Känner du till historien om intramedullary spikning?

Tillkomsten av den intramedullära nageln revolutionerade behandlingen av långa benfrakturer. Även om tekniken hade funnits i århundraden, uppnådde den inte sin nuvarande status förrän andra hälften av 1900 -talet.

Vägen till framgång var inte alltid lätt, eftersom tekniken möttes med skepsis och motbevisning av många forskare under första hälften av 1900 -talet. Idag, genom innovationer inom metallurgi, kirurgiska tekniker och fluoroskopiska färdigheter, har intramedullär spikning blivit standarden för vård för långa benfrakturer.

Framstegen inom mänsklig biomekanisk kunskap har gjort skapandet av denna moderna design möjlig. Modern intramedullär spikning kännetecknas av låga infektionshastigheter, minimal ärrbildning, god sprickstabilitet och omedelbar patientmobilitet.

Den historiska översynen som genomförs i denna artikel syftar till att sammanfatta utvecklingen av den intramedullära nageln, belyser dess viktiga milstolpar, presenterar periodatmosfären i den första användningen och efterföljande utveckling av den intramedullära nageln och introducerar platsen för den intramedullära nageln i modern ortopedik och traumatologi (EG, figur 1).

Födelsen av den intramedullära nageln

De forntida egyptierna använde först en intramedullär enhet som liknar en spik. Komplex kirurgisk frakturvård var troligtvis inte funnits för så många år sedan.

Det som emellertid är säkert är att de forntida egyptierna hade stora balsamtekniker som härstammar från deras tro på uppståndelsen av kroppen i livet efter livet.

Detta var fallet med den mamma som heter Usermontu som hittades i Tutankhamuns grav, där en gängad spik infördes mellan lårbenet och skenbenet för att stabilisera knäleden (som i figur 2).

Arkeologer spekulerar i att mamman inuti sarkofagen inte var Usermontu själv, utan någon annan som ersattes av forntida grav -rånare i 600 fvt.

2000 år senare rapporterade Bernardino de Sahagun, antropolog på Hernando Cortes -expeditionen, den första användningen av intramedullär spikning hos en levande patient i Mexiko.

1524 bevittnade han en Aztec -benkirurg (med namnet 'Tezalo ') utför en osteotomi med hjälp av en obsidiankniv och sätt sedan in en hartsstång i medullära kaviteten för att stabilisera sprickan. På grund av bristen på adekvata kirurgiska tekniker och antiseptika hade dessa procedurer en hög komplikationsgrad och en hög dödlighet.

1800S: Första stegen

Runt mitten av 1800-talet rapporterade de första medicinska tidskrifterna om intramedullär spikning. Diefenbach, Langenbeck, Bardenheuer och andra tysktalande kirurger rapporterades ha använt elfenben naglar i märgen av långa ben för att behandla benavbrott.

Samtidigt genomförde Nicholas Senn från Chicago, en forskare och ivrig militär kirurg, experiment med intramedullär fixering. Han skulle använda en ihålig perforerad splint gjord av bovint ben och sätta in den i medulla för att behandla 'pseudartros ' efter en fraktur.

År 1886 beskrev Heinrich Bircher i Schweiz vid ett kirurgiskt möte införandet av elfenben naglar i medulla för akut behandling av komplexa frakturer (figur 3).

Några år senare skapade Themistocles Gluck i Tyskland den första elfenbenets intramedullära nagel med ett hål i slutet av nageln, vilket introducerade begreppet sammanlåsning för första gången.

Under samma period var Julius Nicolaysen från Norge den första som skrev om de biomekaniska principerna för intramedullär spikning av proximala femorala frakturer. Han betonade behovet av att öka längden på den intramedullära nageln för att få större biomekanisk fördel och för att ge skydd för nästan hela benet.

Han var också den första som föreslog begreppet proximal och distal nagel/ben -låsning för att designa statisk låsning. Han betraktas av vissa forskare som far till intramedullary spikning.

I mitten av 1800-talet hade pionjärer som Ignaz Philipp Semmelweis i Wien och Josephlister i Glasgow lagt grunden för kirurgisk sterilisering. Detta var en banbrytande prestation eftersom det tillät utvecklingen av nya kirurgiska tekniker under aseptiska förhållanden.

1900 -talet: Evolution

År 1912 var den brittiska kirurgen Ernest hölundar den första kirurgen som använde en solid metallstång som en intramedullär nagel och var en pionjär för den retrograderade intramedullära spikmetoden.

Han fick sin erfarenhet under första världskriget när han behandlade patienter med infekterad pseudartros som var ovilliga att amputera lemmarna. Inte bara beskrev han den första intramedullära spikningstekniken som möjliggjorde osseointegration genom minimal trauma, utan han var också skicklig i att använda intramedullära naglar och mindre naglar för att fixa frakturer.

Han experimenterade med implantat gjorda av aluminium, magnesium och stål och insåg vikten av biomekanik vid frakturläkning. Trots detta led Ernest Haydroves teknik av en hög infektionshastighet och var därför inte lika populär bland hans samtida.

1931 introducerade Smith-Petersen, en amerikansk ortopedisk kirurg, en tre-winged rostfritt stålskruv för behandling av intraartikulära kapsel femoral halsfrakturer. Han designade ett öppet tillvägagångssätt som snittade den främre tredjedelen av iliac crest, gick in i det operativa fältet längs den främre kanten av den breda fasciala tensorn, sedan flyttade sprickan och använde en påverkan för att driva rostfritt stålskruv i femoralhuvudet (figur 4).

På grund av framgången för Smith-Petersen-studien började många kirurger experimentera med metallimplantat för frakturer. Sven Johansson uppfann den ihåliga intramedullära spiken 1932; Hans geniala innovation använde en kerfingnål som möjliggjorde kontrollerad radiologiskt guidad införing av den intramedullära nageln. De grundläggande tekniska komponenterna som han använde används fortfarande idag.

När han gick ett steg längre introducerade Rush och hans bror begreppet den elastiska intramedullära nageln 1937.

De använde en elastisk, före böjd rostfritt stål intramedullär nagel och försökte skapa en intramedullär trepunktsfixeringsstruktur för att motverka tendensen till axiell förskjutning runt sprickan.

I deras koncept fungerar det intakta mjuka vävnadsområdet som ett spänningsband som motstår den spänning som genereras av den prebent elastiska nageln. Deras konstruktion begränsades av de elastiska egenskaperna hos rostfritt stål, som förändrades tidigt från elastisk deformation till plastisk deformation. Det senare kan leda till sekundär förskjutning och deformitetsläkning.

Dessutom tenderar intramedullära naglar att gå ut vid ingången eller penetrera cancellösa benstrukturer, eller till och med perforera i fogen. Icke desto mindre fortsatte den wiensk forskaren Ender att använda denna teknik som grund för Ender School of Fracture Fixation och den används fortfarande idag för flexibel fixering av pediatriska frakturer.

Benmärgspik

1939 utvecklade den tyska kirurgen Gerhard Küntscher, en Nobelpris nominerad, en intramadullär nagel i rostfritt stål för behandling av frakturer i lårbensstammen.

Küntscher och andra inspirerades av Smith-Petersen rostfritt stålskruvar som användes för att behandla femorala nackfrakturer och trodde att samma principer kunde tillämpas på stamfrakturer. Den intramedullära spiken som de utvecklade var initialt V-formad i tvärsnitt och 7-10 mm i diameter.

Efter cadaveriska och djurstudier presenterade han den intramedullära nageln och den kirurgiska metoden vid ett kirurgiskt möte i Berlin 1940. Ursprungligen blev hans innovation förlöjligad av hans tyska kollegor, även om hans metod fick popularitet efter andra världskriget.

Hippokrates (460-370 f.Kr.), den forntida grekisk-era-läkaren som ofta kallas läkarens far, en gång sa: 'Den som vill utföra kirurgi måste gå i krig '; Detsamma gällde Küntscher.

Under den nazistiska eran var Küntscher stationerad på ett sjukhus på den finska fronten. Där kunde han driva på patienter och krigsfångar i området. Han introducerade benmärgsspikningskonceptet med hjälp av en stängd och öppen kirurgisk strategi.

I det stängda tillvägagångssättet passerade han den intramedullära nageln i en progred riktning genom den större trochanteren och placerade den på ett tillbakadragningsbord opererat med en sele. Frakturen återgår och nageln sätts in i två plan med hjälp av huvudfluoroskopi. I den öppna tillvägagångssättet sätts den intramedullära nageln genom sprickan i medulla genom ett snitt nära spricklinjen. Küntscher använder den intramedullära nageln för att behandla femoral stamfrakturer samt tibiala och humerala frakturer.

Küntschers teknik fick internationellt erkännande först efter återvändandet av allierade krigsfångar.

På detta sätt blev amerikanska och brittiska kirurger bekanta med den intramedullära nageln som utvecklats av Küntscher och erkände dess tydliga fördelar i denna era av frakturbehandlingsmetoder.

Inom en kort tid började fler och fler kirurger runt om i världen anta sin metod, och Küntschers intramedullära nagel revolutionerade behandlingen av frakturer genom att minska patientens återhämtningstid med nästan ett år. Patienter som skulle ha varit tvungna att immobiliseras i en roll i månader kan nu vara mobila på några dagar.

Hittills betraktas den tyska kirurgen som den viktigaste utvecklaren av den intramedullära nageln, och han har en viktig plats i historien om traumakirurgi.

Expanderande intramedullär nagel

1942, Fisher et al. Först beskrev användningen av den märgsutökande slipborrningen för att öka kontaktområdet mellan den intramedullära nageln och benet och för att förbättra stabiliteten i frakturfixering.

Icke desto mindre introducerade Küntscher den flexibla guidade reamingborr som fortfarande används idag och stöder reaming över hela längden på den medullära kaviteten i benstammen för att underlätta införandet av intramedullära naglar med större diameter.

Ursprungligen utformades intramedullär reaming för att avsevärt öka området för benkontakt med den intramedullära nageln för stabil fixering av sprickan och snabb patientrörelse.

Som beskrivs av Smith et al ökar varje 1 mm medullär expansion kontaktområdet med 38%. Detta möjliggör användning av större och styvare intramedullära naglar, vilket förbättrar den totala stabiliteten i frakturfixeringsstrukturen.

Även om Küntscher intramedullary nagel med sin flexibla intramedullära reaming -borr blev ett lämpligt val av intern fixeringsanordning för osteotomi, förlorade akademin fördel för den i slutet av 1960 -talet till förmån för de nyutvecklade plattorna i arbeitsgemeinschaft für osteosynthesefragen (ao).

1960 -talet: de mörka åldrarna

På 1960 -talet fasades intramedullary spikning plötsligt ut till förmån för fixering av plattor och skruvfrakturer.

Även om Küntschers metod fungerade smidigt, avvisade kirurger runt om i världen dem på grund av dåliga postoperativa resultat.

Dessutom började vissa kirurger att överge strålningstekniker, såsom huvudfluoroskopi, eftersom kirurger blev äcklade av de negativa biverkningarna förknippade med strålning. Utvecklingen av intramedullary spikning stannade inte där, trots det allmänna internationella samförståndet för användning av interna fixeringssystem för plattor.

Küntscher, en tysk läkare, erkände fördelarna med att låsa sig och utvecklade en kloverbladformad sammanlåsande intramedullär nagel, som han kallade 'interneringspik '. Achilles -hälen i den intramedullära nageldesignen i den eran var oförmågan att stabilisera mycket finfördelade frakturer eller frakturer som förflyttades i stora vinklar Lösningen på detta problem var användningen av låsskruvar.

Lösningen på detta problem var att stabilisera den intramedullära nageln med en låsskruv.

På detta sätt kunde implantatet bättre motstå böjning och vridkrafter samtidigt som lemförkortningen förhindras. Med hjälp av en kombination av idéer från Küntscher, Klaus Klemm och Wolf-Dieter Schellmann utvecklades den intramedullära nageln för att ge större stabilitet genom att förborra skruvhålen proximala och distala till den intramedullära nageln, som var låst till den insatta skruven.

Under de närmaste åren möjliggjorde framsteg inom fluoroskopisk bildklarhet för återval av sprickstängning och reduktionstekniker.

1970- och 1980 -talet: väckelse

På 1970 -talet var intresset för det intramedullära spikkonceptet för den tyska kirurgen Küntscher intensivt.

Stängd reduktion Intramedullär nagelfixering för frakturer, med dess skärning av flexibla reaming och sammanlåsande koncept och förbättrad tydlighet i fluoroskopiska tekniker, drev framsteg och spridning av denna utmärkta kirurgiska teknik, kännetecknad av minimal mjukvävnad, god stabilitet och omedelbar patientmobilitet.

Vid den tiden sopades den akademiska världen upp i en serie innovationer som drev utvecklingen av den andra generationen av intramedullär spikning.

1976 skapade Grosse och Kempf en delvis slitsad intramedullär nagel för att lösa problemet med den elastiska modulen hos den intramedullära nageln. Den intramedullära nageln slogs inte i det proximala området och hade ett nagelhål för den proximala skruven, som infördes i en 45-graders vinkel för att öka stabilitetsstyrkan hos den intramedullära nagel inre fixeringsstrukturen.

Några år senare gick AO med i trenden med intramedullär nagelutveckling genom att utveckla liknande utformade intramedullära naglar (figur 5)

1984, Weinquist et al. föreslog det dynamiska tillvägagångssättet, som var att förbättra läkningen av sprickans slut genom att applicera större låshål, ta bort statiska låsskruvar och därefter modifiera låsskruvhålen på ovala nagelhål i en mer modern design.

Syftet med den dynamiska tillvägagångssättet är att främja frakturläkning och att undvika nonunion på grund av sen aktivitet.

För närvarande har IntramedUllary Nailing Dynamics förlorat sina förespråkare som en fristående teknik och används för närvarande endast som en mer kostnadseffektiv lösning än fullständig ersättning av det interna fixeringssystemet i behandlingen av icke-läckande frakturer.

I en biomekanisk studie, Gimeno et al. rapporterade att övergångszonen mellan de icke-slitsade och slitsade delarna av den intramedullära nageln resulterade i spänningskoncentrationer och kirurgiskt misslyckande av det inre fixeringsimplantatet.

För att hantera dessa problem har Russel och Taylor et al. designade den första icke-slitsade, icke-dilerade intramedullära nageln 1986, med tillfredsställande resultat.

Under denna tid fortsatte problemet med att låsa in intramedullära naglar också att utvecklas, och som vi vet idag var sammankopplingen med skruven genom det intramedullära nagelförordrade hålet utformningen av Klemm och Schleman i Tyskland. Insättningen av skruven skulle styras av frihands fluoroskopi, som skulle utsätta kirurgen för mycket strålning.

Idag har detta problem lösts med ett distalt inriktningssystem som innehåller elektromagnetisk fältspårningsteknik, fluoroskopiskt guidad frihandsteknik och en exakt proximal nagelinstallationsguide.

1990 -talet: Titanium intramedullary nagel

Under det kommande decenniet blev Russel-Taylor intramedullary nagel mycket populär i det internationella ortopediska samhället. Vårdstandarden blev långsamt intramedullär spikning med statisk låsning av skruvar, vilket framgår av resultaten från studien av Brumback et al.

I denna prospektiva studie rapporterade resultaten att låsning gav goda resultat i de flesta fall och inte var förknippade med icke-fackföreningen av sprickan.

Framstegen inom metallurgi ledde till uppkomsten av titan intramedullära naglar, som används allmänt i den biomedicinska industrin på grund av deras styrka, goda korrosionsbeständighet och biokompatibilitet.

ALTA Intramedullary Nailing System var det första tillgängliga titanintrame -nageln, och det har välkomnats kraftigt av det medicinska samfundet på grund av de mekaniska egenskaperna hos titan, som är en starkare men mindre styv metall än rostfritt stål.

Den nuvarande litteraturen är emellertid skeptisk till huruvida titan är ett mer lämpligt material för intern fixering än rostfritt stål, särskilt på grund av de ökade kostnaderna för användningen av titan.

Vissa fördelar med titan, såsom den elastiska modulen nära kortikala ben och magnetisk resonansavbildningskompatibilitet, gör det till ett attraktivt alternativ.

Dessutom är titan ett mycket attraktivt alternativ när intramedullära naglar med mindre diameter krävs.

Aktuella trender

Efter framgångarna och misslyckanden från tidigare decennier har ortopediska kirurger mycket mer erfarenhet av intramedullär spikning.

Intramedullär nagelfixering av femorala, tibiala och humerala frakturer har blivit standarden för vård för de flesta stängda frakturer och några öppna frakturer. Nya inriktnings- och positioneringssystem har gjort förfarandet enkla och reproducerbara för även de mest oerfarna kirurgerna.

Nya trender visar att titan- och rostfritt stålmetaller har mycket hög elasticitetsmodul och som stress döljer de irriterande spänningarna som behövs för benläkning. Nya biomaterial som magnesiumlegeringar, formminneslegeringar och resorberbara material testas för närvarande i akademin.

Intramedullära naglar gjorda av kontinuerliga kolfiberförstärkta polymerer med förbättrad elastisk modul och stor trötthetsstyrka finns för närvarande tillgängliga. Magnesiumlegeringar har en modul av elasticitet som liknar den för kortikalt ben och är biologiskt nedbrytbara.

Nya studier av Li et al. har visat betydande fördelar med att behandla osteoporotiska frakturer i djurmodeller tillskrivna kombinationen av magnesium och zoledronatbeläggning för sprickreparation, en modalitet som kan bli en behandling för osteoporotiska frakturer i framtiden.

Slutsats

Under åren, med betydande förbättringar av intramedullär nageldesign, metallurgiska tekniker och kirurgiska tekniker, har intramedullär spikning utvecklats till den nuvarande vårdstandarden för de flesta långa benfrakturer och är en effektiv, minimalt invasiv och reproducerbar procedur.

På grund av de många intramedullära nagelkonstruktionerna saknas emellertid mycket information om deras postoperativa resultat. Mer forskning behövs för att bestämma den optimala intramedullära nageltypstorleken, egenskaperna och krökningsradie.

Vi förutspår att innovationer inom biomaterial kommer att leka uppkomsten av nya intramedullära nageldesign.

Hur man köper ortopediska implantat och ortopediska instrument？

För CzMeditech , Vi har en mycket komplett produktlinje med ortopediska kirurgiimplantat och motsvarande instrument, produkterna inklusive ryggradsimplantat, intramedullary naglar, traumplatta, låsplatta, kranial-maxillofacial, protes, elverktyg, externa fixatorer, artroskopi, Veterinärvård och deras stödinstrumentuppsättningar.

Dessutom är vi engagerade i att kontinuerligt utveckla nya produkter och utvidga produktlinjer för att tillgodose de kirurgiska behoven hos fler läkare och patienter, och gör också vårt företag mer konkurrenskraftigt i hela den globala ortopediska implantaten och instrumentindustrin.

Vi exporterar över hela världen, så du kan Kontakta oss på e-postadress song@orthopedic-china.com för en gratis offert, eller skicka ett meddelande på WhatsApp för ett snabbt svar +86-18112515727.

Om du vill veta mer information ， klicka CzMeditech för att hitta mer information.