Znate li povijest intramedularnog čavla?

Pojava intramedularnog čavla revolucionirala je liječenje prijeloma dugih kostiju. Iako je tehnika postojala stoljećima, svoj današnji status nije postigla sve do druge polovice 20. stoljeća.

Put do uspjeha nije uvijek bio lak, jer je tehnika u prvoj polovici 20. stoljeća naišla na skepticizam i opovrgavanje mnogih znanstvenika. Danas, zahvaljujući inovacijama u metalurgiji, kirurškim tehnikama i fluoroskopskim vještinama, intramedularno učvršćivanje čavala postalo je standard liječenja prijeloma dugih kostiju.

Napredak u ljudskom biomehaničkom znanju omogućio je stvaranje ovog modernog dizajna. Suvremeni intramedularni čavlić karakterizira niska stopa infekcije, minimalni ožiljci, dobra stabilnost prijeloma i neposredna pokretljivost pacijenta.

Povijesni pregled u ovom članku ima za cilj sažeti evoluciju intramedularnog čavla, istaknuti njegove važne prekretnice, prikazati atmosferu razdoblja prve uporabe i kasnije evolucije intramedularnog čavla te predstaviti mjesto intramedularnog čavla u suvremenoj ortopediji i traumatologiji (npr. Slika 1).

Rođenje intramedularnog čavla

Stari Egipćani prvi su koristili intramedularni uređaj sličan čavlu. Složeno kirurško zbrinjavanje prijeloma vjerojatno nije postojalo prije toliko godina.

Međutim, ono što je sigurno je da su stari Egipćani imali sjajne tehnike balzamiranja koje proizlaze iz njihova vjerovanja u uskrsnuće tijela u zagrobnom životu.

To je bio slučaj s mumijom po imenu Usermontu pronađenom u Tutankamonovoj grobnici, gdje je čavao s navojem bio umetnut između femura i tibije kako bi se stabilizirao zglob koljena (kao na slici 2).

Arheolozi nagađaju da mumija unutar sarkofaga nije bio sam Usermontu, već netko drugi koga su zamijenili drevni pljačkaši grobnica 600. godine prije nove ere.

2000 godina kasnije, Bernardino de Sahagun, antropolog na ekspediciji Hernando Cortes, izvijestio je o prvoj uporabi intramedularnog čavlića kod živog pacijenta u Meksiku.

Godine 1524. svjedočio je astečkom koštanom kirurgu (nazvanom 'Tezalo') kako izvodi osteotomiju pomoću noža od opsidijana, a zatim umeće štap od smole u medularnu šupljinu kako bi stabilizirao prijelom. Zbog nedostatka odgovarajućih kirurških tehnika i antiseptika, ti su zahvati imali visoku stopu komplikacija i visoku stopu mortaliteta.

1800-te: Prvi koraci

Otprilike sredinom 1800-ih, prvi medicinski časopisi izvijestili su o intramedularnom čavlu. Diefenbach, Langenbeck, Bardenheuer i drugi kirurzi s njemačkog govornog područja navodno su koristili čavle od bjelokosti u srži dugih kostiju za liječenje diskontinuiteta kostiju.

U međuvremenu, Nicholas Senn iz Chicaga, istraživač i strastveni vojni kirurg, proveo je eksperimente s intramedularnom fiksacijom. Koristio bi šuplju perforiranu udlagu od goveđe kosti i umetao je u medulu za liječenje 'pseudartroze' nakon prijeloma.

Godine 1886. Heinrich Bircher iz Švicarske opisao je na kirurškom sastanku umetanje čavlića od bjelokosti u medulu za akutno liječenje složenih prijeloma (slika 3).

Nekoliko godina kasnije Themistocles Gluck u Njemačkoj stvorio je prvi intramedularni čavao od bjelokosti s rupom na kraju čavla, čime je po prvi put uveden koncept međusobnog spajanja.

U istom razdoblju Julius Nicolaysen iz Norveške prvi je pisao o biomehaničkim principima intramedularnog učvršćivanja proksimalnih prijeloma bedrene kosti. Naglasio je potrebu povećanja duljine intramedularnog čavla kako bi se dobila veća biomehanička prednost i kako bi se osigurala zaštita gotovo cijele kosti.

Također je bio prvi koji je predložio koncept proksimalnog i distalnog spajanja nokta/kosti za dizajn statičkog zaključavanja. Neki znanstvenici ga smatraju ocem intramedularnog čavla.

Do sredine 19. stoljeća, pioniri poput Ignaza Philippa Semmelweisa u Beču i JosephListera u Glasgowu postavili su temelje kirurškoj sterilizaciji. To je bilo revolucionarno postignuće jer je omogućilo razvoj novih kirurških tehnika u aseptičnim uvjetima.

1900-te: Evolucija

Godine 1912. britanski kirurg Ernest Hay Groves bio je prvi kirurg koji je koristio čvrstu metalnu šipku kao intramedularni čavao i bio je pionir pristupa retrogradnog intramedularnog čavla.

Iskustvo je stekao tijekom Prvog svjetskog rata kada je liječio pacijente s inficiranom pseudartrozom koji nisu bili voljni amputirati svoje udove. Ne samo da je opisao prvu tehniku ​​intramedularnog čavla koja je omogućila oseointegraciju kroz minimalnu traumu, već je također bio vješt u korištenju intramedularnih čavala i manjih čavala za fiksiranje prijeloma.

Eksperimentirao je s implantatima od aluminija, magnezija i čelika i prepoznao važnost biomehanike u cijeljenju prijeloma. Unatoč tome, tehnika Ernesta Hay Grovesa patila je od visoke stope infekcije i stoga nije bila toliko popularna među njegovim suvremenicima.

Godine 1931. Smith-Petersen, američki ortopedski kirurg, predstavio je trokrilni vijak od nehrđajućeg čelika za liječenje prijeloma vrata femura unutarzglobne čahure. Dizajnirao je otvoreni pristup koji je zarezao prednju trećinu grebena ilijake, ušao u operativno polje duž prednjeg ruba širokog fascijalnog tenzora, zatim premjestio prijelom i upotrijebio impaktor za zabijanje vijka od nehrđajućeg čelika u glavu bedrene kosti (Slika 4).

Zbog uspjeha pokusa Smith-Petersen, mnogi su kirurzi počeli eksperimentirati s metalnim implantatima za prijelome. sven Johansson izumio je šuplji intramedularni čavao 1932.; njegova genijalna inovacija koristila je iglu za rezanje koja je omogućila kontrolirano radiološki vođeno umetanje intramedularnog čavla. Osnovne tehničke komponente koje je primijenio koriste se i danas.

Idući korak dalje, Rush i njegov brat predstavili su koncept elastičnog intramedularnog čavla 1937. godine.

Koristili su elastični, prethodno savijeni intramedularni čavao od nehrđajućeg čelika i pokušali stvoriti intramedularnu fiksacijsku strukturu u tri točke kako bi se suprotstavili tendenciji aksijalnog pomaka oko prijeloma.

U njihovom konceptu, netaknuto područje mekog tkiva djeluje kao zatezna traka koja se odupire napetosti koju stvara prethodno savijeni elastični čavao. Njihova konstrukcija bila je ograničena elastičnim svojstvima nehrđajućeg čelika, koja su rano prešla iz elastične u plastičnu deformaciju. Potonje može dovesti do sekundarnog pomaka i zacjeljivanja deformiteta.

Osim toga, intramedularni čavli imaju tendenciju izlaziti na ulazu ili probijati spužvaste koštane strukture, ili čak perforirati unutar zgloba. Ipak, bečki učenjak Ender nastavio je koristiti ovu tehniku ​​kao osnovu za Enderovu školu fiksacije prijeloma i ona se i danas koristi za fleksibilnu fiksaciju dječjih prijeloma.

Nokat koštane srži

Godine 1939. njemački kirurg Gerhard Küntscher, kandidat za Nobelovu nagradu, razvio je intramedularni čavao od nehrđajućeg čelika za liječenje prijeloma debla bedrene kosti.

Küntscher i drugi bili su inspirirani Smith-Petersen vijcima od nehrđajućeg čelika koji se koriste za liječenje prijeloma vrata bedrene kosti i vjerovali su da se isti principi mogu primijeniti na prijelome debla. Intramedularni čavao koji su razvili bio je u početku u poprečnom presjeku u obliku slova V i promjera 7-10 mm.

Nakon kadaveričnih i životinjskih studija, predstavio je intramedularni čavao i kirurški pristup na kirurškom skupu u Berlinu 1940. godine. U početku su njegovu inovaciju njegovi njemački kolege ismijavali, iako je njegova metoda stekla popularnost nakon Drugog svjetskog rata.

Hipokrat (460.-370. pr. Kr.), liječnik iz starogrčkog doba često nazivan ocem medicine, jednom je rekao: 'Onaj tko želi izvesti operaciju mora ići u rat'; isto je vrijedilo i za Küntschera.

Tijekom nacističke ere Küntscher je bio stacioniran u bolnici na finskoj fronti. Tamo je mogao operirati pacijente i ratne zarobljenike na tom području. Uveo je koncept zabijanja koštane srži koristeći zatvoreni i otvoreni kirurški pristup.

U zatvorenom pristupu, proveo je intramedularni čavao u progradnom smjeru kroz veliki trohanter i postavio ga na retrakcijski stol kojim se upravlja remenčićem. Fraktura se reponira i čavao se ugrađuje u dvije ravnine pomoću fluoroskopije glave. U otvorenom pristupu, intramedularni čavao se umeće kroz prijelom u medulu kroz rez blizu linije prijeloma. Küntscher koristi intramedularni čavao za liječenje prijeloma debla bedrene kosti, kao i prijeloma tibije i humerusa.

Küntscherova tehnika stekla je međunarodno priznanje tek nakon repatrijacije savezničkih ratnih zarobljenika.

Na taj su se način američki i britanski kirurzi upoznali s intramedularnim čavlom koji je razvio Küntscher i prepoznali njegove jasne prednosti u ovoj eri načina liječenja prijeloma.

Unutar kratkog vremena, sve više i više kirurga diljem svijeta počelo je usvajati njegovu metodu, a Küntscherov intramedularni čavao napravio je revoluciju u liječenju prijeloma skraćujući vrijeme oporavka pacijenata za gotovo godinu dana. Pacijenti koji bi mjesecima morali biti imobilizirani u gipsu sada bi mogli biti pokretni za nekoliko dana.

Do danas se njemački kirurg smatra ključnim tvorcem intramedularnog čavla i ima ključno mjesto u povijesti traumatološke kirurgije.

Ekspandirajući intramedularni čavao

Godine 1942. Fisher i sur. prvi je opisao upotrebu brusnog svrdla za širenje koštane srži za povećanje kontaktne površine između intramedularnog čavla i kosti i za poboljšanje stabilnosti fiksacije prijeloma.

Unatoč tome, Küntscher je predstavio svrdlo za razvrtanje s fleksibilnim navođenjem koje se i danas koristi i podržava razvrtanje cijelom dužinom medularne šupljine koštanog stabla kako bi se olakšalo umetanje intramedularnih čavala većeg promjera.

U početku je intramedularno proširenje osmišljeno kako bi se značajno povećalo područje kontakta kosti s intramedularnim čavlom za stabilnu fiksaciju prijeloma i brzo kretanje pacijenta.

Kako su opisali Smith i suradnici, svaki 1 mm širenja medule povećava kontaktnu površinu za 38%. To omogućuje upotrebu većih i čvršćih intramedularnih čavala, povećavajući ukupnu stabilnost strukture za fiksiranje prijeloma.

Međutim, iako je Küntscherov intramedularni čavao sa svojim fleksibilnim intramedularnim svrdlom za proširenje postao prikladan izbor uređaja za unutarnju fiksaciju za osteotomiju, akademska zajednica ga je izgubila naklonost kasnih 1960-ih u korist novorazvijenih ploča Arbeitsgemeinschaft für Osteosynthesefragen (AO).

1960-e: Mračno doba

Šezdesetih godina prošlog stoljeća intramedularno učvršćivanje čavlima je iznenada ukinuto u korist fiksacije prijeloma pločama i vijcima.

Iako je Küntscherova metoda radila glatko, kirurzi diljem svijeta su je odbacili zbog loših postoperativnih rezultata.

Osim toga, neki su kirurzi počeli napuštati tehnike zračenja, kao što je fluoroskopija glave, jer su kirurzima postali zgroženi štetni nuspojave povezani sa zračenjem. Razvoj intramedularnog čavlića tu nije stao, unatoč općem međunarodnom konsenzusu za korištenje sustava unutarnje fiksacije ploča.

Küntscher, njemački liječnik, prepoznao je prednosti isprepletenosti i razvio isprepleteni intramedularni čavao u obliku lista djeteline, koji je nazvao 'zatvorski čavao'. Ahilova peta intramedularnog dizajna čavala tog doba bila je nemogućnost stabilizacije vrlo usitnjenih prijeloma ili prijeloma koji su bili pomaknuti pod velikim kutovima. Rješenje ovog problema bila je uporaba vijaka za zaključavanje.

Rješenje ovog problema bilo je stabiliziranje intramedularnog čavla pomoću vijka za zaključavanje.

Na taj bi se način implantat mogao bolje oduprijeti savijanju i torzijskim silama, istovremeno sprječavajući skraćivanje udova. Koristeći kombinaciju ideja Küntschera, Klausa Klemma i Wolf-Dietera Schellmanna, intramedularni čavao je razvijen kako bi pružio veću stabilnost prethodnim bušenjem rupa za vijke proksimalno i distalno od intramedularnog čavla, koji je bio pričvršćen za umetnuti vijak.

Tijekom sljedećih nekoliko godina, napredak u jasnoći fluoroskopske slike omogućio je ponovni odabir tehnika zatvaranja i redukcije prijeloma.

1970-e i 1980-e: Preporod

U 1970-ima interes za koncept intramedularnog čavla njemačkog kirurga Küntschera bio je intenzivan.

Zatvorena redukcijska intramedularna fiksacija čavlom za prijelome, sa svojim presjekom fleksibilnih koncepata širenja i međusobnog blokiranja i poboljšane jasnoće fluoroskopskih tehnika, potaknula je napredak i širenje ove izvrsne kirurške tehnike, koju karakterizira minimalno oštećenje mekog tkiva, dobra stabilnost i neposredna pokretljivost pacijenta.

U to je vrijeme akademski svijet bio preplavljen nizom inovacija koje su potaknule razvoj druge generacije intramedularnih čavala.

Godine 1976. Grosse i Kempf stvorili su intramedularni čavao s djelomično prorezom kako bi riješili problem modula elastičnosti intramedularnog čavla. Intramedularni čavao nije bio urezan u proksimalnom području i imao je rupu za čavlić za proksimalni vijak, koji je umetnut pod kutom od 45 stupnjeva kako bi se povećala čvrstoća stabilnosti unutarnje fiksacijske strukture intramedularnog čavla.

Nekoliko godina kasnije, AO se pridružio trendu razvoja intramedularnih čavala razvojem slično koncipiranih intramedularnih čavala (Slika 5).

Godine 1984. Weinquist i sur. predložio je dinamički pristup, koji je trebao poboljšati cijeljenje kraja prijeloma primjenom većih rupa za zabravljivanje vijaka, uklanjanjem statičkih zateznih vijaka i naknadnom modificiranjem rupa za zabravljivanje vijaka u ovalne rupe za čavle u modernijem dizajnu.

Svrha dinamičkog pristupa je poticanje cijeljenja prijeloma i izbjegavanje nesrastanja kosti zbog kasne aktivnosti.

Trenutno je intramedularna dinamika fiksiranja izgubila svoje zagovornike kao samostalna tehnika i trenutno se koristi samo kao troškovno učinkovitije rješenje od potpune zamjene sustava unutarnje fiksacije u liječenju prijeloma koji ne zarastaju.

U biomehaničkoj studiji Gimeno i sur. izvijestio je da je prijelazna zona između dijelova bez proreza i proreza intramedularnog čavla rezultirala koncentracijom stresa i kirurškim neuspjehom implantata za unutarnju fiksaciju.

Kako bi riješili te probleme, Russel i Taylor et al. dizajnirao je prvi intramedularni čavao bez utora, bez dilatacije 1986. godine, sa zadovoljavajućim rezultatima.

Tijekom tog vremena, problem učvršćivanja intramedularnih čavala također je nastavio napredovati, a kao što danas znamo, učvršćivanje vijkom kroz prethodno izbušenu rupu na intramedularnom čavlu bio je dizajn Klemma i Schlemana u Njemačkoj. Umetanje vijka bilo bi vođeno fluoroskopijom slobodnom rukom, što bi kirurga izložilo velikom zračenju.

Danas je ovaj problem riješen sustavom za distalno ciljanje koji uključuje tehnologiju praćenja elektromagnetskog polja, fluoroskopski navođenu tehnologiju slobodne ruke i preciznu vodilicu za proksimalno postavljanje čavla.

1990-e: intramedularni čavao od titana

Tijekom sljedećeg desetljeća Russel-Taylor intramedularni čavao postao je vrlo popularan u međunarodnoj ortopedskoj zajednici. Standard njege polako je postao intramedularni čavlić sa statičkim zaključavanjem vijaka, što pokazuju rezultati studije Brumbacka i sur.

U ovoj prospektivnoj studiji, rezultati su pokazali da je zaključavanje dalo dobre rezultate u većini slučajeva i nije bilo povezano s nezarastanjem prijeloma.

Napredak u metalurgiji doveo je do pojave intramedularnih čavala od titana, koji se naširoko koriste u biomedicinskoj industriji zbog svoje čvrstoće, dobre otpornosti na koroziju i biokompatibilnosti.

Alta intramedularni sustav za pričvršćivanje bio je prvi dostupni intramedularni čavao od titana, a medicinska zajednica ga je jako pozdravila zbog mehaničkih svojstava titana, koji je jači, ali manje kruti metal od nehrđajućeg čelika.

Međutim, trenutna literatura je skeptična glede toga je li titan prikladniji materijal za unutarnju fiksaciju od nehrđajućeg čelika, posebno zbog povećanih troškova povezanih s upotrebom titana.

Međutim, određene prednosti titana, poput modula elastičnosti blizu kortikalne kosti i kompatibilnosti s magnetskom rezonancijom, čine ga atraktivnom opcijom.

Osim toga, titan je vrlo atraktivna opcija kada su potrebni intramedularni čavli manjeg promjera.

Trenutni trendovi

Nakon uspjeha i neuspjeha prethodnih desetljeća, ortopedi imaju puno više iskustva s intramedularnim čavlima.

Intramedularna fiksacija čavlima prijeloma femura, tibije i humerusa postala je standard liječenja većine zatvorenih prijeloma i nekih otvorenih prijeloma. Novi sustavi ciljanja i pozicioniranja učinili su postupak jednostavnim i ponovljivim čak i za najneiskusnije kirurge.

Nedavni trendovi pokazuju da metali od titana i nehrđajućeg čelika imaju vrlo visok modul elastičnosti i da naprezanja prikrivaju iritantna naprezanja potrebna za cijeljenje kosti. Novi biomaterijali kao što su legure magnezija, legure s pamćenjem oblika i resorptivni materijali trenutno se testiraju u akademskoj zajednici.

Trenutno su dostupni intramedularni čavli izrađeni od kontinuiranih polimera ojačanih ugljičnim vlaknima s poboljšanim modulom elastičnosti i velikom čvrstoćom na zamor. Magnezijeve legure imaju modul elastičnosti sličan onom kortikalne kosti i biorazgradive su.

Nedavne studije Li i sur. pokazali su značajne prednosti u liječenju osteoporotičnih prijeloma na životinjskim modelima koje se pripisuju kombinaciji magnezija i zoledronatnog premaza za popravak prijeloma, modalitetu koji bi u budućnosti mogao postati tretman za osteoporotične prijelome.

Zaključak

Tijekom godina, sa značajnim poboljšanjima u dizajnu intramedularnog čavala, metalurških tehnika i kirurških tehnika, intramedularno fiksiranje se razvilo u trenutni standard skrbi za većinu prijeloma dugih kostiju i učinkovit je, minimalno invazivan i ponovljiv postupak.

Međutim, zbog brojnih intramedularnih dizajna čavala nedostaje mnogo informacija o njihovim postoperativnim ishodima. Potrebna su dodatna istraživanja kako bi se odredila optimalna veličina, karakteristike i polumjer zakrivljenosti intramedularnog čavla.

Predviđamo da će inovacije u području biomaterijala dovesti do pojave novih intramedularnih dizajna noktiju.

Kako kupiti ortopedske implantate i ortopedske instrumente？

Za CZMEDITECH , imamo vrlo kompletnu liniju proizvoda implantata za ortopedsku kirurgiju i odgovarajućih instrumenata, uključujući proizvode implantati za kralježnicu, intramedularni čavli, trauma ploča, ploča za zaključavanje, kranijalno-maksilofacijalni, proteza, električni alati, vanjski fiksatori, artroskopija, veterinarsku skrb i njihove prateće setove instrumenata.

Osim toga, predani smo kontinuiranom razvoju novih proizvoda i širenju linija proizvoda, kako bismo zadovoljili kirurške potrebe većeg broja liječnika i pacijenata, te također učinili našu tvrtku konkurentnijom u cijeloj globalnoj industriji ortopedskih implantata i instrumenata.

Izvozimo diljem svijeta, tako da možete kontaktirajte nas na adresu e-pošte song@orthopedic-china.com za besplatnu ponudu ili pošaljite poruku na WhatsApp za brzi odgovor +86- 18112515727 .

Ako želite saznati više informacija, kliknite CZMEDITECH pronaći više detalja.