基础骨折愈合与并发症1影响骨愈

发布时间:2017-7-27 18:24:01 

骨组织?BoneTissue

骨为特化的结缔组织,为运动系统的组成部分。在运动的过程中骨可作为杠杆,并可帮助身体对抗地心引力,还能为周围组织提供保护与支撑。此外骨也是身体矿物质的储存库,有助于控制体内矿物质的平衡。

骨有各种不同的形状与功能,包括长骨、扁骨、膜内骨、编织骨、密质骨。骨膜为骨外表面特化的结缔组织,可为骨提供保护及营养。长骨又被分为骨骺、骺板、干骺端及骨干。编织骨、松质骨及层状骨见于临近骺板的骨骺及干骺端区域,而密质骨或皮质骨则在骨干包围着骨髓腔。

骨包含三种主要的细胞类型:成骨细胞、骨细胞和破骨细胞。成骨细胞合成类骨基质。随着类骨质钙化,成骨细胞变为骨细胞。破骨细胞比前两者都大,位于钙化的骨基质表面,通过分泌酸及酶来移除矿物质及骨基质。正常骨内的成骨细胞与破骨细胞作用相互协调,并可在骨承受压力时改变其形状,以适应施加于骨上的压力。

血清中矿物质离子主要受到甲状旁腺激素、降钙素及维生素D的调节。甲状旁腺激素可刺激破骨细胞活性,增加骨的重吸收,进而增加血清中的钙。降钙素抑制破骨细胞的活性,并抑制小肠及肾脏对钙的吸收。维生素D可增加小肠对钙及磷的吸收,并可动员已形成的骨骼中的钙及磷,还能促进骨基质的成熟及钙化。骨为活的组织,虽然反应较慢,但是能够适应并对作用于骨骼肌肉系统上的力产生反应。虽然骨可对施加其上的刺激或力做出反应,但反应的方式有限,包括骨生成、骨吸收或者两者同时发生。

骨有形成与生长有两种形式,包括膜内骨化及软骨内骨化,或时两者同时发生。膜内骨化开始于间充质细胞增生,然后其转化为成骨细胞,成骨细胞再形成骨基质,骨基质再进一步钙化。骨内外包围着纤维血管层,可提供营养及骨源细胞,以持续地生成及吸收骨。膜内骨化主要发生于颧骨及下颌骨。四肢、脊椎及骨盆主要由膜内骨化及软骨内骨化共同形成。长骨主要由软骨内骨化形成。软骨内骨化由间充质细胞形成软骨模型,随后被骨细胞取代。长骨是由软骨模型中间的初级骨化中心,以膜内骨化形成,随后在两端的骨骺端和骨突处形成次级骨化中心,以软骨内骨化形成骨。

生长板在组织学上可明确地分为五个区域:(1)近骨骺端静止区含有未成熟的细胞,(2)细胞生长或增生区,(3)细胞肥大区,(4)临时钙化区,(5)骨化区。骨最脆弱的区域为肥大的软骨细胞区,也是外伤时最容易造成生长板骨折的部位。骨愈合的过程则与软骨内骨化的过程相似。   

骨愈合?BoneHealing   

由于老化的骨会不断地被取代且存在微骨折需要修复,故骨愈合在所有骨中是正常的且不断进行的过程。如果这些修复出现异常,则会造成骨结构异常或骨折。当骨正常新陈代谢受到干扰或受到超过骨所能承受力量的物理性外伤,则会造成骨折。与其他大多数器官不同的是,骨可再生并可修复成未受伤的样子,而不是以强度较差的疤痕组织修复伤口。骨折愈合需要复杂的生物学与力学的相互作用,可概念化为以下四个主要因素:(1)力学环境,(2)骨诱导支架,(3)骨源细胞,(4)生长因子。骨折愈合包含两种基本方式:直接与间接骨愈合。牵拉成骨是第三种愈合方式,与日益普及的骨延长术有关。

间接骨愈合是动物最常见的愈合方式,由于缺乏刚性固定,在骨折断端之间可能存在移动性。二次骨愈合会有骨痂形成,其中包括膜内骨化和软骨内骨化。膜内骨化是在骨折远端的骨膜,直接由骨原细胞与未分化间充质细胞形成骨,软骨前体细胞并未参与骨形成。软骨内骨化则是通过补充、增殖和分化那些在骨折处附近,位于骨膜和周围软组织上的未分化的间充质细胞来完成软骨骨化过程。骨愈合的最初阶段是血肿,随后发生炎症。虽然骨痂形成会模拟胚胎时期的骨生成,但两者间最大的差异是有无炎症反应。而免疫系统和骨骼系统之间的相互作用,则是对骨折修复过程的一个研究新领域。

骨折断端之间的移动会对促进骨折愈合的组织产生应力,如果应力过大则会造成组织断裂。最初,在骨折的间隙之间,由能够承受应力的组织所桥连,接着慢慢更换为较坚硬的组织类型,直到骨折断端之间形成刚性桥连。肉芽组织在断裂前可承受%的延伸,但纤维组织所能承受的只有10%,而骨头在断裂前只能承受2%的形变。在刚发生骨折的时候,骨折的部位会先有血肿,随后肉芽组织会取代血肿,进而纤维结缔组织会取代肉芽组织,然后形成纤维软骨,最后以软骨内骨化产生骨质连接。初始的骨桥连骨痂是编织骨,随着时间会重新塑形形成紧密的皮质骨(见图1)。

图1桡骨截骨手术的目的是为了矫正肢体成角畸形,并延长肢体。请注意在截骨部位垂直方向的层状骨,形成典型的牵拉成骨反应。

直接骨愈合是在骨折断端之间没有形成软骨的阶段,也没有明显的骨痂组织。这需要精密的骨折断端解剖复位与对直,以及刚性的固定。骨折间隙必须非常小,距离不能超过-μm。最初的间隙是由纤维骨填充,之后由哈弗系统越过断端来重塑和重建,提供骨折更稳定的愈合。

在截骨术后,通常会以牵拉成骨渐渐拉开骨段以逐渐扩大截骨间隙,理想的距离是每天1mm。如果结构足够稳定,1mm的空间内就可以让平行排列的类骨质沉淀,最终形成层状骨(图1)。截骨术的目标是延长因为过早生长停止而较短的骨或矫正畸形骨。

影响骨愈合的因素?FactorsAffectingBoneHealing 

许多因素单独发生或一同发生,都将显著地影响骨折愈合的成败。达到临床骨愈合标准而能改变或移除骨固定材料所需的时间,也会因这些因素而有很大的差异。已知许多因素会对骨愈合产生不利影响,包括患病动物的年龄和体重、解剖复位的质量、骨折的稳定性、局部的血供、骨折的类型、骨折所涉及的骨、感染、医源性的干扰、全身性疾病如代谢性及内分泌疾病、病理性骨折、使用皮质类固醇激素以及使用非甾体类抗炎药等。

解剖复位同时骨间隙较小时,有助于提高直接或快速间接愈合的机会。如果是骨折间隙较宽或失去部分骨片时,则需要形成更多更大的骨痂组织以及较长的时间来桥连骨折。此外,解剖复位时如果骨对合情况越好,越能增强骨折的稳定性。骨折断端应至少对合50%才可能愈合,然而骨折愈合还是以解剖复位最佳。好的解剖复位对关节面骨折尤为重要,正确的解剖复位可以防止长期的软骨损伤,以及因为压力分布异常所造成的退行性改变。

稳定性是骨折愈合成功的关键因素,骨折部位移动是造成动物骨折愈合不良最常见的原因。因固定不良或患病动物活动过度产生的移动,是影响稳定性的重要因素。因骨折断端活动而产生的应力会破坏包括骨折愈合所需的新生血管等组织。较差的刚性固定会产生较大的骨痂,并伴随软骨期延长以及新骨持续形成,延迟骨痂重塑。目前已了解机械因素对骨愈合的影响,然而骨折愈合详细的力学传导机制尚待进一步研究。缺乏稳定性会延迟骨折愈合,直到骨折间隙形成更稳定的组织并提供足够的稳定性供骨生成为止(图2)。

图2一只未成年犬桡尺骨骨干横骨折,以及1个月及2个月后的后续X线片。由于骨折缺乏良好的固定,所以才形成大量的骨痂组织及延迟的间接骨愈合。两个月后仍可见透射线的骨折线,表示骨折尚未完全愈合。

周围软组织的活性对骨愈合有显著的效果。周围软组织有好的活性,能够保护骨折断端,并在骨折愈合过程中提供非常重要的骨外血液供应。如果正常的血液供应中断,则会影响修复过程。骨折周围组织血管可为骨折修复提供所需的氧气和营养物质。当骨折愈合,正常供应骨折的血管恢复后,骨外血管就会处于静止的状态。当骨折周围的软组织受到严重破坏或损失时,则会降低骨折修复率,并可能阻止愈合。骨折断端处的软组织裸露,以及使用骨移植进行治疗时,需要足够的稳定性以使骨骼尽早血管再生并使骨折复原。若这些骨折断端无血管再生,则不会愈合。侵入性低的微创骨折固定技术越来越受到重视,因为这种技术能保持生物学环境。无论是人类还是动物,临床上与较开放式的骨固定术相比,微创骨板复位技术能更快地使骨折愈合。

某些特殊骨骼的骨折,会影响骨折愈合的效果。有些骨临近的软组织较少,因而不利于形成促进愈合的临时血管。一些小型犬因前臂骨折并发延期愈合的几率比大型犬高得多(图3)。跟骨需要承受较大的压力,因此较难固定。

图3A,玩具贵宾犬损伤3个月后,桡尺骨发生萎缩性骨折不愈合。注意骨折断端缺乏骨痂组织且萎缩。骨断端上覆盖的细小的钙化灶是在骨折固定时放置的骨松质移植岛。周围软组织环境不佳,包括骨折部位血液供应不良会阻止骨痂的形成。B,损伤后4个半月,可见骨板因为金属疲劳而断裂。

骨折处或周围组织感染可以对愈合产生重大影响。感染可直接破坏骨折的愈合,也可间接地使固定材料松动,使骨折变得不稳定。成功地确认与积极地治疗感染,对成功的骨愈合是很重要的(图4)。

图4细菌性骨髓炎后期,发生在前臂远端骨折及外固定支架固定后。注意整骨都有活跃的骨膜反应。同时也可见软组织肿胀,这在鉴别败血性与非败血性的骨膜新骨生成中十分重要。此外边缘不规则的骨膜反应并非典型的骨痂组织,而指示为侵袭性病变。

固定材料的正确选择和应用,对于骨折修复的速度和成功有重大的影响。骨折的固定材料必须能为骨折提供稳定性,但又不干扰愈合。常见的问题包括:髓内针尺寸与放置不当;骨折两侧骨板上的螺钉数量不足,使得骨折不稳定;过多的软组织破坏,延迟或阻止血管重建(图5)。在正确治疗骨折时,需要足够的知识、经验和技术。

图5仅使用一根髓内针造成术后排列和固定不佳。一块较大的蝴蝶状骨碎片未被固定(白色箭头尖端)造成畸形愈合并生成大量骨痂。一块近端骨片失去血液供应,失去活性成为死骨片(白色箭头)。坏死骨还形成了一条引流瘘管(X线片上未观察到)。坏死骨需要手术移除。

其他因素包括动物种类、品种、患病动物的年龄、营养状况、有无代谢性疾病等,都会影响骨折愈合的时间和成功率。有些物种(例如马)因为体重较大且新陈代谢较慢,临床上骨折愈合的平均时间比犬更长。就相同物种而言,年轻动物骨折愈合的速度比年龄较大的动物快。甲状腺功能减退、甲状旁腺机能亢进、糖尿病和副肿瘤综合征都会延缓骨愈合。

医贵乎精,学贵乎博,识贵乎卓,心贵乎虚,业贵乎专,言贵乎显,法贵乎活,方贵乎纯,治贵乎巧,效贵乎捷。知乎此,则医之能事毕矣。

——清?赵廉《医门补要自序》

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