颌骨外科与AO内固定新进展——AO内固定理论和技术系统
作者：张益 张陈平
单位：北京医科大学口腔医学院口腔颌面外科(100008)；张陈平(上海第二医科大学口腔医学院口腔颌面外科)
关键词：
颌骨外科与AO内固定新进展 中图分类号：R782.2 文献标识码：A 文章编号：1005-4979(1999)04-329-03
1 AO/ASIF——国际内固定研究协会
该组织成立于1958年，简称AO(Arbeitsge-meinschaft fur Osteosynthesesfragen) /ASIF (Association for the Study of Internal Fixation),下设研究、教育、信息、基金和技术发展五个管理机构，核心任务是协调国际研究、组织临床协作，发展内固定技术，传播AO/ASIF教育。
, http://www.100md.com
AO/ASIF拥有自己的学术刊物《AO/ASIF Scientific Supplement of NJURY》，每年在世界各地定期举办技术培训和专题研讨。专业分中心研究组、长骨外科组、手足外科组、脊柱外科组、颌面外科组、关节外科组和生物材料组，通过收集各协作医院的临床病例作回顾性研究，为技术发展、产品开发、基础研究、学术交流和教育培训提供资料，基金部负责专题论证，提供项目资金。
2 AO内固定的基本理论与原则
1958年AO成立之初，他们在总结以往失败教训和成功经验的基础上，提出骨折治疗的四项原则，即解剖复位、稳定固定、无创外科和早期功能，在以后的40年中，国际内固定的发展始终贯穿着它的影响。70年代初，Spiessl等首先将AO理论引入颌骨创伤外科，全面推动了颌骨内固定技术的发展，并逐步将其延伸到颌骨重建外科和正颌外科。
AO倡导的颌骨骨折治疗的基本原则：
, 百拇医药
(1) 解剖复位，要求骨折断端按解剖结构精确对位，同时恢复FDDC关系；
(2) 功能性稳定固定，即通常所称的坚固固定，要求骨折块在功能状态下达到绝对稳定；
(3) 无创外科，重点强调保存血运，保存骨膜；
(4) 无痛性早期功能运动，前提是骨折块稳定固定，目的是避免颌间固定，允许早期主动运动，实现局部静和整体动相结合，防止“骨折病”的发生。
3 AO内固定最新系统
(1) 螺钉 颅颌面用的螺钉，直径从1.0mm到3.0mm大小不等，每种螺钉都配有比原螺钉直径稍大的应急螺钉。螺纹形状因螺钉直径和固定方式不同有所区别，自攻螺钉的螺纹呈窄“V”形，纹距较宽，钉尖有楔形切槽，可以自动切割旋入，非自攻螺钉的螺纹平而宽，纹距窄，较自攻螺钉把持力强，但需用丝攻预攻螺纹。螺钉根据使用方法可分为拉力螺钉和固位螺钉，前者单独使用可产生断面加压，后者用作接骨板固位。
, http://www.100md.com
AO系统中，Unilock (Universal locking)重建板和THORP (titanium hollow screw reconstruction plate)的固位螺钉与一般螺钉不同，Unilock螺钉钉头侧面有螺纹，可以同板孔内面的丝扣旋紧产生板钉锁结，THORP螺钉钉杆中空，允许骨长入，钉头内有膨胀螺栓，通过膨胀挤压与板锁结，其目的都是为了增加固定稳定性，同时避免接骨板对骨面压迫。另外有一种钻头、攻丝和螺纹合为一体的固位螺钉(Screw with drilling, tapping, auto-driving)已经研制成功，但尚未在临床广泛使用。
(2) 接骨板 AO接骨板类别包括：微型板(micro-plate)、上颌小型板(maxilla mini-plate)、下颌小型板(madible mini-plate)、动力加压板(DCP， dynamic compression plate)、通用骨折板(universal fracture plate)、重建板(reconstruction plate)。
, 百拇医药
微型板和上颌小型板规格形状有X形、Y形、双Y形、H形、T形、左右L形、弧形、直形和其它用于颅眶重建的不规则形。DCP分1.0mm厚小型DCP(Mini-DCP)、1.25mm厚LC-DCP(Limited contact DCP)和偏心DCP(EDCP，Ejccentric DCP)。通用骨折板有直形和角形两种，厚度1.50mm。重建板分通用型、Unilock型和THORP型，厚度2.5～3.0mm。最近，AO新研制一种用于下颌骨矢状劈开截骨术中移动骨块时控制髁状突位置的劈开固定板(split fix plate)，又称可调节矢状劈开接骨板(adjustab-lesagittal split plate)，已在临床试用并报告。
(3) 规格系列(见表1)
表1 AO内固定规格系列
螺钉系统
配套钻针
, http://www.100md.com
用作拉力螺钉
滑行孔/螺纹孔
应急螺钉
接骨板
适应证
1.0mm
0.7mm
/
1.2mm
0.4mm微形板
颅眶鼻额区固定
1.3mm
1.0mm
, http://www.100md.com
/
1.7mm
0.6mm微形板
颅眶鼻额区固定
1.5mm
1.1mm
1.5mm/1.1mm
2.0mm
0.8mm小型板
颧骨颧弓、眼眶、上颌骨骨折固定
1.5mm
(自攻型)
, 百拇医药
1.1mm
/
2.0mm
0.8mm小型板
颧骨颧弓、眼眶、上颌骨骨折固定
上颌2.0mm
1.5mm
2.0mm/1.5mm
2.4mm
0.8mm小型板
上颌骨骨折及
正颌固定
, 百拇医药
上颌2.0mm
(自攻型)
1.5mm
/
2.4mm
0.8mm小型板
上颌骨骨折及
正颌固定
下颌2.0mm
1.5mm
2.0mm/1.5mm
2.4mm
, 百拇医药 1.0mm小型板
1.0mm小型DCP
上颌骨骨折、正颌及
植骨固定
下颌2.4mm
1.8mm
2.4mm/1.8mm
2.7mm
1.25mmLC-DCP
1.5mm通用骨折
板2.5mm重建板
下颌骨骨折及
, 百拇医药
植骨固定
下颌2.4mm
(钉头锁结型)
1.8mm
3.0mm Unilock
重建板
下颌骨缺损重建
桥接固定
下颌2.7mm
(中孔膨胀型)
2.0mm
/
, 百拇医药 /
3.0mm THORP
重建板
下颌骨缺损重建桥接固定
4 基础研究及其未来发展
(1) 骨折愈合 坚固内固定是为了中和骨折部位所承受的静力和动力负载，力求骨折在绝对稳定状态下以模造方式实现I期愈合。这种愈合始于破骨细胞以锥形切割方式向骨折断端移行性吸收，伴随毛细血管跟进和成骨细胞增殖，沿途分泌骨基质产生新骨，其成骨速度在松质骨大约每天50μm，皮质骨每天1～2μm。
血运和稳定性对早期骨愈合影响较大，血运差和二维不稳定将使骨愈合延迟、缺血和三维不稳定将导致骨不愈合，微动刺激所产生的外骨痂实际上是对固定稳定性不足的一种生物补偿。应力传导是骨后期改建的必须条件，接骨板应力遮挡将会造成改建延迟。
, 百拇医药
(2) 固定生物力学 颌骨主要通过骨内主应力轨迹抵抗和传递功能负载，骨折后骨连续性破坏可以视为主应力轨迹中断，骨因此失去抗力结构和承载功能。固定的目的是通过固定结构替代中断的骨抗力结构，在骨愈合期内重新建立主应力轨迹，以中和功能负载。因此，固定应按主应力轨迹进行。
下颌骨属于高应力骨，骨内应力轨迹按性质分为张应力轨迹和压应力轨迹，相应固定方法有两类，一类是抗剪切负载固定(load-shearing osteosynthesis)，即临床张力带固定(tension-band fixation)，目的是中和张应力，传导功能负载产生压应力；另一类是承载固定或抗轴向负载固定(load-bearing osteosynthesis)，即临床加压固定和重建板支柱固定，目的是通过预压应力和固定结构刚度抵销各类负载应力，以等长方式保持骨块稳定。
面中骨属于低应力骨，解剖结构和生物力学区别于下颌骨，功能负载多数通过垂直力柱，少量通过水平力柱传导。功能状态时，垂直力柱表现为压应力，水平力柱表现为张应力，固定应采用小型接骨板沿主应力轨迹进行。
, http://www.100md.com
(3) 生物可吸收材料 这种材料用作固定内植入物，在颅颌面外科约有10多年的经历。目前应用最多的主要有三种，PGA(polyglyc olide)、PLA(polylactide)、PDS(polydioxanone)。它们最突出的优点是在生物体内可自动降解，缺点是机械强度不足，降解速度不理想，有些太快(PDS和PGA，3～6个月)，有些太慢(PLA，5年)，而且5%～10%在材料降解过程中存在明显的异物反应。临床用的可吸收性接骨板和螺钉多为复合材料，如PLAs，机械强度接近纯钛(PLAs的抗张强度110-175MPa)，主要用在颅眶颧及上颌等低应力骨。
(4) 颌骨牵引术 骨牵引术始于1954年，首先由Ilizarov用于长骨。1973年Snyder用口外装置牵引下颌骨，1977年Michieli和Miotti将牵引部位改在牙上，1988年Karp等对下颌骨牵引进行了组织学研究，直至90年代初，经过McCarthy等人的努力，颌骨牵引技术才逐步走向成熟，目前主要用于颅颌面畸形的矫治。
, 百拇医药
颌骨牵引术还有许多问题需要研究，例如牵引速度的提高、牵引方向的控制、牵引骨的改建机理，以及牵引对生长发育的影响等。其中，颅面严重畸形的三维骨牵引是目前最大的难题，它需要发展一种多向牵引装置，允许在牵引过程中作方向调节，有时甚至作牵引平面调整，以达到完善的矫治效果。
(5) 颌骨缺损的功能性重建 肿瘤外科在保存生命的同时，越来越注重生存质量。因此颌骨缺损功能性重建受到普遍重视，颌骨重建包括肿瘤术后采用重建接骨板桥接暂时性修复(用于恶性肿瘤)，骨缺损植骨永久性修复和牙种植修复。其中有些问题还需要进一步研究，例如钛植入体与放疗的关系，坚固固定对骨吸收和改建的影响，植骨与牙种植等。目前的观点认为钛板植入术后允许放疗，坚固固定可以防止骨吸收，但存在应力摭挡，植骨后4～6个月是牙种植的最佳时期，网托碎骨移植是重建上颌骨缺损有效手段。
作者简介：张 益(1962-)，男，主任医师，医学博士
收稿日期：1999-03-02, http://www.100md.com
单位：北京医科大学口腔医学院口腔颌面外科(100008)；张陈平(上海第二医科大学口腔医学院口腔颌面外科)
关键词：
颌骨外科与AO内固定新进展 中图分类号：R782.2 文献标识码：A 文章编号：1005-4979(1999)04-329-03
1 AO/ASIF——国际内固定研究协会
该组织成立于1958年，简称AO(Arbeitsge-meinschaft fur Osteosynthesesfragen) /ASIF (Association for the Study of Internal Fixation),下设研究、教育、信息、基金和技术发展五个管理机构，核心任务是协调国际研究、组织临床协作，发展内固定技术，传播AO/ASIF教育。
, http://www.100md.com
AO/ASIF拥有自己的学术刊物《AO/ASIF Scientific Supplement of NJURY》，每年在世界各地定期举办技术培训和专题研讨。专业分中心研究组、长骨外科组、手足外科组、脊柱外科组、颌面外科组、关节外科组和生物材料组，通过收集各协作医院的临床病例作回顾性研究，为技术发展、产品开发、基础研究、学术交流和教育培训提供资料，基金部负责专题论证，提供项目资金。
2 AO内固定的基本理论与原则
1958年AO成立之初，他们在总结以往失败教训和成功经验的基础上，提出骨折治疗的四项原则，即解剖复位、稳定固定、无创外科和早期功能，在以后的40年中，国际内固定的发展始终贯穿着它的影响。70年代初，Spiessl等首先将AO理论引入颌骨创伤外科，全面推动了颌骨内固定技术的发展，并逐步将其延伸到颌骨重建外科和正颌外科。
AO倡导的颌骨骨折治疗的基本原则：
, 百拇医药
(1) 解剖复位，要求骨折断端按解剖结构精确对位，同时恢复FDDC关系；
(2) 功能性稳定固定，即通常所称的坚固固定，要求骨折块在功能状态下达到绝对稳定；
(3) 无创外科，重点强调保存血运，保存骨膜；
(4) 无痛性早期功能运动，前提是骨折块稳定固定，目的是避免颌间固定，允许早期主动运动，实现局部静和整体动相结合，防止“骨折病”的发生。
3 AO内固定最新系统
(1) 螺钉 颅颌面用的螺钉，直径从1.0mm到3.0mm大小不等，每种螺钉都配有比原螺钉直径稍大的应急螺钉。螺纹形状因螺钉直径和固定方式不同有所区别，自攻螺钉的螺纹呈窄“V”形，纹距较宽，钉尖有楔形切槽，可以自动切割旋入，非自攻螺钉的螺纹平而宽，纹距窄，较自攻螺钉把持力强，但需用丝攻预攻螺纹。螺钉根据使用方法可分为拉力螺钉和固位螺钉，前者单独使用可产生断面加压，后者用作接骨板固位。
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AO系统中，Unilock (Universal locking)重建板和THORP (titanium hollow screw reconstruction plate)的固位螺钉与一般螺钉不同，Unilock螺钉钉头侧面有螺纹，可以同板孔内面的丝扣旋紧产生板钉锁结，THORP螺钉钉杆中空，允许骨长入，钉头内有膨胀螺栓，通过膨胀挤压与板锁结，其目的都是为了增加固定稳定性，同时避免接骨板对骨面压迫。另外有一种钻头、攻丝和螺纹合为一体的固位螺钉(Screw with drilling, tapping, auto-driving)已经研制成功，但尚未在临床广泛使用。
(2) 接骨板 AO接骨板类别包括：微型板(micro-plate)、上颌小型板(maxilla mini-plate)、下颌小型板(madible mini-plate)、动力加压板(DCP， dynamic compression plate)、通用骨折板(universal fracture plate)、重建板(reconstruction plate)。
, 百拇医药
微型板和上颌小型板规格形状有X形、Y形、双Y形、H形、T形、左右L形、弧形、直形和其它用于颅眶重建的不规则形。DCP分1.0mm厚小型DCP(Mini-DCP)、1.25mm厚LC-DCP(Limited contact DCP)和偏心DCP(EDCP，Ejccentric DCP)。通用骨折板有直形和角形两种，厚度1.50mm。重建板分通用型、Unilock型和THORP型，厚度2.5～3.0mm。最近，AO新研制一种用于下颌骨矢状劈开截骨术中移动骨块时控制髁状突位置的劈开固定板(split fix plate)，又称可调节矢状劈开接骨板(adjustab-lesagittal split plate)，已在临床试用并报告。
(3) 规格系列(见表1)
表1 AO内固定规格系列
螺钉系统
配套钻针
, http://www.100md.com
用作拉力螺钉
滑行孔/螺纹孔
应急螺钉
接骨板
适应证
1.0mm
0.7mm
/
1.2mm
0.4mm微形板
颅眶鼻额区固定
1.3mm
1.0mm
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1.7mm
0.6mm微形板
颅眶鼻额区固定
1.5mm
1.1mm
1.5mm/1.1mm
2.0mm
0.8mm小型板
颧骨颧弓、眼眶、上颌骨骨折固定
1.5mm
(自攻型)
, 百拇医药
1.1mm
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2.0mm
0.8mm小型板
颧骨颧弓、眼眶、上颌骨骨折固定
上颌2.0mm
1.5mm
2.0mm/1.5mm
2.4mm
0.8mm小型板
上颌骨骨折及
正颌固定
, 百拇医药
上颌2.0mm
(自攻型)
1.5mm
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2.4mm
0.8mm小型板
上颌骨骨折及
正颌固定
下颌2.0mm
1.5mm
2.0mm/1.5mm
2.4mm
, 百拇医药 1.0mm小型板
1.0mm小型DCP
上颌骨骨折、正颌及
植骨固定
下颌2.4mm
1.8mm
2.4mm/1.8mm
2.7mm
1.25mmLC-DCP
1.5mm通用骨折
板2.5mm重建板
下颌骨骨折及
, 百拇医药
植骨固定
下颌2.4mm
(钉头锁结型)
1.8mm
3.0mm Unilock
重建板
下颌骨缺损重建
桥接固定
下颌2.7mm
(中孔膨胀型)
2.0mm
/
, 百拇医药 /
3.0mm THORP
重建板
下颌骨缺损重建桥接固定
4 基础研究及其未来发展
(1) 骨折愈合 坚固内固定是为了中和骨折部位所承受的静力和动力负载，力求骨折在绝对稳定状态下以模造方式实现I期愈合。这种愈合始于破骨细胞以锥形切割方式向骨折断端移行性吸收，伴随毛细血管跟进和成骨细胞增殖，沿途分泌骨基质产生新骨，其成骨速度在松质骨大约每天50μm，皮质骨每天1～2μm。
血运和稳定性对早期骨愈合影响较大，血运差和二维不稳定将使骨愈合延迟、缺血和三维不稳定将导致骨不愈合，微动刺激所产生的外骨痂实际上是对固定稳定性不足的一种生物补偿。应力传导是骨后期改建的必须条件，接骨板应力遮挡将会造成改建延迟。
, 百拇医药
(2) 固定生物力学 颌骨主要通过骨内主应力轨迹抵抗和传递功能负载，骨折后骨连续性破坏可以视为主应力轨迹中断，骨因此失去抗力结构和承载功能。固定的目的是通过固定结构替代中断的骨抗力结构，在骨愈合期内重新建立主应力轨迹，以中和功能负载。因此，固定应按主应力轨迹进行。
下颌骨属于高应力骨，骨内应力轨迹按性质分为张应力轨迹和压应力轨迹，相应固定方法有两类，一类是抗剪切负载固定(load-shearing osteosynthesis)，即临床张力带固定(tension-band fixation)，目的是中和张应力，传导功能负载产生压应力；另一类是承载固定或抗轴向负载固定(load-bearing osteosynthesis)，即临床加压固定和重建板支柱固定，目的是通过预压应力和固定结构刚度抵销各类负载应力，以等长方式保持骨块稳定。
面中骨属于低应力骨，解剖结构和生物力学区别于下颌骨，功能负载多数通过垂直力柱，少量通过水平力柱传导。功能状态时，垂直力柱表现为压应力，水平力柱表现为张应力，固定应采用小型接骨板沿主应力轨迹进行。
, http://www.100md.com
(3) 生物可吸收材料 这种材料用作固定内植入物，在颅颌面外科约有10多年的经历。目前应用最多的主要有三种，PGA(polyglyc olide)、PLA(polylactide)、PDS(polydioxanone)。它们最突出的优点是在生物体内可自动降解，缺点是机械强度不足，降解速度不理想，有些太快(PDS和PGA，3～6个月)，有些太慢(PLA，5年)，而且5%～10%在材料降解过程中存在明显的异物反应。临床用的可吸收性接骨板和螺钉多为复合材料，如PLAs，机械强度接近纯钛(PLAs的抗张强度110-175MPa)，主要用在颅眶颧及上颌等低应力骨。
(4) 颌骨牵引术 骨牵引术始于1954年，首先由Ilizarov用于长骨。1973年Snyder用口外装置牵引下颌骨，1977年Michieli和Miotti将牵引部位改在牙上，1988年Karp等对下颌骨牵引进行了组织学研究，直至90年代初，经过McCarthy等人的努力，颌骨牵引技术才逐步走向成熟，目前主要用于颅颌面畸形的矫治。
, 百拇医药
颌骨牵引术还有许多问题需要研究，例如牵引速度的提高、牵引方向的控制、牵引骨的改建机理，以及牵引对生长发育的影响等。其中，颅面严重畸形的三维骨牵引是目前最大的难题，它需要发展一种多向牵引装置，允许在牵引过程中作方向调节，有时甚至作牵引平面调整，以达到完善的矫治效果。
(5) 颌骨缺损的功能性重建 肿瘤外科在保存生命的同时，越来越注重生存质量。因此颌骨缺损功能性重建受到普遍重视，颌骨重建包括肿瘤术后采用重建接骨板桥接暂时性修复(用于恶性肿瘤)，骨缺损植骨永久性修复和牙种植修复。其中有些问题还需要进一步研究，例如钛植入体与放疗的关系，坚固固定对骨吸收和改建的影响，植骨与牙种植等。目前的观点认为钛板植入术后允许放疗，坚固固定可以防止骨吸收，但存在应力摭挡，植骨后4～6个月是牙种植的最佳时期，网托碎骨移植是重建上颌骨缺损有效手段。
作者简介：张 益(1962-)，男，主任医师，医学博士
收稿日期：1999-03-02, http://www.100md.com