随着这几年医疗行业发展与改革,外固定支架越来越受重视,应用也越来越广泛。但由于传统内固定的盛行,其实仍有很多人包括一些医疗人士对于外固定支架及其历史不了解,现有网上的一些文章对于其的发展介绍也很片面,甚至包括很多都只言国外而忽视国内的历史。我现在从国内外外固定发展历史给大家进行较为详细的介绍,供大家一起进行学习交流。
中国发展史:
关于外固定支架的发展,很多人忽视中国的起源。我国的中医博大精深,中医骨科外固定是中国医药学伟大宝库中的宝贵文化遗产之一。
我国中医在很早以前就对于骨伤病人进行外固定治疗,包括整复复位,夹板固定等,但缺乏正史记载,引为憾事。
在公元840,唐代蔺道人编著伤科专著《仙授理伤续断秘方》,正式提出骨折治疗的四大原则:整复骨位、夹板固定、功能锻炼、药物治疗。从此标志着我国骨折治疗的完整理论体系的形成。

在1981年,王振邦报告用鸭形铁丝固定器治疗Bennet骨折


国外发展史
外固定支架在国外最早描述者是大名鼎鼎的医学之父希波克拉底,他曾经发明过一个骨折治疗装置,用的是长短不同的3~4套山茱萸树枝,将它们绷弯了以后,放置在骨折肢体的四周,以起到伤肢稳定、骨折端牵开的效果。与单纯起到稳定作用的支具不同,这个装置具有对骨折实施主动牵伸等干预的能力,已经相当于外固定支架的一个雏形了。遗憾的是,在他之后的近2000年中,人类在这方面没有什么新的概念进步。
1840年,著名的法国医生让 · 弗朗索瓦 · 马盖涅(Jean-François Malgaigne)发明了一套体外经皮复位装置,方法是将一个半环状的铁圈用皮带绑在小腿上,然后收紧皮带,使得铁圈上的金属针刺入胫骨骨折端,调节皮带的松紧度,直到骨折达到满意的复位为止。这种方法由于引入了经皮侵入骨折端、直接操作骨折断端的做法,标志着外固定支架在希波克拉底方法上的一大飞跃,从此外固定支架告别2000年来的古代理念,进入近代发展阶段。1843年马盖涅医生还发明了经皮抓髌装置(下图右),这一理念被一直沿用至今。
从那以后直到19世纪末期,欧洲大陆的许多骨科医生都在马盖涅的基础上进行了外固定器的技术改良,例如将其应用至上肢乃至锁骨等部位;又比如将双皮质固定针引入外固定器……
接下来的革命性进步、也是标志着外固定就此进入现代阶段的事件,是在1897年、由美国丹佛的Clayton Parkhill医生发明的新式外固定法:他用连接有骨针的四枚钢板按照骨折近端两枚针、远端两枚针的方式连接,再在体外紧固,实践证明这种方法的效果相当不错。
几年后,比利时安特卫普的Albin Lambotte医生在Parkhill的基础上推出了一个改良型的装置。与Parhill不同的是,他将四枚骨针用两块厚重的钢板夹固,变外固定支架为刚性装置,使得患者可以在伤后早期活动,这种做法一举奠定了现代外固定支架 “经皮置钉、体外刚性连接” 的理念基础。
然而Lambotte医生的外固定器,所采用的是切开复位方法,伤口并发症率很高。值得欣慰的是, 其后追随他的众多欧美医生,在20世纪的前30年里不断鼓捣出新的改良,其中引人注目的是美国西雅图的Roger Anderson医生于1934年发明的早期负重型支架、以及美国宾夕法尼亚医生Otto Stader医生于1937年推出的支架。他俩设计的支架在二战中被美军广泛采用,但是在战地条件下,这两款外固定支架极其频繁地出现了固定失效、针道感染、骨髓炎等并发症,以至于外固定支架这个装置在军中以伤口反复流脓而变得臭名昭著。当时的美国军医甚至给Anderson支架起了个 “西雅图脓液” 的绰号,外固定支架一时间变得老鼠过街、人人喊打。到1950年的时候,根据AAOS的报告,全美只有28%的医生相信外固定支架对治疗骨折有效。外固定支架在二战中的恶劣表现,也使得美军在其后的朝鲜、越南战争中,坚决拒绝采用外固定支架处理战伤性骨折。这种状况,直到1991年海湾战争才得以扭转。
转机来自于20世纪骨科界的一大神人——拉乌尔 · 霍夫曼(Raoul Hoffmann)医生。
20世纪的骨科史上有几位扭转乾坤的大神级人物,如我们所熟知的关节外科鼻祖Charnley爵士、内固定大师Maurice Müller医生、髓内钉先驱Küntscher医生…… 与它们并驾齐驱、无论如何也称得上是现代骨科学开拓者之一的。
1926年,霍夫曼意识到骨折治疗的核心依然是稳定,在对Lambotte的外固定支架进行研究之后,他发明了一套简便、可靠、无需切开、软组织损害小的操作方法,具体做法是采用 “切线定位”(Tangentially Probing)和 “交叉定位”(Cross Probing),在骨针夹板辅助下,经皮穿钉固定骨折块,固定针的数量可以达到5枚,以增强稳定。霍夫曼为了减小软组织损伤,设计了钝头的固定针,并在动物体上反复试验,发现针道感染率和深部感染率很低。
接下来,霍夫曼又设计了一种他称之为“Grip”(原意:紧握)的针夹。这种针夹是两片紧闭的金属板,可以紧紧“握” 住骨针,另一头则以球窝关节与外固定棒相连接,凭借着球窝关节的万向活动力,手术医生可以对骨折块进行任意的复位。这种新式外固定支架的好处在于:操作异乎寻常的简便、快速,而且固定力又相当的可观。霍夫曼为他的新式支架还设计了不同的造型,以适应各种部位的需要,例如股骨近端的星状持钉夹、用于肱骨的汽车摇把状固定棒(绕开桡神经)。


1939年二战爆发的时候,霍夫曼已经公开发表了新式支架的临床数据,并给自己的理念起名为 “Osteotaxis”,这个词取自于希腊语,意思是 “将骨骼放回到应有的位置上”。可是他的这种新式支架,在整个生灵涂炭的二次世界大战期间并没有被投入战地实用,原因是他的发明并未获得商业量产,知者寥寥。1947年,霍夫曼授权一家日内瓦小厂Jaquet Frères生产自己的外固定支架,在瑞士的几家医院使用,然而整个1960年代,霍夫曼的支架的生存空间被AO管型支架挤压得几乎不复存在。霍夫曼在失望中步入自己的晚年。但是神人是永远不甘寂寞的,已是耄耋之年的霍夫曼医生在瑞士四处奔走,呼吁人们戒酒,并在79岁高龄时攀登了勃朗峰、马特宏峰,如同他的骨科传奇人生那样,登上欧洲的巅峰。
霍夫曼的外固定支架理念,在后继学者的发展下很快出现了第二代,这是一种快速卡扣装置,更加适应急救与战地等环境下的需要。后来又出现了MRI兼容、灭菌包装的第三代。霍夫曼去世后的1970年代,全世界各地的学者们在外固定支架的理论、技术、设计实现了飞速的突破,这里面有:骨盆髋臼外科学大师Judet、关节外科大师Charnley、以及举世闻名的苏联外科医生Ilizarov。随之到来的1980年代,霍夫曼理念的外固定支架在整个欧美遍地开花,当初霍夫曼医生的唯一阵地——瑞士,已经只占到全球霍夫曼支架消耗量的2%了。美军在1980年代重新接纳并积极采用外固定支架,也是整个时代大背景下的一个结果,相信霍夫曼医生在天堂得知自己的外固定支架拯救危难于战场,也会含笑九泉。

在Hoffman那个年代,由于材料学的限制,外固定的稳定性得不到保障,同时也逐渐发现存在许多问题,如针道感染、调整困难等等,使骨外固定一度受到责难而难以推广应用。虽然很多医生进行了改进,外固定支架技术在骨科领域始终处于较为边缘化的位置。
而真正使骨外固定器治疗骨折成为一种公认的标准方法的,当归功于20世纪冷战时期,前苏联巴尔干地区的学者Ilizarov。他首先发现了牵张成骨原理(distraction osteogenesis),并将之应用于临床外固定支架技术中。
牵张成骨原理是利用骨组织这一完全可再生组织的特性,在损伤后赋以微量机械牵拉应力使损伤局部能够达到完全再生性修复。
他发明的多孔性全环式外固定器,使用直径较细钢针(15mm)张应力下固定,使得骨外固定稳定性和针道感染两个最主要问题得到了较满意的的解决。
除此之外,Ilizarov 还提出了使用外固定支架治疗骨折的原则:尽可能保护骨折周围组织血运、保留成骨组织、解剖复位、牢固固定及早期活动,从而形成了一整套外固定支架治疗骨科相关疾病的临床理论知识体系,以张力-应力法则为核心的牵张组织再生理论及技术被公认为20世纪骨科里程碑之一,也让后人对外固定支架进一步创新发展有据可依。
随着冷战时期的结束,Ilizarov的外固定支架技术在全世界范围广泛传播并不断得到改进发展,使外固定支架技术在复杂骨折、骨感染、肢体畸形、肢体延长、骨缺损以及糖尿病足的治疗方面取得了突破性的进展,且进一步外延至皮肤牵拉、软组织牵拉等多个领域。
1991年9月,Ilizarov教授在北京进行的一次学术讲座给这项技术在中国的发展带来契机。虽然极少数中国专家学者,如潘少川、李起鸿、秦泗河、夏和桃等已经对这项技术有所了解,但对国内的骨科学术界来说这依然是一个全新的领域。Ilizarov教授的到访,无疑推动了这项技术在国内的推广和应用。在秦泗河、夏和桃等许多学者的共同努力下,从理论研究、器械研制、手术技术提高和适应证拓宽等方面做了大量的研究与探索,取得长足的进展,并得到了国际学术界高度重视。
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