髄内釘の歴史を知っていますか？

髄内爪の出現は、長い骨骨折の処理に革命をもたらしました。このテクニックは何世紀にもわたって存在していましたが、20世紀後半まで現在の地位を達成しませんでした。

20世紀前半の多くの学者による懐疑論と反論でテクニックが満たされたため、成功への道は必ずしも容易ではありませんでした。今日、冶金学、外科的技術、蛍光鏡スキルの革新により、髄内釘は長い骨骨折の標準的なケアになっています。

人間の生体力学的知識の進歩により、この現代のデザインの創造が可能になりました。現代の髄内釘付けは、低い感染率、最小限の瘢痕、良好な骨折の安定性、および即時の患者の可動性によって特徴付けられます。

この記事で実施されている歴史的レビューは、髄内爪の進化を要約し、その重要なマイルストーンを強調し、髄内爪の最初の使用とその後の進化の時代の雰囲気を提示し、現代の整形外科と外傷における髄質爪の場所を導入することを目的としています（例えば、図1）。

髄内爪の誕生

古代エジプト人は、最初に爪に似た髄質装置を使用しました。複雑な外科的骨折ケアは、何年も前に存在する可能性は低かった。

しかし、確かなことは、古代エジプト人が死後の生活の中での身体の復活に対する彼らの信念に起因する素晴らしい防腐技術を持っていたことです。

これは、ツタンカムンの墓で見つかったUsermontuと呼ばれるミイラの場合でした。ここでは、膝関節を安定させるために大腿骨と脛骨の間にねじれた爪が挿入されました（図2のように）。

考古学者は、石coの内部のミイラはユーザーモントゥ自身ではなく、紀元前600年に古代の墓の強盗に取って代わられた他の誰かであると推測しています。

2000年後、ヘルナンドコルテス遠征の人類学者であるバーナーディーノデサハグンは、メキシコの生きている患者における髄内釘の最初の使用を報告しました。

1524年、彼はアステカの骨外科医（ 'tezalo 'という名前）を目撃し、黒曜石のナイフを使用して骨切り術を行い、樹脂棒を髄質空洞に挿入して骨折を安定させました。適切な外科的技術と防腐剤が不足しているため、これらの手順には合併症率が高く、死亡率が高かった。

1800年代：最初のステップ

1800年代半ば頃、最初の医学雑誌は髄内釘付けについて報告しました。 Diefenbach、Langenbeck、Bardenheuer、および他のドイツ語を話す外科医は、長い骨の骨髄で象牙の爪を使用して骨の不連続を治療したと報告されました。

一方、研究者で熱心な軍事外科医であるシカゴのニコラス・センは、髄内固定を伴う実験を実施しました。彼は、ウシの骨で作られた中空の穿孔スプリントを使用し、それを髄質に挿入して、骨折後に 'pseudarrosis 'を治療しました。

1886年、スイスのハインリッヒ・バーチャーは外科的会議で、複雑な骨折の急性治療のために髄質髄膜の挿入について説明しました（図3）。

数年後、ドイツのテミストクレスは、爪の端に穴が開いた最初の象牙内髄膜爪を作成し、初めてインターロックの概念を紹介しました。

同じ期間に、ノルウェーのジュリアス・ニコライセンは、近位大腿骨骨折の髄内釘の生体力学的原理について最初に書いた。彼は、より大きな生体力学的利点を得て、骨全体を保護するために、髄内爪の長さを増やす必要性を強調しました。

彼はまた、静的ロックを設計するために近位および遠位の爪/骨接続の概念を提案した最初の人でした。彼は一部の学者によって、髄内釘の父と見なされています。

1800年代半ばまでに、ウィーンのイグナズ・フィリップ・セムメルヴァイスやグラスゴーのジョセフリスターなどの先駆者は、外科的滅菌の基礎を築きました。これは、無菌条件下での新しい外科的技術の開発が可能になったため、画期的な成果でした。

1900年代：進化

1912年、イギリスの外科医アーネスト・ヘイ・グローブスは、固体金属棒を髄内爪として使用した最初の外科医であり、逆行性髄内釘アプローチの先駆者でした。

彼は、彼の手足を切断することに消極的だった感染した偽関節症の患者を治療したときに、第一次世界大戦中に彼の経験を獲得しました。彼は、最小限のトラウマを介してオッセオインテグレーションを可能にした最初の髄内釘釘技術を説明しただけでなく、骨折を修正するために髄内爪と小さな爪を使用することにも熟練していました。

彼はアルミニウム、マグネシウム、鋼で作られたインプラントを実験し、骨折治癒における生体力学の重要性を認識しました。それでも、アーネスト・ヘイ・グローブスの技術は感染率が高いため、同時代の人にはそれほど人気がありませんでした。

1931年、アメリカの整形外科医であるスミス・ペテルセンは、関節内capsule大腿骨頸部骨折の治療のために3翼のステンレス鋼のネジを導入しました。彼は、腸骨頂の前3分の1を切開し、広い筋膜テンソルの前縁に沿って手術場に入り、骨折を再配置し、衝撃器を使用してステンレス鋼のネジを大腿骨頭に駆動したオープンアプローチを設計しました（図4）。

スミス・ペテルセン裁判の成功のため、多くの外科医は骨折のための金属インプラントの実験を始めました。スヴェン・ヨハンソンは1932年に中空の髄質爪を発明しました。彼の独創的な革新は、髄内釘の放射線誘導挿入を制御できるkerfing針を使用しました。彼が適用したコア技術コンポーネントは、今日でも使用されています。

さらに一歩進んで、ラッシュと彼の兄弟は、1937年に弾性髄質爪の概念を紹介しました。

彼らは、弾力性のある事前に覆われたステンレス鋼の髄質爪を使用し、骨折の周りの軸方向変位の傾向に対抗するために、髄内3点固定構造を作成しようとしました。

その概念では、無傷の軟部組織領域は、事前に曲がった弾性爪によって生成される張力に抵抗する張力帯として機能します。それらの構造は、ステンレス鋼の弾性特性によって制限され、弾性変形から塑性変形に早期に変化しました。後者は、二次的な変位と変形の治癒につながる可能性があります。

さらに、髄内の爪は入り口で出口を出るか、癌の骨構造に浸透したり、関節内に穴を開けたりする傾向があります。それにもかかわらず、ウィーンの学者エンダーは、この手法を骨折固定のエンダースクールの基礎として使用し続けましたが、今日でも小児骨折の柔軟な固定に使用されています。

骨髄の爪

1939年、ドイツの外科医であるゲルハルト・キュンチャーは、ノーベル賞の候補者であり、大腿骨幹の骨折の治療のためにステンレス鋼の髄内爪を開発しました。

Küntscherなどは、大腿骨の首の骨折の治療に使用されるスミス・ペテルセンのステンレス鋼のネジに触発され、同じ原理を茎の骨折に適用できると信じていました。彼らが開発した髄内爪は、最初は断面でV字型、直径7〜10 mmでした。

死体研究と動物研究の後、彼は1940年のベルリンで開催された外科会議で髄内爪と外科的アプローチを提示しました。当初、彼の方法は彼のドイツの同僚によってrid笑されましたが、彼の方法は第二次世界大戦後に人気を博しました。

ヒポクラテス（紀元前460-370）、古代ギリシャ時代の医師である医学の父と呼ばれることが多い、かつては「手術を希望する人は戦争に行かなければならない」。同じことがキュンシャーにも当てはまりました。

ナチス時代、キュンチャーはフィンランドの戦線の病院に駐留していました。そこで、彼はこの地域の患者と捕虜を操作することができました。彼は、それぞれ閉じたオープンな外科的アプローチを使用して、骨髄釘の概念を導入しました。

閉じたアプローチでは、彼は髄内爪をより大きな転子師を通って進行中の方向に渡し、スリングで操作した撤回テーブルに置きました。骨折が再配置され、爪は頭部蛍光鏡検査を使用して2つの平面に挿入されます。オープンアプローチでは、髄内爪が骨折した線の近くの切開を介してムデュラへの骨折を通して挿入されます。Küntscherは、髄質幹骨折と脛骨および上腕骨骨折を処理するために髄質爪を使用します。

クンチャーの手法は、連合軍の捕虜が送還された後にのみ国際的な認識を得ました。

このようにして、アメリカとイギリスの外科医は、Küntscherによって開発された髄内爪に精通し、この骨折処理モダリティのこの時代における明確な利点を認識しました。

短期間で、世界中のますます多くの外科医が彼の方法を採用し始め、Küntscherの内髄膜爪は、患者の回復時間をほぼ1年短縮することにより骨折の治療に革命をもたらしました。数ヶ月間、キャストに固定されなければならなかった患者は、数日でモバイルになる可能性があります。

これまで、ドイツの外科医は髄内釘の主要な開発者と見なされており、外傷手術の歴史において極めて重要な場所を持っています。

髄内爪の拡大

1942年、フィッシャー等。最初に、骨髄を拡張する粉砕ドリルの使用を説明して、骨内釘と骨の間の接触面積を増加させ、骨折固定の安定性を改善しました。

それにもかかわらず、Küntscherは、今日でもまだ使用されている柔軟な誘導Reaming Drillを導入し、骨幹の髄質の全長にわたってリーミングをサポートして、より大きな直径の髄質爪の挿入を促進します。

当初、髄内のreamingは、骨折の安定した固定と急速な患者の動きのために、髄内爪との骨接触面積を大幅に増加させるように設計されていました。

Smith et alが説明したように、1 mmの髄質拡大ごとに接触面積が38％増加します。これにより、大きくて硬い内髄膜爪を使用することができ、骨折固定構造の全体的な安定性が向上します。

しかし、柔軟な内髄内のリーミングドリルを備えたKüntscher髄質爪は、骨切り術のための内部固定装置の適切な選択肢になりましたが、アカデミアは1960年代後半にArbeitsgemeinschaftfürosteosynhefragen（ao）の新たに発達したプレートに有利になりました。

1960年代：暗黒時代

1960年代、髄内釘は突然、プレートとねじ骨折の固定を支持して段階的に廃止されました。

Küntscherの方法はスムーズに動作しましたが、世界中の外科医は術後の結果が悪いため、それらを拒否しました。

さらに、一部の外科医は、外科医が放射線に関連する悪影響にうんざりしたため、頭部蛍光鏡検査などの放射線技術を放棄し始めました。プレート内部固定システムの使用に関する一般的な国際的なコンセンサスにもかかわらず、髄内釘付けの開発はそこで止まりませんでした。

ドイツの医師であるクンチャーは、インターロックの利点を認識し、クローバーの形をしたインターロック髄内爪を開発しました。その時代の髄内爪のデザインのアキレスヒールは、非常に粉状の骨折または大きな角度に変位した非常に粉砕された骨折または骨折を安定させることができなかったため、この問題の解決策はネジのロックの使用でした。

この問題の解決策は、ロックネジで髄内爪を安定させることでした。

このようにして、インプラントは、四肢の短縮を防ぎながら、曲げとねじれの力に耐えることができます。 Küntscher、Klaus Klemm、およびWolf-Dieter Schellmannのアイデアの組み合わせを使用して、挿入されたネジにロックされた内髄膜の爪の近位および遠位のネジ穴を事前に掘削することにより、より大きな安定性を提供するために、髄内爪が開発されました。

今後数年間、蛍光透視画像の明確さの進歩により、骨折の閉鎖と還元技術の再選択が可能になりました。

1970年代および1980年代：リバイバル

1970年代には、ドイツの外科医であるキュンチャーの髄内釘付け概念への関心は激しくなりました。

骨折したリーミングとインターロックの概念の交差点と蛍光透視技術の明確性を強化するための閉鎖還元断下爪核固定により、最小限の軟部組織損傷、良好な安定性、即時の患者の運動を特徴とするこの優れた外科的技術の進歩と普及が促進されました。

当時、学問の世界は、第2世代の髄内釘の発展を促進する一連の革新に巻き込まれました。

1976年、GrosseとKempfは、髄内爪の弾性率の問題を解決するために、部分的にスロットの髄内爪を作成しました。髄内爪は近位領域ではスロットされておらず、近位ネジに爪の穴があり、45度の角度で挿入されて、髄内爪の内部固定構造の安定性強度を高めました。

数年後、AOは、同様に考案された髄内爪を開発することにより、髄内爪の発達の傾向に加わりました（図5）

1984年、Weinquist et al。ダイナミックアプローチを提案しました。これは、大きなロックネジ穴を適用し、静的ロックネジを取り外し、その後、よりモダンなデザインで楕円形のネイルホールにロックネジ穴を変更することにより、骨折のエンドヒーリングを強化することでした。

動的なアプローチの目的は、骨折の治癒を促進し、活動が遅れているため骨の非癒合を避けることです。

現在、髄内爪のダイナミクスは、スタンドアロンの手法として支持者を失い、現在、非治癒骨折の治療における内部固定システムの完全な交換よりも費用対効果の高いソリューションとしてのみ使用されています。

生体力学的研究では、Gimeno et al。髄内爪の非スロットされた部分とスロット付き部分の間の移行ゾーンは、ストレス濃度と内部固定インプラントの外科的故障をもたらすと報告しました。

これらの問題に対処するために、ラッセルとテイラー等。 1986年に最初の非スロット化されていない非薄型の髄内爪を設計し、満足のいく結果をもたらしました。

この間、折りたたみ髄内の釘を連動させる問題も進行し続け、今日知っているように、髄内爪の事前に掘られた穴を介したネジと連動したのは、ドイツのクレムとシュレマンのデザインでした。ネジの挿入は、フリーハンド蛍光鏡検査によって導かれ、外科医が多くの放射線にさらされます。

今日、この問題は、電磁界追跡技術、蛍光鏡視鏡誘導フリーハンドテクノロジー、および正確な近位ネイル設置ガイドを組み込んだ遠位標的システムで解決されています。

1990年代：チタン髄質爪

次の10年にわたって、ラッセル・テイラーの髄質爪は、国際整形外科コミュニティで非常に人気がありました。 Brumback et al。による研究の結果に示されているように、ケアの標準は、ネジの静的ロックでゆっくりと髄質釘付けになりました。

この前向き研究では、結果は、ロックがほとんどの場合に良い結果をもたらし、骨折の非組合と関連していないことを報告しました。

冶金の進歩により、チタン髄質爪の出現につながりました。これは、その強度、良好な腐食抵抗、生体適合性のために生物医学産業で広く使用されています。

Alta Intramedullary Nailing Systemは、最初の利用可能なチタン髄質爪であり、チタンの機械的特性のために医学界に大いに歓迎されています。

ただし、現在の文献は、特にチタンの使用に関連するコストが増加しているため、チタンがステンレス鋼よりも内部固定に適した材料であるかどうかについて懐疑的です。

ただし、皮質の骨に近い弾性率や磁気共鳴画像統合の互換性など、チタンの特定の利点は、魅力的な選択肢になります。

さらに、チタンは、直径が小さい場合は非常に魅力的なオプションです。

現在の傾向

過去数十年の成功と失敗の後、整形外科医は髄内釘の経験がはるかに多くなりました。

大腿骨、脛骨、および上腕骨骨折の髄内爪の固定は、ほとんどの閉じた骨折といくつかの開いた骨折の標準的なケアとなっています。新しいターゲティングおよびポジショニングシステムにより、この手順は、最も経験の浅い外科医でさえもシンプルで再現できました。

最近の傾向は、チタンとステンレス鋼の金属が非常に高い弾性率を持ち、ストレスが骨の治癒に必要な刺激的なストレスを曖昧にすることを示しています。マグネシウム合金、形状記憶合金、吸収性材料などの新しい生体材料が現在、学界でテストされています。

弾性弾性率が改善され、大きな疲労強度が改善された連続した炭素繊維強化ポリマーで作られた内髄膜爪が現在利用可能です。マグネシウム合金は、皮質骨と同様の弾性率を持ち、生分解性です。

Li et alによる最近の研究。骨折修復のためのマグネシウムとゾレドロネートコーティングの組み合わせに起因する動物モデルの骨粗鬆症性骨折の治療において、将来の骨粗鬆症の骨折の治療法になる可能性のある重要な利点を示しています。

結論

長年にわたり、髄内爪の設計、冶金技術、および外科的技術の大幅な改善により、髄内釘は、ほとんどの長い骨骨折の現在の標準ケアに発展し、効果的で最小限の浸潤性、再現性のある手順です。

しかし、多くの髄内爪の設計により、術後の結果に関して多くの情報が不足しています。最適な髄内爪の種類のサイズ、特性、および曲率半径を決定するには、さらに研究が必要です。

生体材料の分野での革新が、新しい内髄膜爪のデザインの出現を生み出すと予測しています。

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