锁定加压钢板（LCP）原理及临床应用

锁定加压钢板（LCP）为两种完全不同的固定技术的结合，该内植物包含两种相反的接骨术原理，即以直接解剖复位为特点的传统钢板接骨术和桥接钢板接骨术。LCP既可仅当作动力加压钢板使用，亦可通过锁定螺钉而进作为内支架使用，或是上两种方式的联合，这为外科医师提供多种选择。然而，这些新的可能性亦即意味着，若要想获得LCP系统带来的最大价值及好的临床结果，则必须理解不同的生物力学接骨术原理及做好术前准备。九江学院临床医学院骨科朱述浪
本文既提供骨折手术治疗时LCP使用的生物力学背景及指南，亦报告应用LCP获得的实验及临床结果。
引言
自第一例应用钢板内固定治疗（1886年，Hansmann在Hamburg实施）及其后 Lambotte将这些整理为骨折手术治疗的原则以来，内植物及骨折治疗的相关原则正持续发展。
早年时期钢板内固定遵循着不同的原则，二十世纪五十年代，瑞士内固定协会标化了加压钢板内固定手术技术及手术适应症，随后这些理论由AO进一步发展。第一版AO内固定手册描述骨折加压钢板内固定治疗的目的是坚强内固定，以便术后初期骨骼有足够强度来早期活动，而这可通过骨折块间加压达到骨折端绝对稳定得以实现。动力加压钢板的发展实现了这一内固定目的，它通过偏心钻孔、加压螺钉的放置完成骨折区轴向加压。与这一原则相映，如此内固定手术可导致无可见骨痂形成的一期骨愈合。传统钢板固定方法基于采用足够数量螺钉通过高压应力将钢板固定于骨面而产生稳定骨-内植物连接。应用此技术时，双皮质螺钉固定产生可能的最大把持力。然而，很小的骨折块采用折块间减压技术时，亦要求广泛的骨折区暴露。单个骨折块的剥离及骨折区的暴露因骨、软组织活力的丧失而随之导致感染、骨不连和骨折延迟愈合。
二十世纪八十年代，这一今天仍适用于关节内骨折的治疗原则-骨折块间加压坚强内固定，伴随加压钢板系统治疗骨干骨折后并发症发生率的增高被重新斟酌。髓内钉固定后伴有骨痂形成的二期骨折愈合带来的良好临床结果是促人思考原因之一，因为绝对稳定并无骨痂形成。逻辑上，这引出桥接钢板内固定治疗骨干骨折的原则。根据该原则，骨折手术治疗时，不干扰骨干及干骺端骨折碎块，仅恢复骨折端力线、长度及去旋转，通过桥接钢板技术将远、近主骨块固定。与传统内固定相反，该种内固定方式仅相对稳定，伴有骨痂形成的二期骨愈合不再是临床不想看到的，而是内固定治疗的目的。不暴露骨折区意味着避免格外骨折块失活。有鉴于此，术语生物钢板接骨术因桥接内固定而引入。
锁定加压钢板原理及发展
锁定加压钢板革新之处为一种内植物接合了两种完全不同的内固定技术。
LCP原则的发展基于pc-fix和LISS系统获得的实践。与这些系统相对，拥有联合孔的LCP让术者根据骨折的位置而选择内固定和动力加压。根据患者个体情况，LCP可作加压钢板、锁定内支架或两种结合用。
LCP应用
相对传统钢板接骨术，新一代LCP要求适应该手术技术。复位技术及确保骨活力的微创钢板固定技术不得违犯。若想获得良好临床结果，必须理解桥接钢板接骨术生物力学背景。术者应用LCP遭遇的陷阱大部分与内植物无关，此应归因于忽视生物接骨术重要的基本原则。这些原则综述如下。
LCP的长度
应用LCP最重要的一步是选好适当长度的钢板。过去，在应用传统钢板时，因钢板越短，要求骨折的剥离越少，软组织创伤就越小而选用短钢板，这一原则不再适用于LCP。此时，因长钢板使用时并无伴随的软组织损伤，钢板长度的选择只需考虑骨折生物力学的需要。实施内固定时，目的是尽可能降低钢板载荷，而钢板载荷受钢板长度荷螺钉位置影响。理想的LCP长度由钢板的跨越宽度及螺钉的密度决定：钢板跨越宽度为钢板长度与骨折总长度相除之商。对于粉碎性骨折而言商数应为2-3倍，对简单骨折则为8-10倍。
螺钉数目和位置
同样重要的第二数值为螺钉密度（即为植入螺钉数目除以钢板螺孔数之商）。经验显示该值应小于0.4-0.5。与传统钢板接骨术相比，应用LCP时不再推荐每块骨折块固定的确切的螺钉数或皮质数。骨折远、近端主骨块的固定仍然重要，但更重要的是尽可能少的植入螺钉数与高钢板力矩一致，以使螺钉载荷更小。为保持内固定结构体稳定，至少应用两枚单皮质螺钉固定主骨块。从安全角度考虑，即使多置入一枚螺钉并非更佳，但为确保稳定，我们一般推荐每主骨块固定两至三枚螺钉。双皮质螺钉的应用并未改善螺钉失败，但其增加螺钉-骨结合，因此建议每主骨块至少使用一枚双皮质螺钉。螺钉的轴向拔出力由螺钉外径决定。外径从4.5mm（传统螺钉）增至5.0mm（锁定螺钉），使得单皮质使用的锁定螺钉提供传统双皮质固定的普通螺钉的70%把持力。
应用LCP时，相对骨折处而言螺孔位置也非常重要。动态载荷测试显示，当骨折处无骨接触（粉碎性骨折）时，若螺钉未置在骨折两边的螺孔，随桥接骨长度的增加，内植物将更早失败。在这些生物力学测试中，使用有限元对DCP分析发现，Misse应力最大的钢板螺孔处常常失败。该应力可通过增加桥接长度减小，因载荷分布于钢板更长区域。当骨折间隙小时，有折块端接触的简单骨折不是问题。另一方面，增加螺钉将提高内植物应力，因此时要使骨折端接触需更大载荷。基于这些结果，建议有骨折断面接触的简单骨折可不固定骨折两端螺孔，而骨折范围大、无断面接触的粉碎骨折则需固定。内植物-骨界面小间隙消弱结构体杠杆作用，但如上所述，足够长的钢板提高内植物装置轴向刚度。然而，植入锁定螺钉钻孔时应使用瞄准装置，因为钻孔方向轴向偏移大于5º可导致稳定性明显受损。
上述祥则适用于骨干及干骺端骨折的桥接固定。应用于干骺端骨折时，与骨折块间加压原则一致，可通过联合孔对关节内骨折块实施解剖复位固定，而同时，在干骺端则可施行桥接钢板技术。关节区域螺钉数仅依赖于骨折块间加压再固定目的。两种不同内固定原理在同一钢板结合是LCP主要优点之一。当普通螺钉和锁定螺钉同时应用是，应先使用普通螺钉。若普通螺钉后使用，螺钉-骨界面载荷将过大、螺钉亦无效。
LCP塑形
普通钢板内固定时，稳定性由内植物施加于骨而提供。此时螺钉在钢板-骨界面产生加压预载荷。这意味着钢板需精确塑形。当LCP用作内支架时，内植物无需与骨面精确匹配。然而，甚至在骨干骨折时，遵照多轴固定原则，为保证不同螺钉位于不同方向以提高内植物抵抗分离阻力，在两螺孔间折弯钢板是有益的。这在骨质疏松性骨折时最为重要。同样，在干骺端时，LCP无需精确塑形，但适当折弯仍为有益。因为这保证软组织更小应力，也致使螺钉改变方向而提供更大阻力对抗结构体分离。
解剖型LCP
因LCP无需与每个患者骨精确匹配，解剖型LCP逐渐得到发展并应用于不同骨折区域。预塑形的LCP已能用于近关节截骨矫形治疗。预塑形的钢板有几个优点：术中无需再塑形、钢板本身帮助骨折解剖复位，瞄准器帮助锁定螺钉植入。另外，系统提供每块钢板螺钉的确切放置位置及使用规则，这亦使手术更为标准。
除基本的直的3.5/4.0mm及4.5/5.0mm外，根据不同解剖区域预塑形的T型、L型的LCP系统均已应用于临床。这些3.5/4.0mm及4.5/5.0mmLCP亦可作重建钢板用，此适用于耻骨联合区域内固定。
下述LCP系统当前可用。PHILOS钢板系统已在肱骨近端骨折临床实践中显示价值，该系统有两种不同长度（2孔和8孔）可利用。肱骨远端LCP亦可用于肱骨远端骨折。除普通3.5mmT-型钢板外，对于桡骨远端骨折，2.4mmLCP系统在小的骨骺骨折中较大的3.5mm系统提供更多优点。在手外科中，大量归类于LCP简装手外科系统的有联合孔的特种钢板可使用。解剖型LCP已引入LISS系统以矫正膝关节周围股骨远端骨折，类似胫骨近端LCP系统用于胫骨近端及平台骨折。胫骨远端亦有两种选择：胫骨远端LCP和远端平台LCP，后者特别之处为胫骨远端骨骺区域有更多螺孔供选择，使得处理胫骨远端塌陷骨折更为容易。专用于下肢骨折的LCP系统有胫骨远端内侧干骺端LCP系统（12孔） 、LCP髁钢板（如用于跖骨内固定的）及不同长度如用于假体周围骨折、膝关节融合的宽的弓形LCP。后者因考虑了股骨的实际反屈使得当钢板置于股骨外侧时所有螺钉都可置于骨骼中央。
生物力学??体外研究
LCP的生物力学特性在该系统引入临床前已被彻底研究。然而，与一期临床研究同时，大量其他研究亦在进行。这些研究证实临床应用前的生物力学测试初期结果并再次强调在特殊情况下LCP相对普通固定系统的优点。
在C2型桡骨骨折尸体模型实验中，T型掌侧锁定加压钢板证实较普通钢板系统更稳定。在桡骨远端尸体研究中，就前后稳定性及扭转稳定性而言，在力学上，Gardner发现LCP系统优于LC-DCP。此外，在其他实验研究中，如用于肱骨远端骨折的钢板系统生物力学实验，LCP系统证明获得可靠的一期骨折稳定固定。在肱骨近端中，就骨-内植物界面峰值应力减少而言，LCP-PH的弹性甚至致使载荷降低，这在骨质较差骨固定中，较提供更大初期刚度的坚固内植物明显降低内植物松动率。在另一马的长骨体外实验研究中，与夹棒内支架及LC-DCP比较，LCP结构体在不可逆形变发生前有着最高屈服强度。尽管这些研究一致论证了LCP优越的生物力学特性，但值得一提的是，亦有设计良好的研究并未揭示LCP系统较普通钢板系统更佳的生物力学优势，如Trease’s团体比较的锁定与非锁定固定桡骨远端掌侧、背侧的研究。然而，并无研究发现LCP系统较普通钢板系统生物力学劣势。
临床结果
自2001年LCP介绍以来，大量文章谈及应用该系统所得临床结果。总的来说，所有已版的研究都报告了满意的临床结果。第一个有169位患者使用LCP的临床研究于2003年由Sommer出版，作者得出如此结论：新的固定系统技术上是成熟的，因为大多患者报告了好的或极好的临床结果。系统为固定提供的多种选择使其在复杂骨折及骨折翻修时显示特殊优越性。LCP系统应用的最常见骨折位置之一为桡骨远端骨折。与早期认为桡骨远端背侧移位骨折应采用背侧切开复位内固定治疗假设相反，人们发现，采用掌侧锁定钢板处理此类骨折是安全有效的，同时避免了对背侧伸肌腱损伤。使用2.4mmLCP时，甚至总体80%桡骨远端骨质疏松性患者都获得好或非常好结果。然而，相对其他治疗而言，LCP的介入确实增加了费用。而掌侧成角稳定的钢板系统优势抵消了这一代价，因它允许早期全范围主动活动而不损害骨折复位。Imatani亦报告了桡骨干骺端骨折治疗后好的临床结果。
进一步的临床研究中，LCP已被成功用于治疗骶骨或胸骨骨折、假体周围骨折及肱骨远端骨折或骨质疏松性骨不连。
已报告的好的临床结果不应使我们忽视，即使应用LCP，并发症仍可发生。目前可利用的研究表明，并发症并非归因于内植物失败，而常常因违反桥接固定原则。这些并发症清晰表明，若想成功使用LCP系统，应有好的生物力学知识及精确的术前计划。
使用LCP给我们周围的患者印象特点是有骨折延迟愈合倾向。尤其在那些很少被考虑生物学如桥接固定原则的患者中，LCP系统的稳定性可导致骨折延迟愈合，这正与我们在一些前臂骨折所观察到的一样。类似的结果出现在胫骨近端开放截骨术后。然而，延迟愈合和/或延迟骨折愈合比例似乎较低。
结论
自2001年临床应用以来，LCP的发展革新了钢板内固定。该系统联合两种不同的内固定原则，而每种原则在在特定情况下尤其优势。因此，一个简单的内植物给术者全面选择，有遵循绝对稳定原则的加压螺钉固定，亦有相对稳定的生物固定如桥接固定。然而，这些联合选择立确意味着必须对不同内固定原则准确理解。解剖型LCP让术者根据每骨折块特征选择不同组合更为容易。这有助于术者减少如以前我们看到的因违反LCP固定原则所致并发症的发生率，亦有助于术者充分利用LCP系统提供的所有功能。然而，根据目前临床前期及临床期资料，我们可下此结论，LCP系统拓展了钢板内固定的选择，是一种安全可靠的工具；就其稳定性而言，尤其在骨质差或骨折疏松情况下，它较其他系统有更大优势。