整形外科学・外傷学 · 03
骨接合術の方法
Osteosynthesis methods
- 前提:正常
- 結合組織:骨骨とエナメル質の生体力学的特性
- 疾患
- 偽関節
ポッドキャスト
🧠 全体像:骨接合術は「金属で骨を固定する」だけではない。必要な整復精度と力学的安定性 mechanical stability 力学的安定性(mechanical stability) mechanical stability(力学的安定性) を得ながら、骨折部の血流・骨膜periosteum骨膜(periosteum)periosteum(骨膜)・血腫をできるだけ温存し、早期機能回復につなげる治療である。
目的と固定様式
下肢では安全な荷重、上肢では手・腕の可動性、骨幹部diaphysis 骨幹部(diaphysis)diaphysis(骨幹部) では長さ・軸・回旋の回復が特に重要である。
| 固定概念 | 目標 | 骨癒合 |
|---|---|---|
| 絶対的absolute 絶対的(absolute)absolute(絶対的) 安定性 | 骨折部の動きをほぼなくす。単純関節内骨折 intra-articular fracture 関節内骨折(intra-articular fracture) intra-articular fracture(関節内骨折) などを解剖学的整復 | 主に直接骨癒合、仮骨callus 仮骨(callus)callus(仮骨) は少ない |
| 相対的安定性 | 適度な微小動を許し、長さ・軸・回旋を保持 | 仮骨形成callus formation 仮骨形成(callus formation)callus formation(仮骨形成) を伴う間接骨癒合 |
内固定法の比較
| 方法 | 力学・特徴 | 主な用途・注意 |
|---|---|---|
| プレート | 骨表面にスクリューで固定。圧迫、中和、支持、架橋として使う | 骨幹端metaphysis骨幹端(metaphysis)metaphysis(骨幹端)、関節周囲、骨幹部diaphysis骨幹部(diaphysis)diaphysis(骨幹部)。広範な剝離 detachment (stripping/avulsion) 剝離(detachment (stripping/avulsion)) detachment (stripping/avulsion)(剝離) を避ける |
| 髄内釘intramedullary nail髄内釘(intramedullary nail)intramedullary nail(髄内釘) | 長管骨long bone 長管骨(long bone)long bone(長管骨) の髄腔内 intrathecal 髄腔内(intrathecal) intrathecal(髄腔内) に挿入する荷重分担 load sharing 荷重分担(load sharing) load sharing(荷重分担) 型固定。相対的安定性を与えることが多いが、実際の安定性は骨折型と固定構成で決まる | 大腿骨femur大腿骨(femur)femur(大腿骨)、脛骨、上腕骨Humerus上腕骨(Humerus)Humerus(上腕骨)。ロッキングlocking ロッキング(locking)locking(ロッキング) で長さ・回旋を制御1 |
| スクリュー | 単独または他固定と併用 | 単純骨折、小骨片、裂離avulsion裂離(avulsion)avulsion(裂離)・関節内骨片 |
| K-wire | 細い鋼線による一時または確定固定 | 小児、手・手関節、小骨片。固定力とピン感染に注意 |
| 創外固定external fixation創外固定(external fixation)external fixation(創外固定) | 経皮ピン・ワイヤーと体外フレーム | 開放骨折、重い軟部組織損傷、多発外傷multitrauma (multiple trauma)多発外傷(multitrauma (multiple trauma))multitrauma (multiple trauma)(多発外傷)、感染、骨欠損bone defect骨欠損(bone defect)bone defect(骨欠損) |
プレートとスクリュー
プレート
- 動的圧迫プレートdynamic compression plate 動的圧迫プレート(dynamic compression plate)dynamic compression plate(動的圧迫プレート) は偏心スクリュー挿入により骨折部を圧迫する。
- ロッキングプレートlocking plate ロッキングプレート(locking plate)locking plate(ロッキングプレート) はスクリューヘッドとプレートが固定され、角度安定性を得る。骨粗鬆osteoporosis 骨粗鬆(osteoporosis)osteoporosis(骨粗鬆) 骨、粉砕骨折comminuted fracture粉砕骨折(comminuted fracture)comminuted fracture(粉砕骨折)、架橋固定に有用だが、構築が過度に硬いと必要な微小動が不足して仮骨形成 callus formation 仮骨形成(callus formation) callus formation(仮骨形成) を妨げうる。2
- 架橋プレートでは粉砕 comminution (comminuted) 粉砕(comminution (comminuted)) comminution (comminuted)(粉砕) 部を直接展開せず、近位・遠位の主要骨片をつないで長さ・軸・回旋を回復する。相対的安定性を与え、仮骨形成callus formation 仮骨形成(callus formation)callus formation(仮骨形成) を伴う間接骨癒合を期待する。1
スクリュー
| 種類 | 特徴 |
|---|---|
| 皮質骨cortical 皮質骨(cortical)cortical(皮質骨) スクリュー | 細かいねじ山で骨幹部 diaphysis 骨幹部(diaphysis) diaphysis(骨幹部) の緻密骨 compact bone 緻密骨(compact bone) compact bone(緻密骨) に適する |
| 海綿骨spongy bone (trabecular) 海綿骨(spongy bone (trabecular))spongy bone (trabecular)(海綿骨) スクリュー | 粗いねじ山で骨幹端 metaphysis 骨幹端(metaphysis) metaphysis(骨幹端) などの海綿骨 spongy bone (trabecular) 海綿骨(spongy bone (trabecular)) spongy bone (trabecular)(海綿骨) に適する |
| ラグスクリューlag screwラグスクリュー(lag screw)lag screw(ラグスクリュー) | 近位骨片を滑らせ遠位骨片だけを把持し、骨折面を圧迫する機能的使用法 |
髄内釘
髄内釘intramedullary nail 髄内釘(intramedullary nail)intramedullary nail(髄内釘) には中実・中空、リーミングreamingリーミング(reaming)reaming(リーミング)・非リーミング reamingリーミング(reaming) reaming(リーミング)、ロッキングlockingロッキング(locking)locking(ロッキング)・非ロッキング locking ロッキング(locking) locking(ロッキング) がある。骨の機械軸に近く、軟部組織剝離 detachment (stripping/avulsion) 剝離(detachment (stripping/avulsion)) detachment (stripping/avulsion)(剝離) が比較的少ない。長管骨骨折long bone fracture 長管骨骨折(long bone fracture)long bone fracture(長管骨骨折) で早期運動を可能にしやすいが、早期荷重の可否は骨折部位、骨折型、固定性に応じて判断する。3
創外固定
flowchart TD
A["開放骨折・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='multitrauma (multiple trauma)'>多発外傷</span>・重い軟部組織損傷"] --> B["迅速な整復と<span class='jp-term jp-term-diagram' title='external fixation'>創外固定</span>"]
B --> C["出血・汚染・軟部組織を治療"]
C --> D["全身状態と創を再評価"]
D --> E["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='external fixation'>創外固定</span>を確定治療として継続"]
D --> F["適切な時期に<span class='jp-term jp-term-diagram' title='internal fixation'>内固定</span>へ移行"]
片側型、両側型、環状型があり、Ilizarovフレームは変形矯正、骨延長、感染性偽関節、骨欠損bone defect 骨欠損(bone defect)bone defect(骨欠損) にも用いられる。ピンは将来の切開・皮弁flap皮弁(flap)flap(皮弁)・内固定internal fixation 内固定(internal fixation)internal fixation(内固定) を妨げない位置に置く。
低侵襲・生物学的骨接合
低侵襲プレート骨接合術minimally invasive plate osteosynthesis, MIPO 低侵襲プレート骨接合術(minimally invasive plate osteosynthesis, MIPO)minimally invasive plate osteosynthesis, MIPO(低侵襲プレート骨接合術) は、小切開と筋下トンネルを用いて骨折部を広く展開せずにプレートを挿入する。生物学的骨接合では、骨膜periosteum 骨膜(periosteum)periosteum(骨膜) 血流と骨折血腫 fracture hematoma 骨折血腫(fracture hematoma) fracture hematoma(骨折血腫) を温存し、粉砕comminution (comminuted) 粉砕(comminution (comminuted))comminution (comminuted)(粉砕) 骨片を一つずつ整復するより主要骨片の長さ・軸・回旋を回復する。
💡 固定を強くするほど常に良いわけではない。過剛性 stiffness 剛性(stiffness) stiffness(剛性) は仮骨形成 callus formation 仮骨形成(callus formation) callus formation(仮骨形成) を抑え、不安定すぎる固定も過大な動揺 swaying (postural instability) 動揺(swaying (postural instability)) swaying (postural instability)(動揺) で骨癒合を妨げる。単純骨折に圧迫固定 compression dressing 圧迫固定(compression dressing) compression dressing(圧迫固定) を用いる場面と、粉砕骨折comminuted fracture 粉砕骨折(comminuted fracture)comminuted fracture(粉砕骨折) に相対的安定性を与えて仮骨形成 callus formation 仮骨形成(callus formation) callus formation(仮骨形成) を促す場面を分ける。2
合併症
- 感染、骨髄炎
- 血管・神経損傷、区画症候群compartment syndrome区画症候群(compartment syndrome)compartment syndrome(区画症候群)
- 固定破綻、スクリュー抜け、インプラントimplant インプラント(implant)implant(インプラント) 折損
- 整復不良、変形治癒malunion変形治癒(malunion)malunion(変形治癒)、偽関節
- 関節拘縮joint contracture関節拘縮(joint contracture)joint contracture(関節拘縮)、筋力低下
- 将来の抜釘 hardware removal抜釘(hardware removal) hardware removal(抜釘)・抜針を要する症状
まとめ
- 骨接合は整復精度、安定性、生物学的温存の均衡で設計する。
- プレート、髄内釘intramedullary nail髄内釘(intramedullary nail)intramedullary nail(髄内釘)、スクリュー、K-wire、創外固定external fixation 創外固定(external fixation)external fixation(創外固定) を骨折形態と軟部組織で選ぶ。
- 絶対的absolute 絶対的(absolute)absolute(絶対的) 安定性と相対的安定性では期待する骨癒合様式が異なる。
- MIPOと架橋固定は骨折部血流を温存する生物学的戦略である。
出典
- 1.Absolute Versus Relative Fracture Fixation: Impact on Fracture Healing(Journal of Orthopaedic Trauma・2018)絶対的・相対的安定性はインプラント名ではなく整復と固定構成が作る力学環境で決まること閲覧 2026-08-09
- 2.The influence of biomechanical stability on bone healing and fracture-related infection: the legacy of Stephan Perren(Injury・2021)骨癒合には生物学的環境と適切な力学的安定性の両方が必要で、過大または過小な動揺が治癒を妨げること閲覧 2026-08-09
- 3.Outcomes of early versus delayed weight-bearing with intramedullary nailing of tibial shaft fractures: a systematic review and meta-analysis(European Journal of Trauma and Emergency Surgery・2022)脛骨骨幹部髄内釘後の早期荷重は有用になりうるが、エビデンスは限定的で症例選択を要すること閲覧 2026-08-09