Kent u de geschiedenis van intramedullair nagelen?

De komst van de intramedullaire nagel bracht een revolutie teweeg in de behandeling van lange botbreuken. Hoewel de techniek al eeuwen bestond, bereikte deze pas in de tweede helft van de 20e eeuw zijn huidige status.

De weg naar succes was niet altijd gemakkelijk, aangezien de techniek in de eerste helft van de 20e eeuw door veel geleerden met scepsis en weerlegging werd onthaald. Tegenwoordig is intramedullair nagelen, dankzij innovaties in de metallurgie, chirurgische technieken en fluoroscopievaardigheden, de standaardbehandeling geworden voor lange botfracturen.

Vooruitgang in de menselijke biomechanische kennis heeft de creatie van dit moderne ontwerp mogelijk gemaakt. Moderne intramedullaire nagelbehandeling wordt gekenmerkt door lage infectiepercentages, minimale littekenvorming, goede fractuurstabiliteit en onmiddellijke mobiliteit van de patiënt.

Het historische overzicht dat in dit artikel wordt uitgevoerd, heeft tot doel de evolutie van de intramedullaire nagel samen te vatten, de belangrijke mijlpalen ervan te benadrukken, de historische sfeer van het eerste gebruik en de daaropvolgende evolutie van de intramedullaire nagel te presenteren, en de plaats van de intramedullaire nagel in de moderne orthopedie en traumatologie te introduceren (bijv. Figuur 1).

De geboorte van de intramedullaire nagel

De oude Egyptenaren gebruikten voor het eerst een intramedullair apparaat dat op een spijker leek. Het was onwaarschijnlijk dat complexe chirurgische fractuurzorg zo lang geleden bestond.

Wat echter zeker is, is dat de oude Egyptenaren geweldige balsemingstechnieken kenden die voortkwamen uit hun geloof in de wederopstanding van het lichaam in het hiernamaals.

Dit was het geval met de mummie genaamd Usermontu, gevonden in het graf van Toetanchamon, waar een draadspijker tussen het dijbeen en het scheenbeen werd gestoken om het kniegewricht te stabiliseren (zoals in figuur 2).

Archeologen speculeren dat de mummie in de sarcofaag niet Usermontu zelf was, maar iemand anders die in 600 v.Chr. werd vervangen door oude grafrovers.

2000 jaar later rapporteerde Bernardino de Sahagun, een antropoloog van de Hernando Cortes-expeditie, het eerste gebruik van intramedullaire spijkers bij een levende patiënt in Mexico.

In 1524 was hij er getuige van dat een Azteekse botchirurg (genaamd 'Tezalo') een osteotomie uitvoerde met behulp van een obsidiaanmes en vervolgens een harsstaafje in de mergholte stak om de breuk te stabiliseren. Door het gebrek aan adequate chirurgische technieken en antiseptica kenden deze procedures een hoog complicatiepercentage en een hoog sterftecijfer.

1800: eerste stappen

Rond het midden van de 19e eeuw berichtten de eerste medische tijdschriften over intramedullaire nageling. Diefenbach, Langenbeck, Bardenheuer en andere Duitstalige chirurgen zouden ivoren nagels in het merg van lange botten hebben gebruikt om botdiscontinuïteiten te behandelen.

Ondertussen voerde Nicholas Senn uit Chicago, een onderzoeker en fervent militair chirurg, experimenten uit met intramedullaire fixatie. Hij gebruikte een holle, geperforeerde spalk gemaakt van runderbot en bracht deze in de medulla om 'pseudarthrose' na een fractuur te behandelen.

In 1886 beschreef Heinrich Bircher uit Zwitserland tijdens een chirurgische bijeenkomst het inbrengen van ivoren nagels in de medulla voor de acute behandeling van complexe fracturen (Figuur 3).

Een paar jaar later creëerde Themistocles Gluck in Duitsland de eerste ivoren intramedullaire nagel met een gat aan het uiteinde van de nagel, waarmee hij voor het eerst het concept van in elkaar grijpende spijkers introduceerde.

In dezelfde periode was Julius Nicolaysen uit Noorwegen de eerste die schreef over de biomechanische principes van het intramedullair vastspijkeren van proximale femurfracturen. Hij benadrukte de noodzaak om de lengte van de intramedullaire nagel te vergroten om een ​​groter biomechanisch voordeel te verkrijgen en om bescherming te bieden voor bijna het gehele bot.

Hij was ook de eerste die het concept van proximale en distale nagel/bot-interlocking voorstelde om statische vergrendeling te ontwerpen. Hij wordt door sommige geleerden beschouwd als de vader van het intramedullaire nagelen.

Tegen het midden van de 19e eeuw hadden pioniers als Ignaz Philipp Semmelweis in Wenen en JosephLister in Glasgow de basis gelegd voor chirurgische sterilisatie. Dit was een baanbrekende prestatie omdat het de ontwikkeling van nieuwe chirurgische technieken onder aseptische omstandigheden mogelijk maakte.

1900: Evolutie

In 1912 was de Britse chirurg Ernest Hay Groves de eerste chirurg die een massieve metalen staaf als intramedullaire nagel gebruikte en was hij een pionier op het gebied van de retrograde intramedullaire nagelbenadering.

Hij deed zijn ervaring op tijdens de Eerste Wereldoorlog toen hij patiënten met geïnfecteerde pseudartrose behandelde die terughoudend waren in het amputeren van hun ledematen. Niet alleen beschreef hij de eerste intramedullaire spijkertechniek die osseo-integratie mogelijk maakte door middel van minimaal trauma, maar hij was ook bedreven in het gebruik van intramedullaire spijkers en kleinere spijkers om fracturen te repareren.

Hij experimenteerde met implantaten gemaakt van aluminium, magnesium en staal en erkende het belang van biomechanica bij de genezing van fracturen. Toch leed de techniek van Ernest Hay Groves onder een hoog infectiepercentage en was daarom niet zo populair bij zijn tijdgenoten.

In 1931 introduceerde Smith-Petersen, een Amerikaanse orthopedisch chirurg, een drievleugelige roestvrijstalen schroef voor de behandeling van intra-articulaire femurhalsfracturen. Hij ontwierp een open benadering waarbij het voorste derde deel van de iliacale top werd ingesneden, het operatieveld binnenging langs de voorste rand van de brede fasciale tensor, vervolgens de fractuur verplaatste en een impactor gebruikte om de roestvrijstalen schroef in de femurkop te drijven (Figuur 4).

Vanwege het succes van het Smith-Petersen-onderzoek begonnen veel chirurgen te experimenteren met metalen implantaten voor fracturen. Sven Johansson vond in 1932 de holle intramedullaire nagel uit; zijn ingenieuze innovatie maakte gebruik van een kerfinaald die het gecontroleerd radiologisch geleid inbrengen van de intramedullaire nagel mogelijk maakte. De belangrijkste technische componenten die hij toepaste, worden nog steeds gebruikt.

Om nog een stap verder te gaan, introduceerden Rush en zijn broer in 1937 het concept van de elastische intramedullaire nagel.

Ze gebruikten een elastische, voorgebogen roestvrijstalen intramedullaire nagel en probeerden een intramedullaire driepuntsfixatiestructuur te creëren om de neiging tot axiale verplaatsing rond de fractuur tegen te gaan.

In hun concept fungeert het intacte zachte weefselgebied als een spanningsband die weerstand biedt aan de spanning die wordt gegenereerd door de voorgebogen elastische nagel. Hun constructie werd beperkt door de elastische eigenschappen van roestvrij staal, die vroeg veranderden van elastische vervorming naar plastische vervorming. Dit laatste kan leiden tot secundaire verplaatsing en genezing van misvormingen.

Bovendien hebben intramedullaire nagels de neiging om bij de ingang naar buiten te treden of spongieuze botstructuren binnen te dringen, of zelfs in het gewricht te perforeren. Niettemin bleef de Weense geleerde Ender deze techniek gebruiken als basis voor de Ender-school voor fractuurfixatie, en deze wordt nog steeds gebruikt voor de flexibele fixatie van fracturen bij kinderen.

Beenmerg nagel

In 1939 ontwikkelde de Duitse chirurg Gerhard Küntscher, genomineerd voor de Nobelprijs, een roestvrijstalen intramedullaire nagel voor de behandeling van fracturen van de femursteel.

Küntscher en anderen lieten zich inspireren door de roestvrijstalen schroeven van Smith-Petersen die worden gebruikt om femurhalsfracturen te behandelen en geloofden dat dezelfde principes konden worden toegepast op stengelfracturen. De intramedullaire nagel die ze ontwikkelden had aanvankelijk een V-vormige dwarsdoorsnede en een diameter van 7-10 mm.

Na kadaver- en dierstudies presenteerde hij de intramedullaire nagel en de chirurgische aanpak op een chirurgische bijeenkomst in Berlijn in 1940. Aanvankelijk werd zijn innovatie belachelijk gemaakt door zijn Duitse collega's, hoewel zijn methode na de Tweede Wereldoorlog aan populariteit won.

Hippocrates (460-370 v.Chr.), de arts uit het oude Griekse tijdperk die vaak de vader van de geneeskunde wordt genoemd, zei ooit: 'Hij die een operatie wil uitvoeren, moet ten strijde trekken'; hetzelfde gold voor Küntscher.

Tijdens het nazi-tijdperk was Küntscher gestationeerd in een ziekenhuis aan het Finse front. Daar kon hij patiënten en krijgsgevangenen in de omgeving opereren. Hij introduceerde het beenmergspijkerconcept met behulp van respectievelijk een gesloten en een open chirurgische benadering.

Bij de gesloten benadering voerde hij de intramedullaire nagel in prograde richting door de trochanter major en plaatste deze op een terugtrektafel die met een mitella werd bediend. De breuk wordt geherpositioneerd en de nagel wordt in twee vlakken ingebracht met behulp van hoofdfluoroscopie. Bij de open benadering wordt de intramedullaire nagel door de fractuur in de medulla gestoken via een incisie nabij de fractuurlijn. Küntscher gebruikt de intramedullaire nagel voor de behandeling van femursteelfracturen, evenals tibiale en humerusfracturen.

Küntschers techniek kreeg pas internationale erkenning na de repatriëring van geallieerde krijgsgevangenen.

Op deze manier raakten Amerikaanse en Britse chirurgen vertrouwd met de door Küntscher ontwikkelde intramedullaire nagel en erkenden zij de duidelijke voordelen ervan in dit tijdperk van fractuurbehandelingsmodaliteiten.

Binnen korte tijd begonnen steeds meer chirurgen over de hele wereld zijn methode toe te passen, en de intramedullaire nagel van Küntscher bracht een revolutie teweeg in de behandeling van fracturen door de hersteltijd van de patiënt met bijna een jaar te verkorten. Patiënten die maandenlang in het gips moesten worden geïmmobiliseerd, konden nu binnen enkele dagen mobiel zijn.

Tot op heden wordt de Duitse chirurg beschouwd als de belangrijkste ontwikkelaar van de intramedullaire nagel, en hij neemt een centrale plaats in in de geschiedenis van traumachirurgie.

Uitbreidende intramedullaire nagel

In 1942 hebben Fisher et al. beschreef voor het eerst het gebruik van de beenmergexpanderende slijpboor om het contactoppervlak tussen de intramedullaire nagel en het bot te vergroten en om de stabiliteit van de fractuurfixatie te verbeteren.

Niettemin introduceerde Küntscher de flexibel geleide ruimboor die vandaag de dag nog steeds wordt gebruikt en die het ruimen over de gehele lengte van de mergholte van de botsteel ondersteunt om het inbrengen van intramedullaire nagels met een grotere diameter te vergemakkelijken.

In eerste instantie was intramedullair ruimen bedoeld om het botcontactoppervlak met de intramedullaire nagel aanzienlijk te vergroten, voor een stabiele fixatie van de fractuur en een snelle beweging van de patiënt.

Zoals beschreven door Smith et al. vergroot elke 1 mm medullaire uitzetting het contactoppervlak met 38%. Dit maakt het gebruik van grotere en stijvere intramedullaire nagels mogelijk, waardoor de algehele stabiliteit van de fractuurfixatiestructuur wordt verbeterd.

Hoewel de intramedullaire nagel van Küntscher met zijn flexibele intramedullaire ruimboor een geschikte keuze werd als intern fixatieapparaat voor osteotomie, verloor de academische wereld eind jaren zestig de gunst ervan ten gunste van de nieuw ontwikkelde platen van de Arbeitsgemeinschaft für Osteosynthesefragen (AO).

Jaren zestig: de donkere middeleeuwen

In de jaren zestig werd het intramedullaire nagelen plotseling afgebouwd ten gunste van plaat- en schroeffractuurfixatie.

Hoewel de methode van Küntscher soepel werkte, wezen chirurgen over de hele wereld deze af vanwege de slechte postoperatieve resultaten.

Bovendien begonnen sommige chirurgen stralingstechnieken, zoals hoofdfluoroscopie, achterwege te laten, omdat chirurgen walgen van de nadelige bijwerkingen die met straling gepaard gaan. De ontwikkeling van intramedullaire spijkeren stopte daar niet, ondanks de algemene internationale consensus over het gebruik van interne plaatfixatiesystemen.

Küntscher, een Duitse arts, erkende de voordelen van in elkaar grijpende spijkers en ontwikkelde een klaverbladvormige in elkaar grijpende intramedullaire nagel, die hij de 'detentiespijker' noemde. De achilleshiel van het intramedullaire nagelontwerp uit die tijd was het onvermogen om zeer verkleinde fracturen of fracturen die in grote hoeken waren verplaatst te stabiliseren. De oplossing voor dit probleem was het gebruik van borgschroeven.

De oplossing voor dit probleem was het stabiliseren van de intramedullaire nagel met een borgschroef.

Op deze manier kan het implantaat beter weerstand bieden aan buig- en torsiekrachten en tegelijkertijd verkorting van de ledematen voorkomen. Met behulp van een combinatie van ideeën van Küntscher, Klaus Klemm en Wolf-Dieter Schellmann werd de intramedullaire nagel ontwikkeld om meer stabiliteit te bieden door de schroefgaten proximaal en distaal van de intramedullaire nagel voor te boren, die aan de ingebrachte schroef waren vastgezet.

In de daaropvolgende jaren maakte de vooruitgang op het gebied van fluoroscopische beeldhelderheid de herselectie van fractuursluitings- en reductietechnieken mogelijk.

Jaren zeventig en tachtig: heropleving

In de jaren zeventig was de belangstelling voor het intramedullaire nagelconcept van de Duitse chirurg Küntscher groot.

Gesloten reductie intramedullaire nagelfixatie voor fracturen, met zijn kruising van flexibele ruim- en in elkaar grijpende concepten en verbeterde duidelijkheid van fluoroscopische technieken, zorgde voor de vooruitgang en verspreiding van deze uitstekende chirurgische techniek, gekenmerkt door minimale schade aan zacht weefsel, goede stabiliteit en onmiddellijke mobiliteit van de patiënt.

In die tijd werd de academische wereld meegesleurd in een reeks innovaties die de ontwikkeling van de tweede generatie intramedullaire spijkers aandreven.

In 1976 creëerden Grosse en Kempf een gedeeltelijk gesleufde intramedullaire nagel om het probleem van de elastische modulus van de intramedullaire nagel op te lossen. De intramedullaire nagel had geen sleuven in het proximale gebied en had een spijkergat voor de proximale schroef, die onder een hoek van 45 graden werd ingebracht om de stabiliteitssterkte van de interne fixatiestructuur van de intramedullaire nagel te vergroten.

Een paar jaar later sloot AO zich aan bij de trend van intramedullaire nagelontwikkeling door vergelijkbaar ontworpen intramedullaire nagels te ontwikkelen (Figuur 5).

In 1984 hebben Weinquist et al. stelde de dynamische aanpak voor, namelijk het verbeteren van de genezing van het fractuuruiteinde door grotere borgschroefgaten aan te brengen, statische borgschroeven te verwijderen en vervolgens de borgschroefgaten aan te passen tot ovale spijkergaten in een moderner ontwerp.

Het doel van de dynamische benadering is het bevorderen van de genezing van fracturen en het voorkomen van bot-non-union als gevolg van late activiteit.

Momenteel heeft de intramedullaire nageldynamiek zijn voorstanders als op zichzelf staande techniek verloren en wordt deze momenteel alleen gebruikt als een meer kosteneffectieve oplossing dan de volledige vervanging van het interne fixatiesysteem bij de behandeling van niet-genezende fracturen.

In een biomechanische studie hebben Gimeno et al. rapporteerden dat de overgangszone tussen de niet-gegleufde en gegleufde delen van de intramedullaire nagel resulteerde in spanningsconcentraties en chirurgisch falen van het interne fixatie-implantaat.

Om deze problemen aan te pakken, hebben Russell en Taylor et al. ontwierp in 1986 de eerste niet-gegleufde, niet-verwijde intramedullaire nagel, met bevredigende resultaten.

Gedurende deze tijd bleef het probleem van in elkaar grijpende intramedullaire nagels zich ook ontwikkelen, en zoals we vandaag de dag weten, was het in elkaar grijpen met de schroef door het voorgeboorde gat in de intramedullaire nagel het ontwerp van Klemm en Schleman in Duitsland. Het inbrengen van de schroef zou gebeuren via fluoroscopie uit de vrije hand, waardoor de chirurg aan veel straling zou worden blootgesteld.

Tegenwoordig is dit probleem opgelost met een distaal richtsysteem dat gebruik maakt van elektromagnetische veldvolgtechnologie, fluoroscopisch geleide technologie uit de vrije hand en een nauwkeurige installatiegids voor de proximale nagel.

Jaren negentig: intramedullaire nagel van titanium

In de daaropvolgende tien jaar werd de intramedullaire nagel van Russell-Taylor erg populair in de internationale orthopedische gemeenschap. De zorgstandaard werd langzaamaan intramedullair vastspijkeren met statische vergrendeling van schroeven, zoals blijkt uit de resultaten van het onderzoek van Brumback et al.

In dit prospectieve onderzoek rapporteerden de resultaten dat lock-out in de meeste gevallen goede resultaten opleverde en niet geassocieerd was met het niet-consolideren van de fractuur.

Vooruitgang in de metallurgie leidde tot de opkomst van intramedullaire spijkers van titanium, die op grote schaal worden gebruikt in de biomedische industrie vanwege hun sterkte, goede corrosieweerstand en biocompatibiliteit.

Het Alta intramedullaire spijkersysteem was de eerste verkrijgbare intramedullaire nagel van titanium en werd door de medische gemeenschap enorm verwelkomd vanwege de mechanische eigenschappen van titanium, een sterker maar minder stijf metaal dan roestvrij staal.

De huidige literatuur is echter sceptisch over de vraag of titanium een ​​geschikter materiaal is voor interne fixatie dan roestvrij staal, vooral vanwege de hogere kosten die gepaard gaan met het gebruik van titanium.

Bepaalde voordelen van titanium, zoals de elastische modulus die dicht bij corticaal bot ligt en de compatibiliteit met magnetische resonantiebeeldvorming, maken het echter een aantrekkelijke optie.

Bovendien is titanium een ​​zeer aantrekkelijke optie wanneer intramedullaire nagels met een kleinere diameter nodig zijn.

Huidige trends

Na de successen en mislukkingen van de afgelopen decennia hebben orthopedisch chirurgen veel meer ervaring met intramedullaire nagelbehandeling.

Intramedullaire nagelfixatie van femur-, tibia- en humerusfracturen is de zorgstandaard geworden voor de meeste gesloten fracturen en enkele open fracturen. Nieuwe richt- en positioneringssystemen hebben de procedure eenvoudig en reproduceerbaar gemaakt voor zelfs de meest onervaren chirurgen.

Recente trends laten zien dat titanium- en roestvaststalen metalen een zeer hoge elasticiteitsmodulus hebben en dat spanningen de irriterende spanningen die nodig zijn voor botgenezing verdoezelen. Nieuwe biomaterialen zoals magnesiumlegeringen, vormgeheugenlegeringen en resorbeerbare materialen worden momenteel getest in de academische wereld.

Momenteel zijn intramedullaire nagels gemaakt van continue, met koolstofvezel versterkte polymeren met verbeterde elasticiteitsmodulus en grote vermoeiingssterkte beschikbaar. Magnesiumlegeringen hebben een elasticiteitsmodulus die vergelijkbaar is met die van corticaal bot en zijn biologisch afbreekbaar.

Recente onderzoeken van Li et al. hebben significante voordelen laten zien bij de behandeling van osteoporotische fracturen in diermodellen, toegeschreven aan de combinatie van magnesium- en zoledronaatcoating voor fractuurherstel, een modaliteit die in de toekomst een behandeling voor osteoporotische fracturen zou kunnen worden.

Conclusie

In de loop der jaren heeft intramedullair nagelen, dankzij aanzienlijke verbeteringen in het ontwerp van intramedullaire nagels, metallurgische technieken en chirurgische technieken, zich ontwikkeld tot de huidige zorgstandaard voor de meeste lange botfracturen en is het een effectieve, minimaal invasieve en reproduceerbare procedure.

Vanwege de talrijke intramedullaire nagelontwerpen ontbreekt er echter veel informatie over de postoperatieve uitkomsten ervan. Er is meer onderzoek nodig om de optimale grootte, kenmerken en kromtestraal van het intramedullaire nageltype te bepalen.

Wij voorspellen dat innovaties op het gebied van biomaterialen de opkomst van nieuwe intramedullaire nagelontwerpen zullen voortbrengen.

Orthopedische implantaten en orthopedische instrumenten kopen？

Voor CZMEDITECH , beschikt over een zeer complete productlijn orthopedische chirurgische implantaten en bijbehorende instrumenten, waaronder de producten implantaten van de wervelkolom, intramedullaire nagels, traumaplaat, vergrendelplaat, craniaal-maxillofaciaal, prothese, elektrisch gereedschap, externe fixatoren, artroscopie, veterinaire zorg en hun ondersteunende instrumentensets.

Daarnaast streven we ernaar voortdurend nieuwe producten te ontwikkelen en productlijnen uit te breiden, om zo aan de chirurgische behoeften van meer artsen en patiënten te voldoen, en om ons bedrijf ook concurrerender te maken in de gehele mondiale orthopedische implantaten- en instrumentenindustrie.

Wij exporteren wereldwijd, dus dat kan ook Neem contact met ons op via e-mailadres song@orthopedic-china.com voor een gratis offerte, of stuur een bericht op WhatsApp voor een snelle reactie + 18112515727 .

Als u meer informatie wilt weten, klikt u op CZMEDITECH voor meer details.