固定跨度指骨折一侧各固定点之间的最大距离(图1),切勿与工作长度或桥接跨度混淆——后两者常互换使用,指骨折两端最靠近骨折线的两枚螺钉间的距离。固定跨度越大,固定结构越坚固,固定点处应力集中越小。其稳定效应如同在行驶的火车或公交上双脚分开站立:通过增大杠杆臂来抵抗悬臂力,并在较小程度上抵抗扭转力。
以股骨远端钢板为例,股骨近端的长杠杆臂产生较大弯曲力,需由外侧钢板平衡(图1A)。长钢板配合长固定跨度(骨干侧螺钉间距大)比短钢板配合密集螺钉更具机械优势,相同载荷下末端螺钉应力集中更小。因此,长钢板配合间距较大的骨干螺钉以实现最大固定跨度,可获得最高的固定强度。相反,省略靠近骨折线的螺钉虽延长了工作长度或桥接跨度,却会减小固定跨度、削弱固定结构,并增加骨折处剪切活动。骨干螺钉数量不如固定跨度重要:超过三枚后,骨干节段增加第四枚螺钉对轴向稳定性影响甚微,仅轻度改善抗扭转稳定性;无论钢板多长,超过四枚双皮质骨干螺钉均不会显著提高固定强度。仅当骨质疏松致螺钉把持力不足时,才考虑增加螺钉。
A:植入物的固定跨度取决于其在骨段内固定点的最大分布范围。长固定跨度的钢板比短固定跨度钢板具有更好的机械优势,即更强的“杠杆”作用来平衡股骨近端施加的弯曲力;短固定跨度钢板则会在末端螺钉处产生更高的应力集中以对抗弯曲力。
固定跨度概念同样适用于固定结构的各个组成部分。例如,单皮质螺钉抗扭转的工作长度相当于皮质厚度(图2)。即使较小的扭转力也可在螺钉-骨界面产生超过皮质骨屈服强度的应力集中,导致单皮质螺钉进行性“摆动”,最终固定失败。由于双皮质螺钉接触双侧皮质,工作长度大得多,应力集中预计不会接近骨的屈服强度(图2)。在单皮质锁定钢板固定结构中增加一枚双皮质螺钉,可使其抗扭强度提高73%。
A: 单皮质螺钉的固定跨度相当于皮质骨厚度。扭转可在螺钉-骨界面产生较高应力集中,导致进行性“摆动”,最终螺钉拔出失败。B: 双皮质螺钉的工作长度相当于骨干外径,可有效抵抗扭转,而不会在螺钉-骨界面产生过大应力集中。
随着植入物及固定选择日益增多,选择并配置合适的固定方法变得愈发复杂。本节并非旨在全面概述众多且常相互矛盾的固定结构配置指南与技巧,而是提供清晰的逻辑决策策略,并通过实例阐明关键概念。术者须先确定目标愈合方式,再选择固定方法及配置,以达到适合促进目标愈合方式的固定结构刚度。最后,固定结构的应用须在不妨碍所需刚度的前提下,最大化结构强度与耐久性。提高固定结构强度可通过增大固定跨度和减少应力集中实现;后者可通过载荷分布、降低刚度梯度以及避免固定结构应用时引入预应力来实现。
文献来源:ROCKWOOD AND GREEN’S Fractures in Adults TENTH EDITION.
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