ประเภทหลักของอุปกรณ์ฝังกระดูกที่ใช้ในการผ่าตัดรักษาบาดแผลมีอะไรบ้าง

เมื่อผู้ป่วยได้รับบาดเจ็บจากกระดูกหักอย่างรุนแรงหรือข้อต่อได้รับบาดเจ็บ วัตถุประสงค์ของการผ่าตัดรักษาบาดแผลคือการฟื้นฟูความมั่นคง แนวร่วม และหน้าที่การใช้งานให้กลับคืนสู่สภาพปกติอย่างมีประสิทธิภาพและปลอดภัยที่สุด อุปกรณ์ฝังในทางออร์โธปิดิกส์เป็นองค์ประกอบหลักที่ช่วยให้บรรลุวัตถุประสงค์ดังกล่าว อุปกรณ์ปลูกกระดูก — อุปกรณ์ที่ออกแบบและผลิตด้วยความแม่นยำเพื่อรองรับ ตรึง หรือแทนที่โครงสร้างของระบบโครงร่างที่เสียหาย การเข้าใจประเภทหลักของอุปกรณ์ฝังในทางออร์โธปิดิกส์ที่ใช้ในการผ่าตัดรักษาบาดแผลนั้นมีความสำคัญอย่างยิ่ง ไม่เพียงแต่สำหรับศัลยแพทย์และบุคลากรทางการแพทย์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงทีมจัดซื้อ ผู้บริหารโรงพยาบาล และวิศวกรชีวการแพทย์ ซึ่งมีหน้าที่รับผิดชอบในการจัดหาและจัดเก็บเครื่องมือและอุปกรณ์ที่เหมาะสมอีกด้วย

แนวโน้มของ อุปกรณ์ปลูกกระดูก ได้พัฒนาขึ้นอย่างมากในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา ความก้าวหน้าด้านโลหะวิทยา ชีวกลศาสตร์ และเทคนิคการผ่าตัด ได้ก่อให้เกิดอุปกรณ์ยึดตรึงและแนวทางการฟื้นฟูโครงสร้างที่หลากหลายและเชี่ยวชาญเฉพาะทาง แต่ละประเภทของอุปกรณ์ฝังตัวถูกออกแบบมาเพื่อจัดการกับรูปแบบการหักของกระดูกเฉพาะ ตำแหน่งทางกายวิภาค หรือความท้าทายด้านชีวกลศาสตร์ที่แตกต่างกันบทความนี้จะแยกแยะครอบครัวของอุปกรณ์ฝังตัวหลักที่ใช้ในการผ่าตัดรักษาบาดแผล อธิบายเหตุผลเชิงคลินิกของการเลือกใช้แต่ละชนิด และเน้นย้ำถึงความแตกต่างด้านเทคนิคที่ทำให้อุปกรณ์แต่ละประเภทเหมาะสมเป็นพิเศษกับสถานการณ์บาดแผลเฉพาะ

แผ่นยึดกระดูกและสกรู

รากฐานของการยึดตรึงภายใน

แผ่นยึดกระดูกและสกรูเป็นหนึ่งในหมวดหมู่ของ อุปกรณ์ปลูกกระดูก ในการผ่าตัดรักษาบาดแผลรุนแรง อุปกรณ์เหล่านี้ทำงานโดยการให้การตรึงที่มั่นคงหรือกึ่งมั่นคงข้ามบริเวณรอยร้าวของกระดูก เพื่อยึดชิ้นส่วนกระดูกให้อยู่ในตำแหน่งเชิงกายวิภาคที่ถูกต้องระหว่างกระบวนการสมานแผล แผ่นยึด (Plates) มักจะยึดติดกับผิวกระดูกโดยใช้สกรูชนิด cortical หรือ cancellous และมีหลากหลายรูปร่างและขนาดเพื่อรองรับกระดูกแต่ละชนิดและลักษณะของรอยร้าวที่แตกต่างกัน

หลักการทางกลศาสตร์ที่อยู่เบื้องหลังระบบแผ่นยึดและสกรูคือการบีบอัด (compression) หรือการข้ามรอยร้าว (bridging) ขึ้นอยู่กับประเภทของรอยร้าว สำหรับรอยร้าวแบบขวางเรียบง่าย (simple transverse fracture) แผ่นยึดแบบบีบอัดสามารถกดชิ้นส่วนกระดูกทั้งสองชิ้นเข้าหากันอย่างแข็งแรง ซึ่งสร้างสภาวะที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการสมานแผลกระดูกโดยตรง แต่ในกรณีของรอยร้าวแบบแหลก (comminuted fractures) ที่มีชิ้นส่วนกระดูกหลายชิ้น แผ่นยึดแบบข้ามรอยร้าวจะวางพาดผ่านบริเวณที่ได้รับบาดเจ็บโดยไม่รบกวนชิ้นส่วนกระดูก จึงช่วยให้เกิดการสมานแผลแบบอ้อมผ่านการสร้างเนื้อเยื่อกระดูกใหม่ (callus formation)

จากมุมมองด้านวัสดุ แผ่นโลหะสมัยใหม่ส่วนใหญ่ผลิตจากโลหะผสมไทเทเนียมหรือเหล็กกล้าไร้สนิม ซึ่งทั้งสองชนิดนี้ให้อัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูงและมีคุณสมบัติทางชีวภาพที่เหมาะสม ทางเลือกวัสดุนั้นมักขึ้นอยู่กับข้อบ่งชี้ในการผ่าตัดเฉพาะ ลักษณะของผู้ป่วย และว่าอุปกรณ์ฝังจะใช้คงอยู่ถาวรหรือมีแผนจะถอดออกหลังการหายของแผล

เทคโนโลยีแผ่นยึดแบบล็อกในเวชศาสตร์การบาดเจ็บ

ความก้าวหน้าที่สำคัญประการหนึ่งในครอบครัวของแผ่นยึดและสกรู คือ การพัฒนาแผ่นยึดแบบล็อก ซึ่งมีรูสกรูที่เป็นเกลียว ทำให้สกรูสามารถล็อกเข้ากับแผ่นยึดได้ที่มุมคงที่ กลไกการล็อกนี้สร้างโครงสร้างมุมคงที่ ทำให้แผ่นยึดและสกรูทำหน้าที่ร่วมกันเป็นหนึ่งเดียวในการรับน้ำหนัก เทคโนโลยีการล็อกมีความสำคัญอย่างยิ่งในกระดูกที่เปราะบาง (osteoporotic bone) ซึ่งการยึดเกาะของสกรูแบบดั้งเดิมอาจไม่เพียงพอต่อการรักษาตำแหน่งของกระดูกที่หักไว้

The อุปกรณ์ปลูกกระดูก มีจำหน่ายในชุดยึดแบบล็อกสำหรับชิ้นส่วนขนาดเล็ก ซึ่งเป็นตัวอย่างที่โดดเด่นของการพัฒนาเทคโนโลยีนี้ให้มีความแม่นยำยิ่งขึ้นสำหรับการรักษาภาวะกระดูกหักบริเวณปลายกระดูกเรเดียส (distal radius fractures) บาดเจ็บที่มือและข้อมือ รวมถึงกรณีผู้ป่วยเด็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางของกระดูกเล็กลง ชุดเหล่านี้มักประกอบด้วยแผ่นยึด (plates) สกรูแบบล็อก (locking screws) สกรูคอร์ติคัล (cortical screws) และเครื่องมือเฉพาะที่เกี่ยวข้อง ซึ่งได้รับการคัดสรรมาอย่างดีเพื่อใช้ในการยึดตรึงอย่างแม่นยำ

แผ่นยึดแบบล็อกยังช่วยให้ศัลยแพทย์สามารถรักษาการยึดตรึงแบบชีวภาพ (biological fixation) ได้ในระดับหนึ่ง — หมายความว่า แผ่นยึดไม่จำเป็นต้องกดแน่นกับเนื้อเยื่อหุ้มกระดูก (periosteum) จึงช่วยรักษาการไหลเวียนของเลือดและลดความเสี่ยงต่อการตายของเนื้อเยื่อจากความร้อน (thermal necrosis) รวมถึงภาวะการสมานตัวของกระดูกช้า (delayed union) ข้อได้เปรียบเชิงชีวภาพนี้ทำให้ระบบแผ่นยึดแบบล็อกกลายเป็นทางเลือกอันดับต้นๆ ในการรักษาผู้ป่วยบาดเจ็บรุนแรงในศูนย์รักษาผู้ป่วยฉุกเฉินสมัยใหม่ทั่วโลก

สลักยึดในโพรงกระดูก

การแบ่งเบาภาระตามแนวแกนในภาวะกระดูกหักของกระดูกยาว

หมุดยึดภายในไขกระดูก (IM nails) คือ อุปกรณ์ปลูกกระดูก ใส่เข้าไปโดยตรงในช่องไขกระดูก (medullary canal) ของกระดูกยาว เช่น กระดูกต้นขา (femur), กระดูกหน้าแข้ง (tibia) และกระดูกต้นแขน (humerus) ซึ่งแตกต่างจากแผ่นยึด (plates) ที่วางอยู่บนผิวกระดูก ตะปูยึดแบบ IM จะอยู่ตามแนวแกนกลางของกระดูก ทำให้ตำแหน่งทางชีวกลศาสตร์สอดคล้องกับแนวรับน้ำหนักตามธรรมชาติของกระดูกมากกว่า สภาวะเชิงชีวกลศาสตร์นี้ช่วยให้ตะปูยึดสามารถแบ่งรับแรงตามแนวแกน (axial loads) ร่วมกับกระดูก แทนที่จะรับแรงทั้งหมดเพียงลำพัง จึงส่งเสริมกลไกการสมานแผลที่เป็นธรรมชาติมากขึ้น

ตะปูยึดแบบ IM ถูกใส่เข้าไปด้วยเทคนิคการผ่าตัดแบบรุกรานน้อย (minimally invasive technique) มักผ่านทางเข้าขนาดเล็กที่ปลายหนึ่งของกระดูก จากนั้นจะใช้สกรูยึดแนวนอน (interlocking screws) ยึดผ่านตะปูยึดทั้งที่ปลายใกล้หัว (proximal end) และปลายไกลหัว (distal end) เพื่อควบคุมการหมุนและป้องกันการหดสั้นของกระดูก โครงสร้างตะปูยึดแบบล็อกนี้ถือเป็นมาตรฐานการรักษาสำหรับกระดูกหักบริเวณส่วนกลาง (diaphyseal fractures) หลายชนิด เนื่องจากสามารถให้การยึดตรึงที่เชื่อถือได้พร้อมกับการรบกวนเนื้อเยื่ออ่อนน้อยที่สุด

ข้อได้เปรียบทางคลินิกของการใช้เข็มโลหะแบบ intramedullary (IM) มีความชัดเจนอย่างยิ่งในกรณีกระดูกต้นขาหักบริเวณก้านกระดูก (femoral shaft fractures) ซึ่งเป็นบริเวณที่รับแรงกดสูงสุด และการเริ่มเคลื่อนไหวร่างกายตั้งแต่ระยะแรกหลังผ่าตัดมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการป้องกันภาวะแทรกซ้อน เช่น ลิ่มเลือดอุดตันในหลอดเลือดดำลึก (deep vein thrombosis) และปอดอักเสบ (pneumonia) ความสามารถในการเริ่มลงน้ำหนัก (weight-bearing) ได้ทันทีหลังการผ่าตัด ถือเป็นข้อได้เปรียบหลักประการหนึ่งที่เข็มโลหะแบบ IM ให้เหนือวิธีการตรึงด้วยแผ่นโลหะ (plate-based alternatives) ในหลายกรณีของกระดูกยาว

ความหลากหลายของการออกแบบเข็มโลหะและการเลือกใช้ทางคลินิก

เข็มโลหะแบบ IM ไม่ใช่อุปกรณ์ชนิดเดียวที่มีรูปแบบคงที่ แต่มีหลายรูปแบบที่ออกแบบมาเฉพาะสำหรับกระดูกแต่ละชนิดและตำแหน่งที่เกิดกระดูกหัก โดยเข็มโลหะแบบ antegrade จะถูกสอดเข้าไปจากปลายกระดูกด้าน proximal ส่วนเข็มโลหะแบบ retrograde จะถูกสอดเข้าไปจากปลายกระดูกด้าน distal ความแตกต่างระหว่างสองวิธีนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อรูปแบบการหักใกล้ข้อต่อ (joint) เนื่องจากวิธีใดวิธีหนึ่งอาจช่วยรักษาความสมบูรณ์ของผิวข้อ (articular integrity) ได้ดีกว่าวิธีที่เหลือ

ตะปูแบบเซฟาโลเมดุลลารี (Cephalomedullary nails) มีใบมีดหรือสกรูบริเวณส่วนปลายด้านใกล้ที่ยื่นเข้าไปในหัวกระดูกต้นขา ทำให้เป็นอุปกรณ์ฝังที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการรักษาภาวะกระดูกหักบริเวณอินเทอร์โทรแคนเทอริก (intertrochanteric) และซับโทรแคนเทอริก (subtrochanteric) ของสะโพก ตะปูชนิดนี้รวมคุณสมบัติในการรับน้ำหนักแบบแบ่งเบาภาระ (load-sharing) ของอุปกรณ์ฝังในช่องไขกระดูก (IM device) เข้ากับการควบคุมการหมุนที่จำเป็นเพื่อคงความมั่นคงของภาวะกระดูกหักรอบข้อ (periarticular fractures) บริเวณส่วนปลายด้านบนของกระดูกต้นขา

การเลือกวัสดุสำหรับตะปูฝังในช่องไขกระดูก (IM nails) ใช้หลักพิจารณาเช่นเดียวกับการเลือกวัสดุสำหรับแผ่นยึดกระดูก (plates) — โดยไทเทเนียมเป็นวัสดุที่นิยมใช้มากกว่าในกรณีที่ต้องคำนึงถึงความเข้ากันได้กับการตรวจด้วยเครื่อง MRI หรือเมื่อมีแนวโน้มว่าจะต้องคงอุปกรณ์ฝังไว้ในร่างกายเป็นระยะเวลานาน ทั้งเส้นผ่านศูนย์กลางและความยาวของตะปูต้องมีการวางแผนล่วงหน้าอย่างระมัดระวังก่อนผ่าตัดโดยอาศัยภาพถ่ายทางการแพทย์ เพื่อให้มั่นใจว่าตะปูจะพอดีกับช่องไขกระดูก (medullary canal) อย่างเหมาะสม โดยไม่ก่อให้เกิดความเครียดสะสมบริเวณผนังกระดูก (cortical stress concentrations) ที่ปลายของตะปู

เครื่องยึดภายนอก

การตรึงชั่วคราวและการตรึงอย่างถาวรภายนอกร่างกาย

เครื่องตรึงกระดูกภายนอก (External fixators) จัดเป็นหมวดหมู่หนึ่งของ อุปกรณ์ปลูกกระดูก ที่ให้การคงรูปกระดูกจากการยึดภายนอกผิวหนัง ต่างจากแผ่นยึด (plates) และหมุดยึด (nails) ซึ่งฝังเข้าไปในร่างกายอย่างสมบูรณ์ ตัวยึดภายนอกใช้หมุดหรือลวดที่สอดผ่านผิวหนังและกระดูก (percutaneous pins or wires) แล้วเชื่อมต่อกับโครงสร้างภายนอก (external frame) ออกแบบนี้ทำให้ตัวยึดภายนอกเหมาะอย่างยิ่งสำหรับสถานการณ์ที่การยึดภายในไม่ปลอดภัยหรือไม่สามารถปฏิบัติได้จริง

ข้อบ่งชี้ทั่วไปในการใช้ตัวยึดภายนอกในผู้ป่วยบาดเจ็บ ได้แก่ กระดูกหักแบบเปิดที่มีการปนเปื้อนของเนื้อเยื่ออ่อนอย่างรุนแรง กระดูกหักแบบแตกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยมาก (highly comminuted fractures) ซึ่งจำเป็นต้องใช้ตัวยึดข้ามข้อต่อ การรักษาทางเวชศาสตร์กระดูกเพื่อควบคุมภาวะฉุกเฉิน (damage control orthopedics) ในผู้ป่วยที่ได้รับบาดเจ็บหลายระบบ (polytrauma) และกรณีที่การผ่าตัดหลักต้องเลื่อนออกไปเนื่องจากความไม่เสถียรของระบบต่างๆ ทั่วร่างกาย ในสถานการณ์เหล่านี้ ตัวยึดภายนอกสามารถฟื้นคืนความยาว แนวจัดเรียง และการหมุนของกระดูกได้อย่างรวดเร็ว โดยไม่ต้องสัมผัสบริเวณแผลด้วยวัสดุยึด

เครื่องยึดกระดูกภายนอกแบบทันสมัยใช้โครงสร้างโมดูลาร์ที่ทำจากคาร์บอนไฟเบอร์หรืออลูมิเนียม ซึ่งช่วยให้ศัลยแพทย์สามารถปรับการจัดแนวหลังการผ่าตัดได้ ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญในการจัดการบาดแผลรอบข้อที่มีความซับซ้อน บางระบบถูกออกแบบมาเพื่อเปลี่ยนไปสู่การยึดกระดูกอย่างถาวรหลังจากเนื้อเยื่ออ่อนฟื้นตัวแล้ว โดยในขั้นตอนนั้นโครงสร้างภายนอกจะถูกแทนที่ด้วยอุปกรณ์ยึดภายใน

เครื่องยึดกระดูกภายนอกแบบวงกลมและแบบแหวนสำหรับกรณีที่มีความซับซ้อน

เครื่องยึดกระดูกภายนอกแบบวงกลม เช่น โครงสร้างอิลิซาโรฟ (Ilizarov frame) และรุ่นที่พัฒนาต่อยอดจากมัน ใช้แหวนจำนวนหนึ่งเชื่อมต่อกันด้วยแท่งเกลียวและลวดที่ตึง เพื่อให้ได้การยึดกระดูกที่มีความมั่นคงสูงมากโดยสัมผัสกับกระดูกน้อยที่สุด ระบบเหล่านี้มีคุณค่าอย่างยิ่งในการจัดการภาวะกระดูกไม่สมาน (nonunions), ภาวะกระดูกสมานผิดรูป (malunions), การเคลื่อนย้ายกระดูก (bone transport) หลังจากมีการสูญเสียส่วนของกระดูก (segmental defects) และบาดแผลรอบข้อที่มีความซับซ้อนซึ่งต้องการการปรับตำแหน่งอย่างแม่นยำในหลายระนาบ

หลักการชีวกลศาสตร์ของการตรึงแบบวงกลมแตกต่างอย่างมากจากการตรึงภายนอกแบบหนึ่งระนาบแบบดั้งเดิม ลวดละเอียดเมื่อถูกดึงให้มีแรงตึงที่เหมาะสม จะสร้างโครงสร้างการตรึงที่มั่นคง ซึ่งสามารถทนต่อการเคลื่อนไหวเล็กน้อยตามแนวแกน (axial micromotion) ได้ ซึ่งมีหลักฐานแสดงว่าการเคลื่อนไหวเล็กน้อยนี้กระตุ้นการสร้างเนื้อเยื่อแคลลัสและส่งเสริมการสมานของกระดูกหัก การเคลื่อนไหวเล็กน้อยที่ควบคุมได้นี้ขัดแย้งกับความแข็งแกร่งแบบไร้การเคลื่อนไหวของวิธีการตรึงภายใน และเป็นกลยุทธ์การรักษาที่ออกแบบมาอย่างตั้งใจให้ต่างออกไป

เครื่องตรึงภายนอกในทุกรูปแบบมีความสำคัญ อุปกรณ์ปลูกกระดูก ต่อเครื่องมือของศัลยแพทย์เฉพาะทางด้านบาดแผล โดยทำหน้าที่เชื่อมช่องว่างระหว่างการทรงตัวฉุกเฉินกับการผ่าตัดฟื้นฟูขั้นสุดท้าย ความหลากหลายของเครื่องตรึงภายนอก ร่วมกับความสามารถในการใช้งานนอกเส้นทางการฝังอุปกรณ์แบบดั้งเดิม ทำให้เครื่องมือนี้ยังคงมีบทบาทสำคัญอย่างต่อเนื่อง แม้ว่าเทคโนโลยีการตรึงภายในจะพัฒนาไปอย่างต่อเนื่อง

สกรูแบบกลวงและลวด K-Wire

อุปกรณ์ตรึงขนาดเล็กแต่มีความสำคัญยิ่ง

สกรูแบบกลวงและลวดคิร์ชเนอร์ (K-wires) เป็นหนึ่งในอุปกรณ์ตรึงที่มีขนาดเล็กที่สุด แต่กลับถูกใช้งานบ่อยที่สุด อุปกรณ์ปลูกกระดูก ในการผ่าตัดรักษาบาดแผลฉุกเฉิน ไขควงแบบกลวง (Cannulated screws) มีลักษณะเป็นหลอดกลวงและออกแบบมาให้สอดเข้าไปรอบสายนำทาง (guidewire) ซึ่งช่วยให้สามารถระบุตำแหน่งได้อย่างแม่นยำภายใต้การควบคุมด้วยเครื่องเอกซเรย์เคลื่อนไหว (fluoroscopic guidance) ไขควงชนิดนี้มีประสิทธิภาพสูงโดยเฉพาะในการตรึงกระดูกที่หักแบบเจาะผ่านผิวหนัง (percutaneous fixation) ของกระดูกหักขนาดเล็ก บาดแผลที่แผ่นกระดูกอ่อนปลายกระดูก (epiphyseal injuries) ในเด็ก และกระดูกหักในบริเวณที่มีโครงสร้างจำกัด เช่น กระดูกฝ่ามือ (scaphoid) คอกระดูกต้นขา (femoral neck) และกระดูกส้นเท้า (calcaneus)

ลักษณะการผ่าตัดแบบรุกรานน้อย (minimally invasive) ของการตรึงด้วยไขควงแบบกลวงทำให้เหมาะสมอย่างยิ่งกับการรักษากระดูกหักในเนื้อกระดูกพรุนที่มีระบบไหลเวียนโลหิตดี (well-vascularized cancellous bone) โดยแรงบีบอัดที่เกิดจากไขควงเพียงอย่างเดียวก็เพียงพอที่จะรักษาตำแหน่งของกระดูกที่หักไว้ได้โดยไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์เสริมเพิ่มเติม ในกรณีกระดูกหักที่คอกระดูกต้นขา การใช้ไขควงแบบกลวงสามตัวจัดเรียงเป็นรูปสามเหลี่ยมจะให้ความมั่นคงต่อการหมุน (rotational stability) พร้อมทั้งยังอนุญาตให้เกิดแรงบีบอัดแบบเลื่อน (sliding compression) ซึ่งจำเป็นต่อกระบวนการสมานกระดูกแบบการบีบอัด (impaction healing)

ลวด K เป็นลวดโลหะเรียบ บาง และมีปลายแหลม ซึ่งสามารถใช้ยึดชั่วคราวระหว่างการผ่าตัด หรือใช้เป็นกลยุทธ์การยึดอย่างถาวรสำหรับชิ้นส่วนกระดูกขนาดเล็ก ลวดชนิดนี้มีราคาไม่สูง ง่ายต่อการใส่และถอดออก และมีให้เลือกหลายขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง ในกรณีบาดเจ็บในเด็ก ลวด K เป็นเครื่องมือหลักในการยึดเนื่องจากความเข้ากันได้กับกระดูกที่กำลังเจริญเติบโต และสามารถถอดออกได้โดยไม่ก่อให้เกิดบาดแผลรองที่รุนแรง

การผูกสายลวดแบบแรงตึง (Tension Band Wiring) และโครงสร้างสกรูเสริม

ในตำแหน่งกายวิภาคบางแห่ง ลวด K จะถูกนำมาใช้ร่วมกับลวดรัดรอบ (cerclage wire) ด้วยเทคนิคที่เรียกว่า การผูกสายลวดแบบแรงตึง ซึ่งโครงสร้างนี้จะเปลี่ยนแรงดึงที่กระทำต่อชิ้นส่วนกระดูกที่ถูกดึงหลุด (avulsion fragment) — เช่น บริเวณข้อศอก (olecranon) หรือกระดูกสะบ้า (patella) — ให้กลายเป็นแรงกดที่จุดรอยร้าวของกระดูก เทคนิคการผูกสายลวดแบบแรงตึงจัดเป็นหนึ่งในวิธีแก้ปัญหาที่มีประสิทธิภาพทางชีวกลศาสตร์สูงสุดในการผ่าตัดรักษาผู้ป่วยบาดเจ็บ โดยเปลี่ยนแรงดึงจากกล้ามเนื้อให้กลายเป็นแรงกดเพื่อส่งเสริมการสมานของกระดูก

สกรูแบบกลวง (Cannulated screws) ยังสามารถใช้ร่วมกับอื่นๆ ได้ อุปกรณ์ปลูกกระดูก เพื่อเสริมการยึดตรึงในการสร้างโครงสร้างใหม่ที่ซับซ้อน ตัวอย่างเช่น สกรูแบบกลวง (cannulated screw) อาจใช้ร่วมกับแผ่นรองรับ (buttress plate) เพื่อป้องกันไม่ให้ชิ้นส่วนกระดูกบริเวณปลายบนของกระดูกหน้าแข้งหมุนเคลื่อน หรือใช้ร่วมกับการปลูกถ่ายกระดูก (bone graft) เพื่อเสริมการยึดตรึงในกระดูกที่เปราะบางจากภาวะกระดูกพรุน ซึ่งมีความสามารถในการยึดจับของสกรูต่ำ

ความหลากหลายของขนาด ลักษณะเกลียว และเส้นผ่านศูนย์กลางของรูกลวง (cannulation) ที่มีให้เลือกในปัจจุบัน สะท้อนถึงระดับของการปรับแต่งเฉพาะบุคคลที่สามารถทำได้สูงมากในการยึดตรึงกระดูกจากบาดแผล การเลือกสกรูที่มีรูปทรงเรขาคณิตเหมาะสมกับความหนาแน่นของกระดูก รูปร่างของรอยร้าว และความคาดหวังต่อการสมานตัวของกระดูกในแต่ละผู้ป่วย คือทักษะเชิงลึกที่แยกแยะศัลยแพทย์ผู้เชี่ยวชาญด้านบาดแผลและห้องผ่าตัดที่มีอุปกรณ์ครบครัน

อุปกรณ์ฝังทดแทนข้อในกรณีบาดแผลเฉียบพลัน

เมื่อการสร้างโครงสร้างใหม่ไม่เพียงพอ

ในบางสถานการณ์ที่เกิดจากบาดแผล ความรุนแรงของความเสียหายต่อผิวข้อหรือการสูญเสียเนื้อกระดูกอาจรุนแรงเกินกว่าจะใช้กลยุทธ์การตรึงแบบทั่วไปได้ ในกรณีเช่นนี้ การเปลี่ยนข้อบางส่วนหรือทั้งหมดจึงกลายเป็นการแทรกแซงที่เหมาะสม ซึ่งอุปกรณ์ปลูกถ่ายสำหรับการผ่าตัดเปลี่ยนข้อ (arthroplasty implants) ที่ใช้ในบริบทของบาดแผล — ต่างจากกรณีที่ทำการเปลี่ยนข้อแบบเลือกได้ (elective joint replacement) สำหรับโรคข้ออักเสบ — จะต้องตอบสนองความต้องการที่แตกต่างออกไปเล็กน้อย ได้แก่ ความเข้ากันได้กับสภาพแวดล้อมของการผ่าตัดฉุกเฉิน ความพร้อมใช้งานในหลากหลายขนาด และความทนทานในผู้ป่วยที่อาจอยู่ภายใต้ความเครียดทางสรีรวิทยา

การผ่าตัดเปลี่ยนหัวกระดูกต้นขาเพียงฝั่งเดียว (hemiarthroplasty of the femoral head) เป็นตัวอย่างคลาสสิกของการประยุกต์ใช้การผ่าตัดเปลี่ยนข้อในภาวะบาดแผลเฉียบพลัน สำหรับผู้สูงอายุที่มีภาวะกระดูกคอต้นขาหักแบบเคลื่อนที่ (displaced femoral neck fractures) ความเสี่ยงของการเกิดภาวะเนื้อเยื่อตายจากขาดเลือด (avascular necrosis) หลังการตรึงภายในทำให้การใช้ข้อเทียมแทนที่เป็นทางเลือกที่น่าเชื่อถือมากกว่า ข้อเทียมสำหรับหัวกระดูกต้นขาช่วยคืนความยาวของแขนขาและฟื้นฟูหน้าที่ของข้อ ขณะเดียวกันก็หลีกเลี่ยงความไม่แน่นอนทางชีวภาพของการสมานตัวของกระดูกที่เสื่อมสภาพ

เหล่านี้ อุปกรณ์ปลูกกระดูก ถูกออกแบบมาเพื่อผสานเข้ากับโครงสร้างกายวิภาคที่มีอยู่แล้ว — โดยทั่วไปคือกระดูกบริเวณแอซีแทบูลัม (acetabulum) ในการรักษาภาวะข้อสะโพก — โดยไม่จำเป็นต้องทำการสร้างผิวข้อทั้งสองด้านขึ้นใหม่ทั้งหมด ความสามารถในการทำให้ผู้ป่วยสามารถเคลื่อนไหวได้อย่างรวดเร็วหลังการผ่าตัดฮีเมียร์โทรพลาสตี (hemiarthroplasty) ถือเป็นประโยชน์ทางคลินิกที่สำคัญยิ่ง โดยเฉพาะในกลุ่มผู้สูงอายุ ซึ่งภาวะนอนนิ่งเป็นเวลานานอาจก่อให้เกิดความเสี่ยงอย่างมากต่อภาวะแทรกซ้อนด้านหัวใจและหลอดเลือด รวมทั้งภาวะลิ่มเลือดอุดตัน

การเปลี่ยนข้อศอกและข้อไหล่แบบครบวงจรในผู้ป่วยที่ได้รับบาดเจ็บ

ภาวะกระดูกหักที่มีเศษกระดูกจำนวนมาก (highly comminuted fractures) ของปลายกระดูกต้นแขนส่วนล่าง (distal humerus) หรือปลายกระดูกต้นแขนส่วนบน (proximal humerus) ในผู้สูงอายุ ถือเป็นสถานการณ์หนึ่งที่การเปลี่ยนข้อศอกหรือข้อไหล่แบบครบวงจรอาจเป็นทางออกที่เหมาะสมที่สุด เนื่องจากรูปแบบของการหักในกรณีเหล่านี้มักทำให้การฟื้นฟูโครงสร้างกระดูกตามธรรมชาติเป็นไปได้ยากมาก ขณะเดียวกัน คุณภาพของกระดูกที่คาดการณ์ไว้ก็อาจไม่เพียงพอที่จะรองรับสกรูและแผ่นยึดหลายตัวที่จำเป็นสำหรับการตรึงกระดูกอย่างมั่นคง

การผ่าตัดเปลี่ยนข้อไหล่แบบกลับด้านทั้งหมด (Reverse total shoulder arthroplasty) ได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นอย่างมากในการรักษาผู้ป่วยที่ประสบภาวะกระดูกหักบริเวณส่วนปลายบนของกระดูกต้นแขน (proximal humeral fractures) ในผู้สูงอายุในสถานการณ์ฉุกเฉิน โดยให้ผลลัพธ์ด้านการทำงานที่เชื่อถือได้แม้ในกรณีที่กล้ามเนื้อหมุน (rotator cuff) เสียหายหรือไม่สามารถยึดกระดูกทูเบอร์โรซิตี้ (tuberosities) ได้อย่างมั่นคง การออกแบบชนิดนี้กลับตำแหน่งของโครงสร้างลูกบอล-เบ้า (ball-and-socket) ตามธรรมชาติ เพื่อย้ายจุดศูนย์กลางของการหมุนเข้ามาทางด้าน medial ซึ่งช่วยชดเชยภาวะ rotator cuff deficiency และอาศัยกล้ามเนื้อเดลทอยด์ (deltoid muscle) แทนในการยกแขน

การใช้การผ่าตัดเปลี่ยนข้อ (arthroplasty-based) อุปกรณ์ปลูกกระดูก ในสถานการณ์ฉุกเฉินจำเป็นต้องมีการคัดเลือกผู้ป่วยอย่างระมัดระวัง การวางแผนก่อนผ่าตัดอย่างละเอียด และการเข้าถึงระบบอุปกรณ์แบบโมดูลาร์ที่มีขนาดเหมาะสม ทีมศัลยแพทย์จำเป็นต้องมีอุปกรณ์ที่หลากหลาย ได้แก่ ก้านยึด (stem) ที่มีความยาวต่างกัน หัวข้อ (head offsets) ที่มีระยะต่างกัน และขนาดของ glenosphere หรือ acetabular cup ที่หลากหลาย เพื่อรองรับความแปรผันของกายวิภาคที่พบได้บ่อยในกรณีฉุกเฉิน

คำถามที่พบบ่อย

อุปกรณ์ฝังทางออร์โธปิดิกส์ (orthopedic implant) ชนิดใดที่ใช้บ่อยที่สุดในการผ่าตัดรักษาภาวะบาดเจ็บ (trauma surgery)?

แผ่นกระดูกและสกรู รวมถึงระบบแผ่นยึดแบบล็อก (locking plate systems) เป็นอุปกรณ์ฝังทางออร์โธปิดิกส์ที่ใช้บ่อยที่สุดในการผ่าตัดรักษาบาดแผล เนื่องจากมีความหลากหลายในการใช้งานกับประเภทของกระดูกหักและตำแหน่งกายวิภาคที่แตกต่างกันอย่างกว้างขวาง ส่วนตะปูยึดในโพรงไขกระดูก (intramedullary nails) ก็ถูกใช้อย่างแพร่หลายเช่นกัน โดยเฉพาะสำหรับกระดูกหักบริเวณส่วนกลางของกระดูกต้นขาและกระดูกหน้าแข้ง ทั้งนี้ 'อุปกรณ์ฝังที่พบบ่อยที่สุด' ขึ้นอยู่กับตำแหน่งกายวิภาคและรูปแบบของกระดูกหักที่กำลังได้รับการรักษาเป็นหลัก

แผ่นยึดแบบล็อกต่างจากแผ่นกระดูกมาตรฐานอย่างไร?

แผ่นยึดแบบล็อกแตกต่างจากแผ่นกระดูกมาตรฐานตรงที่รูสำหรับสกรูบนแผ่นมีเกลียวภายในซึ่งจับคู่กับเกลียวที่หัวสกรู ทำให้เกิดโครงสร้างที่ถูกล็อกมุมคงที่ ในขณะที่แผ่นมาตรฐานอาศัยแรงเสียดทานระหว่างแผ่นกับพื้นผิวกระดูกเพื่อรักษาความมั่นคง แต่แผ่นยึดแบบล็อกจะสร้างหน่วยเชิงกลที่แข็งแรงและมั่นคงระหว่างแผ่นกับสกรู ด้วยเหตุนี้ แผ่นยึดแบบล็อกจึงมีประสิทธิภาพสูงกว่ามากในกระดูกที่มีภาวะกระดูกพรุน และในบริเวณกระดูกหักใกล้ข้อ (periarticular fractures) ที่การยึดเกาะของสกรูมีข้อจำกัด

เมื่อใดที่ควรใช้เครื่องยึดกระดูกภายนอกแทนการยึดกระดูกภายใน

เครื่องยึดกระดูกภายนอกมักถูกเลือกใช้เมื่อการยึดกระดูกภายในก่อให้เกิดความเสี่ยงที่ยอมรับไม่ได้ เช่น ในกรณีกระดูกหักแบบเปิดที่มีเนื้อเยื่ออ่อนปนเปื้อน ผู้ป่วยที่ประสบภาวะบาดเจ็บหลายระบบ (polytrauma) ซึ่งต้องเข้ารับการผ่าตัดเพื่อควบคุมความเสียหาย (damage control surgery) หรือในกรณีที่มีอาการบวมอย่างรุนแรงจนทำให้การเย็บปิดแผลเหนืออุปกรณ์ยึดกระดูกภายในไม่ปลอดภัย นอกจากนี้ยังใช้ในกรณีที่การผ่าตัดเพื่อฟื้นฟูโครงสร้างกระดูกอย่างสมบูรณ์จำเป็นต้องเลื่อนออกไปเนื่องจากสภาพร่างกายโดยรวมของผู้ป่วย หรือเมื่อจำเป็นต้องแก้ไขความผิดรูปที่ซับซ้อนซึ่งต้องอาศัยการปรับค่อยเป็นค่อยไป

สามารถถอดอุปกรณ์เวชภัณฑ์ทางกระดูกและข้อออกได้หลังจากกระดูกสมานแล้วหรือไม่

อุปกรณ์ฝังในทางออร์โธปิดิกส์หลายชนิดสามารถถอดออกได้หลังการสมานของกระดูกหัก อย่างไรก็ตาม การตัดสินใจถอดอุปกรณ์เหล่านี้ขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย ได้แก่ อาการที่ผู้ป่วยมี ตำแหน่งที่อุปกรณ์ถูกฝัง อายุของผู้ป่วย รวมทั้งอุปกรณ์นั้นก่อให้เกิดการระคายเคืองเนื้อเยื่ออ่อนหรือรบกวนการทำงานของข้อต่อหรือไม่ สำหรับเด็ก การถอดอุปกรณ์มักวางแผนไว้ล่วงหน้าเป็นส่วนหนึ่งของแนวทางการรักษา เพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบต่อการเจริญเติบโตของโครงสร้างกระดูก ในผู้ใหญ่ อุปกรณ์ที่ไม่ก่อให้เกิดอาการมักคงทิ้งไว้ถาวร ส่วนอุปกรณ์ที่อยู่ในตำแหน่งที่เห็นชัดและก่อให้เกิดความไม่สบายอาจถูกถอดออกตามความสมัครใจหลังจากยืนยันว่ากระดูกสมานแล้ว