Lukitseva puristuslevy (LCP): periaatteet ja kliiniset sovellukset

LCP ei ole kaikenhoitoja: mekaaniset rajat ja ansaluukut siltausfiksaatiossa

Tässä arviossa käsitellään Locking Compression Plate (LCP) -implantin teknisiä alkuperäisiä perusteita, biomekaanisia periaatteita ja kliinistä käyttöä. Yhdistelmäreikojen avulla LCP yhdistää kaksi erillistä sisäistä kiinnitysjärjestelmää – absoluuttisen vakauden saavuttamiseksi perinteisellä puristuslevyillä ja suhteellisen vakauden saavuttamiseksi siltauslevyillä – yhdeksi implantiksi. Kirjoittajat huomauttavat, että useimmat LCP:hen liittyvät komplikaatiot johtuvat ei niinkään implantaatin sisäisistä puutteista, vaan perusperiaatteiden rikkomisesta, kuten biologisesta luunyhdistyksestä, levyn pituudesta ja ruuvitiukkuudesta. Artikkeli kerää in vitro -kokeellisia tietoja ja kliinisiä tapaussarjoja tarjotakseen objektiivisia viitearvoja levyn pituudelle, ruuvien määrälle ja ruuvien sijoittelulle eri murtumakoodeissa.

Historiallinen kehitys

Sisäinen levykiinnitys on kehittynyt jatkuvasti alkaen Hansmannin ensimmäisistä toimenpiteistä vuonna 1886. AO/ASIF-standardisoitiin puristuslevytekniikat, joissa dynaaminen puristuslevy (DCP) saavutti aksiaalisen puristuksen murtumapaikalla eksentriseen poraukseen perustuen, tavoitellen absoluuttista stabiilisuutta ja primääristä luunparantumista. Tämä lähestymistapa vaati kuitenkin laajaa kirurgista altistusta ja pehmytkudosten irrottamista luunpaloista, mikä johti korkeampaan infektioiden, ei-parantumisten ja viivästynyiden parantumisten esiintyvyyteen. 1980-luvulla puristuslevyjen yhteydessä diaphyseaalisten murtumien hoidossa ilmenneet yhä useammat komplikaatiot sekä intramedullaarisen naulauksen menestyksekäs sovellus, joka saavutti sekundaarisen parantumisen kalluspäällisen muodostumisen kautta, herättivät uusia ajatuksia. Esiteltiin siltaavan levykiinnityksen käsite, jossa leikkaus korjaa ainoastaan suuntautumisen, pituuden ja kiertosuunnan ilman että murtumavyöhykettä häiritään. Levy ulottuu murtumasegmentin yli ja kiinnitetään proksimaaliin ja distaaliin pääluunpalaan. Tämä menetelmä tarjoaa vain suhteellista stabiilisuutta, jolloin kallus voi muodostua, ja sitä kutsutaan myös biologiseksi osteosynteesiksi.

LCP:n tekninen ydin

Lukitseva puristuslevy (LCP) perustuu PC‑Fix- ja LISS-järjestelmien kokemukseen. Sen vallankumouksellinen ominaisuus on kahden täysin erilaisen kiinnitysmekanismin integrointi yhdeksi levypohjaksi. Yhdistelmäreiät mahdollistavat kirurgin valita joko perinteisen dynaamisen puristuksen, lukittavien pääruuvien asentamisen sisäisen fiksaattorin muodostamiseksi tai molempien ruuvityyppien hybridiyhdistelmän (kuva 1).

Kuva 1. LCP:n yhdistelmäreikäperiaate, joka mahdollistaa sekä sisäisen fiksaattorin että dynaamisen puristuksen soveltamisen murtuman kohdalla tarpeen mukaan.

Perinteiset levyt perustuvat ruuveihin, jotka painavat levyä luun vasten ja tuottavat vakautta levy–luu-kitkasta. Kun LCP:tä käytetään sisäisenä kiinnityslaiteena, sen ei tarvitse olla tiukassa kosketuksessa kortikaalipinnan kanssa. Tämä uusi teknologia asettaa kuitenkin uusia vaatimuksia kirurgiseen tekniikkaan. Arviossa korostetaan, että merkittävä osa LCP:hen liittyvistä ongelmista johtuu biologisen siltaavan osteosynteesin perusperiaatteiden sivuuttamisesta.

Tärkeät kliiniset parametrit LCP:n käyttöön

Levyn pituus

Perinteisissä kiinnitysjärjestelmissä lyhentäminen vähentää pehmytkudosten leikkausta. Tämä logiikka ei päde LCP-järjestelmään. LCP mahdollistaa pidempien levyjen käytön ilman lisätraumaa pehmytkudoksille; levyjen valintaan tulisi vaikuttaa ainoastaan murtuman biomekaaninen tila. Levyjen pituussuhde määritellään kokonaissuhteena: levyjen kokonaispituus jaettuna murtuman kokonaispituudella. Hienojakoisissa murtumissa tämän suhteen tulisi yleensä olla 2–3; yksinkertaisissa murtumissa se tulisi olla 8–10. Levyn pituuden kasvattaminen vähentää levyyn kohdistuvaa kuormitusta.

Ruuvien lukumäärä ja asettelu

Ruuvitiukkuus määritellään ruuvien lukumääräksi, joka on kiinnitetty levyyn, jaettuna levyn kokonaismäärällä; tämän arvon tulisi pysyä alle 0,4–0,5. Toisin kuin perinteisissä levyissä, LCP ei vaadi tiettyä ruuvien tai kortikaalisten kiinnityspisteiden määrää luuyksikössä. Rakenteellisen vakauden säilyttämiseksi suositellaan vähintään kahden monokortikaalisen ruuvin käyttöä jokaisessa pääosassa. Turvallisuuden vuoksi yleensä asennetaan 2–3 ruuvia jokaiseen pääosaan, jotta yleinen vakaus säilyy myös siinä tapauksessa, että yhden ruuvin kiinnitys ei ole optimaalinen. Vähintään yhden bikortikaalisen ruuvin käyttö jokaisessa pääosassa parantaa ruuvi–luu–liitoksen suorituskykyä, mutta ei vähennä ruuvin hajoamisen todennäköisyyttä itsessään. Aksiaalinen vetolujuus riippuu ruuvin ulkohalkaisijasta; 5,0 mm:n lukitseva pääruuvi (LHS), jota käytetään monokortikaalisesti, saavuttaa noin 70 %:n pitovoimasta verrattuna 4,5 mm:n perinteiseen bikortikaaliseen ruuviin (kuva 3).

Kuva 3. Vedonkestävyystestien tulokset: monocortikaaliset lukituspääruuvit saavuttavat 70 % perinteisten 4,5 mm:n bicortikaalisten ruuvien pitovoimasta.

Ruuvien määrä vaikuttaa taivutusvoimien jakautumiseen. Voimajakaumakuviot eroavat merkittävästi vähimmäis- ja enimmäisruuvimääristä (Kuva 2).

Kuva 2. Ruuvimäärään liittyvä voimanalyysi: eroja taivutusvoimien jakautumisessa vähimmäisruuvikokoonpanossa (A) ja enimmäisruuvikokoonpanossa (B).

Hajanaisissa murtumissa, joissa ei ole luukontaktia päämurtumakappaleiden välillä, murtumavyöhykkeen viereisiin reikiin tulee asentaa ruuveja lisätäkseen siltauspituutta ja jakaa levyyn kohdistuvaa jännitystä. Yksinkertaisissa murtumissa, joissa on luukontakti, murtuman molemmin puolin tulee jättää tyhjäksi 1–2 yhdistelmäreikää.

Kun porataan lukituspääruuveja varten, aksiaalinen poikkeama yli 5° vähentää rakenteellista vakautta merkittävästi; siksi täytyy käyttää tähtäyslaitetta. Kun tavallisia ja lukituspääruuveja käytetään yhdessä, tavallisista puristusruuveista on asennettava ensin, ja vasta sen jälkeen lukituspääruuvit. Tämän järjestyksen kääntäminen voi aiheuttaa liiallista kuormitusta ruuvi–luu-liitokselle.

Levyn muovaus

Kun LCP:tä käytetään sisäisenä kiinnityslaitteena, ei vaadita täydellistä luun ja levyn kosketusta. Diaphyseaalisten murtumien kohdalla kevyt taivutus ruuvinreiän välillä mahdollistaa ruuvien ohjaamisen eri suuntiin, mikä tarjoaa monisuuntaisen ankkuroinnin – erityisesti hyödyllistä osteoporoottisessa luussa. Metaphyseaalialueilla riittää karkea muovaus, jotta vältetään liialliset levy–luu-välit ja vähennetään pehmytkudospainetta, samalla kun hajautettu ruuvin asennus parantaa kokonaistarttumisvastusta.

Anatomisesti esimuovatut LCP-järjestelmät

Anatomisesti esimuotoiltuja LCP-levyjä ei enää tarvitse taivuttaa laajasti leikkaustilanteessa; ne auttavat saavuttamaan anatomisen reduktion, ja niitä tukevat tarkkuusohjaimet mahdollistavat tarkan lukitusruuvin asettamisen, mikä standardoi kirurgisen työnkulun. Arviossa luetteloidaan kliinisesti saatavilla olevat järjestelmät: PHILOS-proksimaalinen olkapäälevy, distaalinen olkapää-LCP, 2,4 mm:n distaalinen rannen järjestelmä, käteen erityisesti suunnitellut LCP-levyt, distaalinen reisiluu-LCP, proksimaalinen sääriluu-LCP, distaalinen sääriluu-LCP, pilon-fraktuureihin tarkoitettu LCP, mediaalinen sääriluun metaphyysilevy, kondyylilevy ja leveäkäyräinen LCP. Leveäkäyräinen LCP soveltuu reisiluun takapuoliseen kaarevuuteen ja on sopiva periprosteteettisten murtumien sekä polven yhdistämisen jälkeisen kiinnityksen hoitoon.

In vitro -biomekaaniset tutkimukset

Monia in vitro -biomekaanisia arviointeja tehtiin ennen kliinistä käyttöönottoa. Kuolleiden ruumiiden mallissa distaalisen särmän C2-murtumista volaarinen lukitseva kompressio-T-laatta osoitti parempaa vakautta kuin perinteiset laatat. Kuolleiden ruumiiden särmän näytteissä LCP oli parempi anteroposteriorisessa vakaudessa ja vääntövastuksessa kuin LC-DCP. Distaalisen humeruksen murtumatestauksessa LCP saavutti vakauden ensisijaisessa fiksaatiossa. PHILOS-proksimaalisen humeruksen järjestelmä, jonka joustavat ominaisuudet vähensivät huippujännityksiä luu-implantti-rajan pinnalla, johti alhaisempiin varhaisiin löysenemisasteikoihin osteoporoottisessa luussa verrattuna jäykempiin implanteihin. Pitkien luujen murtumamalleissa LCP:n myötävyysvoima oli korkeampi kuin vertailuimplanteilla. Joissakin kontrolloiduissa tutkimuksissa ei havaittu biomekaanista ylivoimaisuutta perinteisiin laattoihin nähden, mutta mikään ei osoittanut LCP:n biomekaanista alavoimaisuutta.

Kliiniset tulokset

LCP-kirurginen implantti tuli käyttöön vuonna 2001. Sommer (2003) julkaisi varhaisen kliinisen sarjan, jossa oli 169 tapausta, ja johti siihen johtopäätökseen, että järjestelmä oli kypsyttänyt ja tarjoaa erityistä arvoa monimutkaisissa murtumissa sekä korjausleikkauksissa epäonnistuneen sisäisen kiinnityksen jälkeen. Käsivarren alapää on yksi yleisimmistä sovelluskohteista. Takapuolelle siirtyneissä käsivarren alapään murtumissa volaarinen lukitustasolevy välttää takapuolisen ojentajalihaksen ärsytystä; 2,4 mm:n LCP-tasolevyllä saavutettiin hyviä tai erinomaisia tuloksia yli 80 %:ssa osteoporoottisissa käsivarren alapään murtumissa. Vaikka suorat implanttikustannukset ovat korkeammat, järjestelmä mahdollistaa varhaisen täyden aktiivisen liikealueen ilman reduktion menetystä. Kirjallisuudessa on raportoitu LCP:n käytöstä niin sakrummurtumissa kuin poikittaisissa rintalastan murtumissa, proteesilähellä sijaitsevissa murtumissa, kyynärvarren alapään murtumissa sekä osteoporoottisissa ei-yhtyneissä murtumissa.

Arviointi raportoi, että useimmat LCP:hen liittyvät komplikaatiot eivät ole implantin materiaalivikoja vaan pikemminkin epäonnistumisia noudattaessa siirtokirurgian periaatteita. Myöhästynyt yhdistyminen esiintyi joissakin tapauksissa (erityisesti käsivarren murtumissa ja avoimessa kärkikulmassa tehdyn lähellä nilkkaa sijaitsevan sääriluun osteotomian yhteydessä), mutta yleinen esiintyvyys oli alhainen. Kuva 4 esittää distaalisen sääriluun murtuman hoitoa MIPO-siirtokirurgialla.

Kuva 4. AO43-A2 sääriluun keskiosan murtuma: distaalisen sääriluun LCP-tapaus; sääriluu kiinnitettiin MIPO-siirtokirurgialla, kun taas säärihalko kiinnitettiin perinteisiin levykiinnitysperiaatteisiin perustuen.

Epäriittävien siirtokirurgian periaatteiden aiheuttamat epäonnistumiset voidaan korjata käyttämällä pidempää levyä ja säätämällä ruuvikonfiguraatiota. Kuva 5 havainnollistaa sääriluun keskiosan murtumaa, jossa alkuperäiset ruuvit asennettiin liian lähelle murtumakohtaa, mikä johti yhdistymättömyyteen; korjaus tehtiin käyttämällä pidempää 10-reikäistä levyä ja siirtämällä mediaalisia ruuveja uudelleen lisäämään siirtokirurgian väliä, jolloin yhdistyminen saavutettiin 3 kuukauden kuluttua korjauksesta.

Kuva 5. AO22‑A3‑etukädenmurtuma LCP‑tapaus: alussa käytetty 8‑reikäinen levy ja ruuvit liian lähellä murtumakohtaa, mikä johti epäyhdistymiseen 5 kuukauden kuluttua; uusittu hoito pidemmällä 10‑reikäisellä levyllä, ruuvien uudelleensijoituksella ja suuremmalla siltausmatkalla johti säteilykuvaan perustuvaan yhdistymiseen 3 kuukauden kuluttua.

LCP‑levyä on käytetty myös nivelkiinnityksen uusintaleikkauksessa. Kuva 6 esittää tapausta, jossa polven nivelkiinnitys ei yhdistynyt infektoituneen uusintapolviproteesin poiston ja ulkoisen kiinnityksen jälkeen. Taivutettu 20‑reikäinen 4,5/5,0 mm LCP‑levy yhdessä toisen 10‑reikäisen LCP‑levyn ja omien spongioosiluun siirteiden kanssa saavutti yhdistymisen 6 kuukauden kuluttua leikkauksesta.

Kuva 6. Krooninen infektio ja epäyhdistyminen polven nivelkiinnityksen jälkeen ulkoisen kiinnityksen avulla; uusintaleikkaus taivutetulla 20‑reikäisellä 4,5/5,0 mm LCP‑levyllä sekä 10‑reikäisellä LCP‑levyllä ja omien spongioosiluun siirteillä, mikä johti yhdistymiseen 6 kuukauden kuluttua.

Viittaukset (katsauksen sisältöön perustuen)

1. NIEMEYER P, SÜDKAMP N P. Periaatteen ja kliinisen soveltamisen kuvaus lukitsevasta puristuslevystä (LCP). ACTA CHIRURGIAE ORTHOPAEDICAE ET TRAUMATOLOGIAE ČECHOSL., 2006,73:221‑228.
2. BLATTER G, WEBER B G: Aaltoplate-osteosynteesi pelastustoimenpiteenä. Arch. orthop. traum. Surg., 109: 330‑3, 1990.
3. FLORIN M, ARZDORF M, LINKE B, AUER J A: Neljän eri implantaatin jäykkyys- ja lujuusarviointi hevosten luunmurtumien hoitoon: tutkimus 20 asteen vinosta pitkän luun murtumamallista luun korvausaineella. Vet. Surg., 34: 231–8, 2005.
4. FRANKIE L, XIANG Z: Lukitsevan puristuslevyn kiinnitys periprosteteettiseen reisiluun murtumaan. Zhongguo Xiu Fu Chong Jian Wai Ke Za Zhi, 16: 123–5, 2002.
5. FRIGG R: Lukitsevan puristuslevyn kehitys. Injury, 34 Suppl. 2: B6‑10, 2003.
6. GARDNER, M. J., BROPHY, R. H., CAMPBELL, D., MAHAJAN, A., WRIGHT, T. M., HELFET, D. L., LORICH, D. G.: Lukitsevien puristuslevyjen mekaaninen käyttäytyminen verrattuna dynaamisiin puristuslevyihin kuollun ihmisen särmän mallissa. J. orthop. Trauma, 19: 597–603, 2005.