирург Küntscher беше силен.

Интрамедуларната фиксация на пирона със затворена редукция за фрактури, с нейното пресичане на концепции за гъвкаво пробиване и взаимно заключване и подобрена яснота на флуороскопските техники, доведе до напредъка и разпространението на тази отлична хирургична техника, характеризираща се с минимално увреждане на меките тъкани, добра стабилност и незабавна мобилност на пациента.

По това време академичният свят беше завладян от поредица от иновации, които доведоха до развитието на второто поколение интрамедуларни пирони.

През 1976 г. Grosse и Kempf създават частично прорезен интрамедуларен пирон, за да решат проблема с еластичния модул на интрамедуларния пирон. Интрамедуларният пирон не беше прорез в проксималната област и имаше отвор за пирона за проксималния винт, който беше вкаран под ъгъл от 45 градуса, за да се увеличи здравината на стабилността на вътрешната фиксираща структура на интрамедуларния пирон.

Няколко години по-късно AO се присъедини към тенденцията за развитие на интрамедуларни нокти, като разработи подобно замислени интрамедуларни пирони (Фигура 5)

През 1984 г. Weinquist et al. предложи динамичния подход, който е да подобри заздравяването на края на фрактурата чрез прилагане на по-големи отвори за заключващи винтове, премахване на статичните заключващи винтове и впоследствие модифициране на отворите за заключващи винтове до овални отвори за пирони в по-модерен дизайн.

Целта на динамичния подход е да се насърчи заздравяването на фрактурата и да се избегне несрастването на костта поради късна активност.

Понастоящем интрамедуларната динамика на заковаване е загубила своите привърженици като самостоятелна техника и в момента се използва само като по-ефективно решение от пълната подмяна на системата за вътрешна фиксация при лечението на незарастващи фрактури.

В биомеханично изследване Gimeno et al. съобщават, че преходната зона между частите без прорези и прорезите на интрамедуларния гвоздей е довела до концентрации на напрежение и хирургическа недостатъчност на импланта за вътрешна фиксация.

За да се справят с тези проблеми, Russel and Taylor et al. проектира първия непрорезен, недилатиран интрамедуларен пирон през 1986 г. със задоволителни резултати.

През това време проблемът със захващането на интрамедуларните пирони също продължава да напредва и както знаем днес, захващането с винта през предварително пробития отвор на интрамедуларния пирон е дизайнът на Klemm и Schleman в Германия. Поставянето на винта ще бъде ръководено от флуороскопия със свободна ръка, което ще изложи хирурга на много радиация.

Днес този проблем е решен със система за дистално насочване, която включва технология за проследяване на електромагнитно поле, флуороскопски насочвана технология за свободна ръка и прецизен проксимален водач за инсталиране на ноктите.

1990 г.: Титаниев интрамедуларен пирон

През следващото десетилетие интрамедуларният пирон Russel-Taylor стана много популярен в международната ортопедична общност. Стандартът на грижа бавно се превърна в интрамедуларно заковаване със статично заключване на винтове, както показват резултатите от проучването на Brumback et al.

В това проспективно проучване резултатите съобщават, че заключването дава добри резултати в повечето случаи и не е свързано с несрастване на фрактурата.

Напредъкът в металургията доведе до появата на титаниеви интрамедуларни гвоздеи, които се използват широко в биомедицинската индустрия поради тяхната здравина, добра устойчивост на корозия и биосъвместимост.

Системата за интрамедуларно закрепване Alta беше първият наличен титаниев интрамедуларен пирон и беше силно приветстван от медицинската общност поради механичните свойства на титана, който е по-здрав, но по-малко твърд метал от неръждаемата стомана.

Въпреки това, настоящата литература е скептична относно това дали титанът е по-подходящ материал за вътрешна фиксация от неръждаемата стомана, особено поради увеличените разходи, свързани с използването на титан.

Въпреки това, някои предимства на титана, като модула на еластичност, близък до кортикалната кост и съвместимостта с магнитен резонанс, го правят привлекателен вариант.

В допълнение, титанът е много привлекателна опция, когато са необходими интрамедуларни пирони с по-малък диаметър.

Текущи тенденции

След успехите и неуспехите от предишните десетилетия, ортопедичните хирурзи имат много повече опит с интрамедуларното заковаване.

Интрамедуларното фиксиране с пирони на фрактури на бедрената, тибиалната и раменната кост се превърна в стандарт за лечение на повечето затворени фрактури и някои отворени фрактури. Новите системи за насочване и позициониране направиха процедурата лесна и възпроизводима дори за най-неопитните хирурзи.

Последните тенденции показват, че металите от титан и неръждаема стомана имат много висок модул на еластичност и че напреженията прикриват дразнещите напрежения, необходими за заздравяването на костите. Нови биоматериали като магнезиеви сплави, сплави с памет на формата и резорбируеми материали в момента се тестват в академичните среди.

Понастоящем се предлагат интрамедуларни пирони, изработени от непрекъснати полимери, подсилени с въглеродни влакна, с подобрен еластичен модул и голяма якост на умора. Магнезиевите сплави имат модул на еластичност, подобен на този на кортикалната кост и са биоразградими.

Последните проучвания на Li et al. са показали значителни предимства при лечението на остеопоротични фрактури при животински модели, приписвани на комбинацията от магнезиево и золедронатно покритие за възстановяване на фрактури, модалност, която може да се превърне в лечение на остеопоротични фрактури в бъдеще.

Заключение

През годините, със значителни подобрения в дизайна на интрамедуларния гвоздей, металургичните техники и хирургическите техники, интрамедуларният гвоздей се превърна в настоящ стандарт за грижа за повечето фрактури на дълги кости и е ефективна, минимално инвазивна и възпроизводима процедура.

Въпреки това, поради многобройните интрамедуларни дизайни на пирони, липсва много информация относно техните следоперативни резултати. Необходими са повече изследвания за определяне на оптималния тип интрамедуларен тип размер, характеристики и радиус на кривина.

Ние предвиждаме, че иновациите в областта на биоматериалите ще доведат до появата на нови интрамедуларни дизайни на ноктите.

Как да закупите ортопедични импланти и ортопедични инструменти？

За CZMEDITECH , разполагаме с много пълна продуктова гама от импланти за ортопедична хирургия и съответните инструменти, като продуктите включват гръбначни импланти, интрамедуларни пирони, травма плоча, заключваща плоча, черепно-челюстно, протеза, електрически инструменти, външни фиксатори, артроскопия, ветеринарни грижи и комплекти поддържащи ги инструменти.

В допълнение, ние се ангажираме непрекъснато да разработваме нови продукти и да разширяваме продуктовите линии, така че да отговорим на хирургическите нужди на повече лекари и пациенти, както и да направим нашата компания по-конкурентоспособна в цялата световна индустрия за ортопедични импланти и инструменти.

Ние изнасяме по целия свят, така че можете свържете се с нас на имейл адрес song@orthopedic-china.com за безплатна оферта или изпратете съобщение на WhatsApp за бърз отговор +86- 18112515727 .

Ако искате да научите повече информация, щракнете CZMEDITECH, за да намерите повече подробности.