EN
ロック式圧縮プレート（LCP）：原理と臨床応用
LCPは万能薬ではない：機械的限界と橋渡し固定の落とし穴
本レビューでは、ロッキング・コンプレッション・プレート（LCP）の技術的起源、生体力学的基盤、および臨床応用について概説する。LCPは組み合わせ穴（コンビネーションホール）を活用することで、従来型圧縮プレートによる「絶対的安定性」と橋渡しプレートによる「相対的安定性」という、2つの異なる内固定システムを単一のインプラントに統合している。著者らは、LCP関連の合併症の多くが、インプラント自体の設計欠陥ではなく、生物学的骨癒合の原則、プレート長（スパン）、スクリュー密度といった基本原則の逸脱によって引き起こされることを指摘している。本論文では、インビトロ実験データおよび臨床症例シリーズを整理・検討し、さまざまな骨折状態に応じたプレート長、スクリュー本数、スクリュー配置に関する客観的な基準値を提示している。
歴史的進化
内固定用プレートの技術は、1886年にハンスマンが初めて手術を行って以来、絶えず進化を遂げてきました。AO／ASIF（骨・関節外傷治療の国際組織）は、圧縮プレート固定法を標準化しました。動的圧縮プレート（DCP）は、偏心ドリル孔を用いることで骨折部に軸方向の圧縮力を加え、絶対的安定性と一次的骨癒合を目指しました。しかし、この手法では広範囲の手術視野確保が必要であり、骨片から軟部組織を剥離する操作が不可避であったため、感染症、偽関節、遅延愈合などの合併症リスクが高まりました。1980年代になると、骨幹部骨折における圧縮プレート固定の合併症が増加し、一方で、骨痂形成による二次的骨癒合を実現した髄内釘固定の成功が注目されるようになりました。これにより、新たな治療観が提唱されました。すなわち「ブリッジングプレート固定」です。この方法では、手術は骨折部の整復（軸線・長さ・回旋の矯正）のみを行い、粉砕骨折部そのものはできる限り温存します。プレートは骨折部を跨いで配置され、近位および遠位の主要な骨片にのみ固定されます。この手法は相対的安定性のみを提供し、骨痂形成を許容するものであり、「生物学的骨接合」とも呼ばれます。
LCPの技術的核
ロックイング・コンプレッション・プレート（LCP）は、PC-FixおよびLISSシステムの臨床経験を基に開発されました。その革新的な特徴は、単一のプレート内に2種類の全く異なる固定機構を統合した点にあります。コンビネーションホールにより、外科医は従来型のダイナミック圧縮固定、ロックヘッドスクリューを用いた内部固定器としての固定、あるいは両者を組み合わせたハイブリッド固定のいずれかを選択できます（図1）。
図1．LCPのコンビネーションホール原理。骨折部において、必要に応じて内部固定器方式とダイナミック圧縮方式の両方を併用できる。
従来のプレートは、ねじでプレートを骨に押し付けることで、プレートと骨の間の摩擦力を用いて固定安定性を確保します。LCPを内固定材として使用する場合、皮質骨面と密着させる必要はありません。しかし、この新しい技術は、手術技術に対して新たな要求を課しています。本レビューでは、LCP関連の問題の多くが、生物学的ブリッジ固定法の基本原則を無視したことに起因していると強調しています。
LCP使用における主要な臨床パラメーター
プレート長
従来のプレーティングシステムでは、プレート長を短くすると軟部組織の剥離が減少します。しかし、この論理はLCPには適用されません。LCPでは、追加の軟部組織損傷を伴うことなく、より長いプレートを使用できます。したがって、プレートの選択は、骨折部の生体力学的状態のみに基づいて行うべきです。プレートスパン比とは、プレート全長を骨折全長で割った値です。粉砕骨折では、この比は通常2～3、単純骨折では8～10とします。スパンを拡大すると、プレートにかかる負荷が低減されます。
スクリューの本数および配置
ねじ密度とは、挿入されたねじの本数をプレートの全穴数で割った値であり、通常は0.4～0.5未満に保つ必要があります。従来型プレートと異なり、LCPでは骨片ごとのねじ本数や貫通 cortical 層数（コルチカル層数）を固定していません。構造的安定性を確保するため、各主要骨片には少なくとも2本のモノコルチカルねじの使用が推奨されます。安全性を考慮し、実際には各主要骨片に2～3本のねじを挿入することが一般的です。これにより、仮に1本のねじの把持力が不十分であっても、全体としての安定性が維持されます。また、各主要骨片に少なくとも1本のバイコルチカルねじを用いることで、ねじと骨の界面性能は向上しますが、ねじ自体の破損確率を低下させることはありません。軸方向引き抜き強度はねじの外径によって決まります。例えば、モノコルチカルに使用した5.0 mmロックヘッドスクリュー（LHS）は、従来型の4.5 mmバイコルチカルスクリューの約70％の保持力を発揮します（図3）。
図3 抜き出し試験結果：モノコルチカルロックヘッドスクリューは、従来の4.5 mmバイコルチカルスクリューの保持力の70％を達成した。
スクリューの本数によって曲げ荷重の分布が変化する。最小本数と最大本数では、荷重分布パターンに著しい差が認められる（図2）。
図2 スクリュー本数に対応した応力解析：最小本数配置（A）と最大本数配置（B）における曲げ荷重分布の違い。
主要骨片間に骨接触がない粉砕骨折では、骨折部に隣接するスクリューを挿入し、ブリッジング長を延長してプレートへの応力を分散させる必要がある。骨接触がある単純骨折では、骨折部の両側にそれぞれ1～2個のコンビネーションホールを空けておく。
ロックヘッドスクリューを挿入する際のドリル穴の軸方向のずれが5°を超えると、構造的安定性が著しく低下するため、照準装置の使用が必須です。従来型スクリューとロックヘッドスクリューを併用する場合は、まず従来型の圧縮スクリューを挿入し、その後にロックヘッドスクリューを挿入してください。この順序を逆にすると、スクリューと骨の界面に過大な負荷がかかる可能性があります。
プレートの形状合わせ
LCPを内固定材として使用する場合、骨面との完全な密着は必要ありません。幹骨部骨折では、スクリューホール間に軽微な曲げを加えることで、スクリューを異なる方向に挿入可能となり、多方向アンカーを実現できます。これは特に骨粗鬆症を伴う骨において有効です。骨端部では、プレートと骨の間に過度な隙間が生じたり、軟部組織への圧迫が強くなりすぎたりしないよう、大まかな形状合わせで十分です。また、この方法により、スクリューを発散状に配置して全体的な引き抜き抵抗を高めることができます。
解剖学的に事前成形されたLCPシステム
解剖学的に予め成形されたLCPは、手術中の広範な曲げ加工を必要としなくなり、解剖学的整復の達成を支援します。また、付属のアライメントブロックにより、ロッキングスクリューの正確な挿入が可能となり、手術手順の標準化に貢献します。本レビューでは、臨床で使用可能なシステムとして、PHILOS近位上腕骨プレート、遠位上腕骨LCP、2.4 mm遠位橈骨用システム、手専用LCP、遠位大腿骨LCP、近位脛骨LCP、遠位脛骨LCP、ピロン骨折専用LCP、内側脛骨幹端部プレート、コンドイルプレート、および広域湾曲型LCPを紹介しています。広域湾曲型LCPは大腿骨後面の湾曲形状に対応しており、人工関節周囲骨折や膝関節固定術後の固定にも適しています。
試験管内バイオメカニクス研究
臨床導入に先立ち、多数の試験管内バイオメカニクス評価が実施された。遠位橈骨C2骨折の死体モデルにおいて、掌側ロック圧縮Tプレートは従来のプレートと比較して優れた安定性を示した。死体の橈骨標本を用いた試験では、LCPはLC-DCPと比べて前後方向の安定性およびねじり抵抗性において優れていた。遠位上腕骨骨折の試験では、LCPは安定した一次固定を達成した。PHILOS近位上腕骨システムは弾性特性を有しており、骨・インプラント界面におけるピーク応力を低減し、硬質なインプラントと比較して、骨粗鬆症を伴う骨における早期緩み率を低下させた。長管骨骨折モデルでは、LCPは比較対象のインプラントよりも高い降伏強度を示した。一部のコントロールされた研究では、従来のプレートに対するバイオメカニクス的優位性は確認されなかったが、LCPのバイオメカニクス的劣位性を示す報告は一切ない。
臨床成績
LCPは2001年に臨床応用が開始された。ソマー（2003年）は、169例を対象とした初期の臨床症例シリーズを報告し、このシステムはすでに成熟しており、複雑骨折や内固定失敗後の再手術において特に有用であると結論付けた。遠位橈骨は、LCPが頻繁に用いられる部位の一つである。背側に転位した遠位橈骨骨折では、掌側ロックプレートを用いることで、背側の伸筋腱への刺激を回避できる。2.4 mmのLCPを用いた骨粗鬆症を伴う遠位橈骨骨折において、80％以上で良好または優れた治療成績が得られた。直接的なインプラント費用はやや高額であるが、このシステムを用いることで、整復位置の喪失を防ぎながら早期から完全な主動運動が可能となる。文献には、仙骨骨折、横断性胸骨骨折、人工関節周囲骨折、上腕骨遠位部骨折、および骨粗鬆症に起因する偽関節など、さまざまな適応症例におけるLCPの使用例が報告されている。
レビューでは、LCP関連の合併症の多くはインプラント自体の重大な機能不全ではなく、橋渡し骨接合原則への遵守不足に起因するものであると記録されています。遅延骨癒合は、前腕骨折や開放楔形近位脛骨骨切り術などの症例で認められましたが、全体として発生率は低く抑えられていました。図4は、MIPO橋渡し固定を用いて治療された下腿遠位部骨折の症例を示しています。
図4：AO分類43-A2の脛骨幹部骨折（下腿遠位部LCP適用症例）。腓骨は従来のプレート固定原則に従って固定され、脛骨はMIPOによる橋渡し骨接合で固定されています。
橋渡し原則の不適切な適用が原因の失敗例は、より長いプレートを用い、スクリュー配置を調整することで再手術可能です。図5は、尺骨幹部骨折の症例で、初回手術時にスクリューが骨折部に過度に近接して挿入されたため偽関節をきたしたものです。再手術では10孔の長尺プレートを用い、内側スクリューの位置を再配置して橋渡し範囲を拡大した結果、再手術後3か月で骨癒合が得られました。
図5：AO22-A3前腕骨骨折に対するLCP治療例。当初は8孔プレートを用いて固定したが、スクリューが骨折部に近すぎたため、術後5か月で偽関節を来した。その後、より長い10孔プレートを用いた再手術を行い、スクリューの位置を修正し、ブリッジング長を延長したところ、術後3か月でレントゲン上での骨癒合が確認された。
LCPは、関節固定術の再手術にも応用されている。図6は、感染を伴う膝関節置換術の再手術後に人工関節を除去し、外固定器を装着したにもかかわらず膝関節固定術後の偽関節をきたした症例である。湾曲させた20孔4.5／5.0 mm LCPと別の10孔LCPを併用し、自家海綿骨移植を行ったところ、術後6か月で骨性癒合が得られた。
図6：外固定器を用いた膝関節固定術後に慢性感染および偽関節を合併した症例。湾曲させた20孔4.5／5.0 mm LCPと10孔LCPを併用し、自家海綿骨移植を施行した再手術により、術後6か月で骨性癒合が得られた。
参考文献 （レビュー内容より引用）
ニーメイヤーP、ツュードカンプN P. ロッキング・コンプレッション・プレート（LCP）の原理と臨床応用. ACTA CHIRURGIAE ORTHOPAEDICAE ET TRAUMATOLOGIAE ČECHOSL., 2006, 73: 221–228. ブラッターG、ウェーバーB G. 波形プレート骨接合術を救済手術として用いた症例. Arch. Orthop. Trauma Surg., 109: 330–333, 1990. フローリンM、アルツドルフM、リンクB、アウアーJ A. 馬の骨折治療に使用可能な4種類のインプラントの剛性および強度評価：骨代替材を用いた20度斜め長管骨骨折モデルを用いた検討. Vet. Surg., 34: 231–238, 2005. フランキーL、シャンZ. ロッキング・コンプレッション・プレートを用いた人工関節周囲大腿骨骨折の固定. Zhongguo Xiu Fu Chong Jian Wai Ke Za Zhi, 16: 123–125, 2002. フリッグR. ロッキング・コンプレッション・プレートの開発. Injury, 34 Suppl. 2: B6–B10, 2003. ガードナー、M・J・、ブロフィー、R・H・、キャンベル、D・、マハジャン、A・、ライト、T・M・、ヘルフェット、D・L・、ロリッチ、D・G・：死体前腕骨モデルを用いたロッキング圧縮プレートとダイナミック圧縮プレートの機械的挙動の比較。J. Orthop. Trauma, 19: 597–603, 2005.
