个性化内固定与桥接组系统.ppt

昆明医科大学附属延安医院昆明医科大学附属延安医院 国家临床重点专科国家临床重点专科 骨科骨科 熊熊 鹰鹰 教授教授个性化内固定概念及个性化内固定概念及(BCFS)(BCFS)实施方案实施方案Bridge-link Combined Fixation SystemBridge-link Combined Fixation System 现代骨科现代骨科 个性化内固定概念个性化内固定概念 解剖部位解剖部位生物力学生物力学提高临床的有效性提高临床的有效性安全性安全性内固定的研发与改进内固定的研发与改进DCPDCPLC-DCPLC-DCPLCPLCPLISSLISSAO，解剖复位，钢，解剖复位，钢板骨面摩擦力，无板骨面摩擦力，无骨痂一期愈合骨痂一期愈合BO 桥接技术桥接技术 生物学固定生物学固定 有骨痂二期愈合有骨痂二期愈合产品理论内固定的研发改进内固定的研发改进LCL+C钉板研发规格为平均值钉板研发规格为平均值钢板规格与骨质情况钢板规格与骨质情况正常正常Courtesy Dr.A.Boyde骨质疏松骨质疏松金属植入物断裂金属植入物断裂不同人群使用不同人群使用 同类型钢板同类型钢板内固定强度的问题内固定强度的问题生物学与生物力学分析生物学与生物力学分析 内固定结构与应力的关系内固定结构与应力的关系AFAF钉板系统结构变化钉板系统结构变化板孔结构板孔结构应力集中问题应力遮挡问题骨吸收后形成偏心固定钉板系统的结构钉板系统的结构？疑难与个性化问题疑难与个性化问题数字骨科时代数字骨科时代3D技术的应用技术的应用骨科内固定骨科内固定解剖形态个性化设计解剖形态个性化设计生物力学个性化概念生物力学个性化概念医学个性化时代全面来袭医学个性化时代全面来袭骨科内固定个性化概念骨科内固定个性化概念 针对不同体格，不同部位，不同类型，以及不同应力情况而实施的具有针对性的、符合于生物学和生物力学机制的内固定手术，从而获得更好的内固定效应。手术前制定的最佳内固定实施方案 （量体裁衣）个性化人工关节个性化人工关节 现代医学的个性化治疗现代医学的个性化治疗 方案与手段方案与手段 人工关节个体假体定制人工关节个体假体定制 人工关节量产个体应用人工关节量产个体应用组合式关节假体组合式关节假体个性化内固定遵行的原则个性化内固定遵行的原则 生物力学性能：生物力学性能：固定强度、动态加压、断端负载固定强度、动态加压、断端负载 生物固定效应：生物固定效应：局部血供、金属排异、弹性维动局部血供、金属排异、弹性维动 手术可操作性：手术可操作性：减少手术创伤和手术时间减少手术创伤和手术时间 应力集中问题：应力集中问题：金属疲劳、内固定断裂金属疲劳、内固定断裂应力遮挡问题：应力遮挡问题：骨质吸收、骨不愈合骨质吸收、骨不愈合 最终目的是保证内固定的安全性和有效性最终目的是保证内固定的安全性和有效性 个性化内固定的目的个性化内固定的目的 通过设计结构变化实通过设计结构变化实现固定强度与个体生物现固定强度与个体生物力学性能相匹配力学性能相匹配生物力学生物力学注重注重用什么来支撑个性化内固定手术用什么来支撑个性化内固定手术Bridge-link Combined Fixation System 桥接组合式内固定系统桥接组合式内固定系统（BCFSBCFS）设）设 计计 结结 构构（BCFSBCFS）基本结构基本结构设计创意设计创意板状连接板状连接 棒状支架连接棒状支架连接设计创意设计创意棒状支架的复合体结构棒状支架的复合体结构简化结构简化结构（BCFSBCFS）锁定连接机制锁定连接机制棒状组合体结构棒状组合体结构锁定前锁定前锁定后锁定后组合固定的优势组合固定的优势 设计结构设计结构系统化系统化 生物力学生物力学智能化智能化 手术固定手术固定个性化个性化 （BCFSBCFS）的系统化设计的系统化设计按棒的直径分为：按棒的直径分为：2.52.5；3 3；4 4；5 5；6 6五种规格五种规格连接块分普通连接块、块钩和异形块连接块分普通连接块、块钩和异形块螺钉分为锁定钉和普通钉螺钉分为锁定钉和普通钉 锁定钉分锁定钉分3.03.0；3.53.5；4.54.5；5.05.0四种规格四种规格 普通钉分普通钉分3.53.5；4.04.0；5.05.0三种规格三种规格连接块分五种规格分别与相应棒的规格配合连接块分五种规格分别与相应棒的规格配合 棒块棒块3 3和和4 4的规格与的规格与3.53.5锁定钉和锁定钉和4.04.0普通钉配合普通钉配合 棒块棒块5 5和和6 6的规格与的规格与4.54.5；5.05.0锁定钉和锁定钉和5.05.0普通钉配合普通钉配合规格与匹配规格与匹配 桥接组合式内固定系统桥接组合式内固定系统 个性化内固定实施方案个性化内固定实施方案桥接解剖块个性化制作桥接解剖块个性化制作股骨近端股骨近端 肱骨近端肱骨近端 股骨远端股骨远端肱肱骨骨组组配配桥接个性化内固定组配方案桥接个性化内固定组配方案肱骨组配肱骨组配股股骨骨组组配配股骨组配股骨组配股骨组配股骨组配股骨组配股骨组配 胫骨组配胫骨组配AOAO动向动向CRIF国外设计的组合结构国外设计的组合结构国外设计的组合结构国外设计的组合结构该设计单一该设计单一 仅限于股骨使用仅限于股骨使用Selfdynamisable Internal Fisator四种组合连接的比较四种组合连接的比较非锁定连接锁定连接CRIFSIFBCFSURS锁定固定的功能和趋势锁定固定的功能和趋势不具备锁定功能不具备锁定功能具备锁定功能具备锁定功能内支架固定？内支架固定？真正意义的内支架固定真正意义的内支架固定BCFSBCFS的力学特性的力学特性 生物力学性能生物力学性能四点弯曲试验四点弯曲试验BCFSBCFS的力学特性的力学特性（上海交大提供上海交大提供）分别按照接骨板标准要求，对接骨板及桥接系统分别按照接骨板标准要求，对接骨板及桥接系统进行四点弯曲试验（试验结果见检测报告）。其进行四点弯曲试验（试验结果见检测报告）。其对比结果可显现：对比结果可显现：平均弯曲强度桥接高于接骨板约平均弯曲强度桥接高于接骨板约19.6%19.6%；平均屈服载荷桥接高于接骨板约平均屈服载荷桥接高于接骨板约18.3%18.3%；平均最大力桥接高于接骨板约平均最大力桥接高于接骨板约19.6%19.6%。测试结果测试结果 接骨板强度最低部位截面积与桥接（双棒）承受接骨板强度最低部位截面积与桥接（双棒）承受力的截面积，接骨板略大于桥接（接骨板力的截面积，接骨板略大于桥接（接骨板59.7mm59.7mm2 2，桥接，桥接56.5 mm56.5 mm2 2），但桥接的力学性能却远远高），但桥接的力学性能却远远高于接骨板近于接骨板近20%20%。可见桥接系统的结构较接骨板更。可见桥接系统的结构较接骨板更合理，受力情况更好。合理，受力情况更好。在相同的载荷下，由于力学性能桥接远远高于在相同的载荷下，由于力学性能桥接远远高于接骨板，故其变形幅度也小于接骨板，强度必定接骨板，故其变形幅度也小于接骨板，强度必定高于接骨板。高于接骨板。测试结果测试结果有限元分析有限元分析LCPBCFS上海交通大学提供上海交通大学提供上海交通大学提供上海交通大学提供BCFSBCFS的力学特性的力学特性有限元分析有限元分析BCFSBCFS的力学特性的力学特性LCPBCFS结果分析结果分析 对对金属锁定接骨板钉系统金属锁定接骨板钉系统，爬楼梯时接骨板上的应力，爬楼梯时接骨板上的应力比步态时增大了比步态时增大了34.4%34.4%，最大等效应力达到，最大等效应力达到402.8 MPa402.8 MPa，危，危险部位在接骨板中间。爬楼梯时锁定螺钉上的应力比步态险部位在接骨板中间。爬楼梯时锁定螺钉上的应力比步态时增大了时增大了48.6%48.6%，达到，达到480 MPa480 MPa，最大应力出现在中间锁定，最大应力出现在中间锁定螺钉上。这一应力值大于钛金属的屈服强度值螺钉上。这一应力值大于钛金属的屈服强度值461 MPa461 MPa，小于其抗拉强度值小于其抗拉强度值539 MPa539 MPa，在这样大的应力作用下会导，在这样大的应力作用下会导致锁定螺钉变形失效，致锁定螺钉变形失效，因此金属锁定接骨板钉系统最容易因此金属锁定接骨板钉系统最容易失效是中间锁定螺钉的松动和接骨板中间的断裂，存在潜失效是中间锁定螺钉的松动和接骨板中间的断裂，存在潜在内固定失败风险在内固定失败风险。上海交通大学提供上海交通大学提供上海交通大学提供上海交通大学提供LCP 对对桥接组合式内固定系统桥接组合式内固定系统，爬楼梯时接骨块上的应力，爬楼梯时接骨块上的应力比步态时增大了比步态时增大了41.8%41.8%，最大等效应力，最大等效应力393 MPa393 MPa，危险部位，危险部位在中间靠下接骨块的螺钉孔处。爬楼梯时锁定螺钉上的应在中间靠下接骨块的螺钉孔处。爬楼梯时锁定螺钉上的应力比步态时增大了力比步态时增大了45.0%45.0%，达到，达到271 MPa271 MPa，最大应力出现在，最大应力出现在靠近股骨头近端的锁定螺钉上。因此，在桥接组合式内固靠近股骨头近端的锁定螺钉上。因此，在桥接组合式内固定系统中，最容易松动拔出的是近端螺钉。爬楼梯时中间定系统中，最容易松动拔出的是近端螺钉。爬楼梯时中间联接棒上的最大应力比步态时大联接棒上的最大应力比步态时大34.1%34.1%，最大值为，最大值为373.9 373.9 MPaMPa，出现在联接棒中间略远端附近，该应力值小于钛金，出现在联接棒中间略远端附近，该应力值小于钛金属的屈服强度值，属的屈服强度值，说明桥接组合式内固定系统出现内固定说明桥接组合式内固定系统出现内固定断裂的概率较小。断裂的概率较小。BCFS上海交通大学提供上海交通大学提供上海交通大学提供上海交通大学提供结果分析结果分析结结 论论 在股骨骨折内固定上，桥接组合式内固定系统较在股骨骨折内固定上，桥接组合式内固定系统较金属锁定接骨板钉系统具有更好的生物力学性能，金属锁定接骨板钉系统具有更好的生物力学性能，固定更牢靠、利于骨折生长，内固定系统断裂失固定更牢靠、利于骨折生长，内固定系统断裂失效的概率小，是骨折内固定的一种更好选择。效的概率小，是骨折内固定的一种更好选择。上海交通大学提供上海交通大学提供上海交通大学提供上海交通大学提供BCFS动力固定动力固定轴向滑动轴向滑动应力遮挡应力遮挡无动力无动力效果效果LCP锁定固定锁定固定3D效应效应BCFS的生物力学特性的生物力学特性动态加压动态加压结果：结果：LCP承受应力增加；承受应力增加；BCFS承受应力缓解承受应力缓解结构与受力分析结构与受力分析截面受力LCPBCFS截面对照截面对照BCFS的生物力学特性的生物力学特性BCFSBCFS结构与受力分析结构与受力分析BCFS工作节段较长工作节段较长应力传导应力传导组合结构组合结构 应力分布应力分布LCPLCPLCP结构与受力分析结构与受力分析工作节段与应力集中工作节段与应力集中工作节段较短工作节段较短应力集中应力集中LCP结构与受力分析结构与受力分析张力压力共同承受压力和张力LCPBCFS应力传导与分散应力传导与分散螺钉间距与受力的关系应力传导与分散应力传导与分散杠杆原理与受力分析应力传导与分散应力传导与分散杠杆与弹性原理 硬度增加杠杆增粗弹性消失弹性变形缓冲应力BCFSBCFS的桥接与弹性固定的桥接与弹性固定LCPBCFS 截面截面LCPBCFSBCFSBCFS的三维固定的三维固定LCPBCFS具备更强的抗拔出强度具备更强的抗拔出强度DCPBCFSBCFS的三维固定的三维固定LCPBCFS具备更强的抗拔出强度具备更强的抗拔出强度DCP局部血供和排异干扰LCPLCP接触面接触面BCFSBCFS接触面接触面锁定固定非锁定加压固定锁定与非锁定固定面线动物实验动物实验动物实验动物实验动物实验动物实验BCFS 钢板组织学组织学 BCFSBCFS固定的使用模式固定的使用模式BCFS手术适应症手术适应症BCFS手术固定模式手术固定模式以固定形式选择模式以固定形式选择模式全锁定静力固定模式非锁定动力固定模式半锁定混合固定模式锁定螺钉普通螺钉BCFS手术固定模式手术固定模式以以BCFSBCFS选择固定模式选择固定模式单棒固定模式BCFS手术固定模式手术固定模式双棒固定模式多根棒联合固定模式BCFS手术固定模式手术固定模式连接棒塑形固定模式BCFS手术固定模式手术固定模式不同规格联合固定模式BCFS手术固定模式手术固定模式以连接块移动选择固定模式桥接固定模式三维固定模式弹性固定模式BCFS手术固定模式手术固定模式内固定内外混合固定外固定BCFS手术固定模式手术固定模式切开复位内固定（开放手术）有限切开复位内固定BCFS手术固定模式手术固定模式闭合复位内固定（微创手术）BCFS个性化手术固定个性化手术固定复杂的髋臼骨折BCFS个性化手术固定个性化手术固定畸形骨骼的骨折畸形骨骼的骨折BCFS个性化手术固定个性化手术固定BCFS个性化手术固定个性化手术固定独特的术中撑开、加压和旋转调节功能独特的术中撑开、加压和旋转调节功能独特的术中自动贴服功能独特的术中自动贴服功能BCFS推向临床的理由推向临床的理由设计结构：设计结构：全锁定组合式内支架结构（国内外唯一设计）结构力学：结构力学：具备更好的生物力学性能，能有效分散应力、缓解应力集中，降低内固定断裂风险。生物力学：生物力学：具备更好的动力固定、桥接固定、弹性固定、三维固定特性，能有效避免应力遮挡、提高抗拔出强度，并促进骨折愈合。生物学：生物学：内支架结构，微创操作降低血供损伤、减少排异反应，动力加压和中心固定效应，符合“BO”理论，有益促进骨痂生长。适应症：适应症：多种规格、不同组合搭配和实现的多种固定模式，具备了更广泛的手术适应症，特别是个性化手术的选择。手术操作：手术操作：术中微创操作和个性化组合搭配有益解决复杂的、畸形的和特殊的骨折类型。术中复位功能：术中复位功能：BCFS同时具备内固定和术中复位功能（目前未见报告）。值得一提的是，BCFS的术中复位功能比“AO”的复位器更有效。BCFSBCFS的临床研究的临床研究临床病例临床病例一、肱骨骨折桥接个性化治疗一、肱骨骨折桥接个性化治疗肱骨骨不连肱骨骨不连肱骨骨折治疗肱骨骨折治疗肱骨骨折治疗肱骨骨折治疗肱骨干伴肩胛骨骨折治疗肱骨干伴肩胛骨骨折治疗肱骨干骨折治疗肱骨干骨折治疗肱骨髁上伴锁骨、肩胛骨骨折治疗肱骨髁上伴锁骨、肩胛骨骨折治疗肱骨骨折固定治疗肱骨骨折固定治疗肱骨髁上伴尺骨鹰嘴骨折肱骨髁上伴尺骨鹰嘴骨折尺桡骨骨折桥接个性化治疗尺桡骨骨折桥接个性化治疗 尺桡骨骨折尺桡骨骨折LCPLCP与与BCFSBCFS对照对照尺桡骨双侧骨折尺桡骨双侧骨折尺骨鹰嘴骨折尺骨鹰嘴骨折尺骨鹰嘴骨折尺骨鹰嘴骨折股骨骨折桥接个性化治疗股骨骨折桥接个性化治疗股骨骨折术后疗效股骨骨折术后疗效股骨干骨折治疗股骨干骨折治疗股骨干骨折治疗股骨干骨折治疗假体周围骨折假体周围骨折假体下及周围骨折假体下及周围骨折股骨骨折的治疗股骨骨折的治疗股骨骨折的治疗股骨骨折的治疗股骨髁上骨折治疗股骨髁上骨折治疗双侧股骨高能量损伤微创固定双侧股骨高能量损伤微创固定双侧股骨高能量损伤微创固定双侧股骨高能量损伤微创固定双侧股骨高能量损伤微创固定双侧股骨高能量损伤微创固定股骨合并粗隆间骨折股骨合并粗隆间骨折股骨骨折治疗股骨骨折治疗股骨多节段骨折股骨多节段骨折股骨髁上粉碎性骨折治疗股骨髁上粉碎性骨折治疗股骨双棒三维固定股骨双棒三维固定股骨干多节段骨折股骨干多节段骨折股骨干多节段骨折股骨干多节段骨折股骨骨折股骨骨折陈旧性股骨多节段骨折的治疗陈旧性股骨多节段骨折的治疗股骨骨折翻修手术股骨骨折翻修手术高年龄严重骨质疏松高年龄严重骨质疏松四、胫骨骨折桥接个性化治疗四、胫骨骨折桥接个性化治疗胫骨骨折的治疗胫骨骨折的治疗胫腓骨多段骨折的治疗胫腓骨多段骨折的治疗胫腓骨多段骨折的治疗胫腓骨多段骨折的治疗特殊部位骨折治疗特殊部位骨折治疗不同规格的联合运用不同规格的联合运用胫骨骨折治疗胫骨骨折治疗胫骨骨折治疗胫骨骨折治疗胫腓骨骨折治疗胫腓骨骨折治疗胫腓骨远端骨折治疗胫腓骨远端骨折治疗胫骨平台骨折治疗胫骨平台骨折治疗五、肩胛骨、锁骨骨折治疗五、肩胛骨、锁骨骨折治疗肩胛骨、锁骨骨折治疗肩胛骨、锁骨骨折治疗肩胛骨、锁骨骨折肩胛骨、锁骨骨折六、骨盆骨折治疗六、骨盆骨折治疗骨盆骨折治疗骨盆骨折治疗骨盆骨折治疗骨盆骨折治疗骨盆骨折治疗骨盆骨折治疗骨盆重建骨盆重建骨盆骨折治疗骨盆骨折治疗骨盆骨折治疗骨盆骨折治疗骨盆合并股骨、胫骨骨折治疗骨盆合并股骨、胫骨骨折治疗骨盆骨折治疗骨盆骨折治疗发展与意义发展与意义BCFSBCFS的未来研发与展望的未来研发与展望BCFSBCFS对于病人意味着什么对于病人意味着什么BCFSBCFS对于医生意味着什么对于医生意味着什么BCFSBCFS对于企业意味着什么对于企业意味着什么BCFSBCFS对于市场意味着什么对于市场意味着什么 骨科个性化内固定技术将骨科个性化内固定技术将带来一场新的革命带来一场新的革命每次革命都需要一位领导者每次革命都需要一位领导者 (BCFS)(BCFS)正是为正是为此而存在！此而存在！