Luận án tiến sĩ: Độ vững của cọc ép ren ngược chiều cải biên trong điều trị gãy hở xương chày - Phạm Ngọc Thắng (Học viện Quân Y)

Điều trị gãy hở xương chày bằng cọc ép ren ngược chiều. Nghiên cứu độ vững, kỹ thuật phẫu thuật cải biên và hiệu quả lâm sàng của phương pháp.

• Tác giả: Phạm Ngọc Thắng
• Người hướng dẫn: GS. Nguyễn Tiến Bình
• Trường học: Học viện Quân y
• Chuyên ngành: Ngoại khoa
• Đề tài: Nghiên cứu độ vững của cọc ép ren ngược chiều cải biên trên thực nghiệm, kết quả điều trị gãy hở xương chày và biến chứng
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ y học
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan về gãy hở xương chày và phương pháp điều trị cố định ngoài

Gãy hở xương chày là loại tổn thương nặng, thường gặp trong chấn thương chỉnh hình. Xương chày nằm nông dưới da, lớp phần mềm che phủ mỏng, nên khi gãy dễ gây tổn thương phần mềm và lộ xương ra ngoài. Điều này tạo nguy cơ nhiễm khuẩn cao, đồng thời gây khó khăn trong điều trị.

Phân loại gãy hở theo tiêu chuẩn quốc tế dựa trên mức độ tổn thương phần mềm. Phân loại AO và Gustilo-Anderson được sử dụng phổ biến. Các trường hợp gãy độ III thường đi kèm tổn thương mạch máu, thần kinh và mô mềm trầm trọng.

Điều trị gãy hở xương chày gồm nhiều bước: dùng kháng sinh, xử trí vết thương, cố định xương và điều trị biến chứng. Cố định ngoài (CĐN) là phương pháp được chỉ định trong cấp cứu do thực hiện nhanh, ít xâm lấn, tránh tổn thương thêm phần mềm. Đinh Schantz được khoan qua da vào xương, giúp cố định ổ gãy từ bên ngoài. CĐN phù hợp cho gãy hở có tổn thương phần mềm nặng, đặc biệt khi cần bảo tồn sinh phần mềm để tạo hình che phủ về sau.

1.1. Đặc điểm giải phẫu xương chày liên quan đến gãy hở

Xương chày có đặc điểm giải phẫu đặc biệt khiến gãy hở dễ xảy ra và khó điều trị. Mặt trước trong xương chày chỉ được che phủ bởi da và mô dưới da, không có lớp cơ bảo vệ. Khi gãy, đầu xương dễ chọc thủng da gây lộ xương. Mạch máu nuôi dưỡng xương chày từ động mạch chày trước và sau, khi tổn thương mạch máu làm giảm tưới máu xương, dẫn đến chậm liền xương hoặc hoại tử xương. Đây là lý do điều trị gãy hở xương chày đòi hỏi kinh nghiệm cao và chiến thuật điều trị linh hoạt.

1.2. Phân loại và lựa chọn phương pháp cố định xương

Lựa chọn phương pháp cố định xương phụ thuộc mức độ gãy và tình trạng phần mềm. Đinh nội tủy (ĐNT) cho kết quả liền xương tốt, tỷ lệ nhiễm khuẩn thấp hơn (7% so với 14% của CĐN). Tuy nhiên, ĐNT không phù hợp cho giai đoạn cấp cứu khi phần mềm chưa ổn định. CĐN được dùng cố định thì đầu, sau đó chuyển sang ĐNT khi phần mềm ổn định. Chiến thuật hai thì này giúp kiểm soát nhiễm khuẩn đồng thời đảm bảo kết quả liền xương tốt hơn so với dùng một phương pháp duy nhất.

II. Phân tích hạn chế của cọc ép ren ngược chiều nguyên bản trong thực tiễn

Cọc ép ren ngược chiều (CERNC) nguyên bản được phát triển để nén ép hoặc căng dãn ổ gãy thông qua nguyên lý ren ngược chiều trên thanh liên kết. Khi xoay thanh liên kết, hai đầu đinh Schantz dịch chuyển ngược chiều nhau, tạo lực nén hoặc kéo tác động trực tiếp lên ổ gãy.

Tuy nhiên, CERNC nguyên bản bộc lộ nhiều hạn chế trong thực tiễn lâm sàng. Cấu trúc sử dụng hai thanh liên kết làm tăng thể tích khung CĐN, gây vướng víu và hạn chế vận động bệnh nhân. Bộ phận giữ đinh Schantz chỉ cố định đinh tại một điểm, làm giảm độ vững khi chịu lực.

Đối với gãy đầu xương, CERNC nguyên bản không có thiết kế phù hợp do vị trí hình lục lăng chỉ nằm tại trung điểm thanh liên kết. Điều này giới hạn khả năng ứng dụng, đặc biệt với các gãy phức tạp vùng đầu xương chày gần khớp gối và khớp cổ chân. Nghiên cứu của Phạm Ngọc Thắng tập trung giải quyết các hạn chế này thông qua cải biên cấu trúc CERNC.

2.1. Nguy cơ nhiễm khuẩn chân đinh và biến chứng cơ học

Nhiễm khuẩn chân đinh là biến chứng thường gặp nhất của CĐN, ảnh hưởng đến toàn bộ quá trình điều trị. Chân đinh tiếp xúc với môi trường bên ngoài qua da tạo đường xâm nhập vi khuẩn. Nếu nhiễm khuẩn nặng, phải rút đinh sớm làm mất cố định. Đinh có thể xuyên qua gân cơ gây hạn chế vận động khớp cổ chân. Chậm liền xương và khớp giả là biến chứng nghiêm trọng, kéo dài thời gian điều trị và tăng chi phí. Nghiên cứu ghi nhận tỷ lệ liền xương di lệch ở nhóm CĐN là 36%, cao hơn đáng kể so với ĐNT.

2.2. Hạn chế về cơ sinh học của khung cố định ngoài một bên

Khung CĐN một bên chịu lực lệch tâm, tạo mô men uốn tại ổ gãy khi bệnh nhân tỳ chân. Độ cứng của khung phụ thuộc đường kính đinh, khoảng cách từ đinh đến thanh liên kết và số lượng đinh. Khoảng cách từ thanh liên kết đến xương càng lớn, độ vững càng giảm. CERNC nguyên bản dùng hai thanh liên kết làm tăng khoảng cách này. Cải biên nhằm giảm số thanh liên kết xuống còn một, đồng thời giữ nguyên nguyên lý nén ép, giúp rút ngắn cánh tay đòn và tăng độ cứng tổng thể của khung cố định.

III. Phương pháp nghiên cứu độ vững CERNC cải biên trên thực nghiệm và lâm sàng

Luận án tiến sĩ của Phạm Ngọc Thắng tại Học viện Quân y (2021) nghiên cứu theo hai hướng song song: thực nghiệm và lâm sàng. Hướng thực nghiệm đo lường và so sánh độ vững cơ học giữa CERNC cải biên và CERNC nguyên bản trên mô hình xương giả.

CERNC cải biên có thiết kế đặc trưng: chỉ sử dụng một thanh liên kết đường kính 10mm, dài 300mm, bằng thép không gỉ 316L. Vị trí hình lục lăng được thiết kế linh hoạt: tại trung điểm thanh liên kết để cố định ổ gãy thân xương, hoặc lệch về vị trí 1/3–2/3 để cố định ổ gãy đầu xương. Bộ phận giữ đinh Schantz mới cố định đinh tại hai điểm thay vì một điểm, tăng đáng kể độ vững.

Phần lâm sàng nghiên cứu nhóm bệnh nhân gãy hở xương chày được điều trị bằng CERNC cải biên. Đánh giá dựa trên thời gian liền xương, tỷ lệ nhiễm khuẩn chân đinh, mức độ di lệch ổ gãy, hạn chế vận động khớp và kết quả chung.

3.1. Thiết kế CERNC cải biên và nguyên lý cơ học

CERNC cải biên giữ nguyên nguyên lý ren ngược chiều: xoay thanh liên kết theo chiều nhất định tạo lực nén hoặc căng dãn ổ gãy. Cờ lê 12mm được dùng để xoay thanh liên kết, bước ren 1mm đảm bảo điều chỉnh lực chính xác. Điểm cải biên quan trọng là thêm cung tròn trên khung, cho phép bố trí nhiều bộ phận giữ đinh Schantz ở các góc độ khác nhau. Điều này giúp cố định ổ gãy đầu xương vùng khó tiếp cận, nơi CERNC nguyên bản không thể thực hiện. Thiết kế một thanh liên kết thay hai thanh rút ngắn khoảng cách từ xương đến thanh liên kết, cải thiện cơ sinh học tổng thể.

3.2. Phương pháp đánh giá kết quả điều trị lâm sàng

Đánh giá kết quả lâm sàng dựa trên nhiều tiêu chí khách quan. Liền xương được xác định qua X-quang định kỳ, ghi nhận thời gian liền xương trung bình và tỷ lệ liền xương di lệch. Nhiễm khuẩn chân đinh được phân loại theo mức độ và thời điểm xuất hiện. Vận động khớp gối và cổ chân được đo bằng thước đo góc chuẩn. Thời điểm cho phép tỳ nén chi thể phản ánh độ vững thực tế của khung cố định. Kết quả chung được đánh giá theo thang điểm chức năng chi dưới, tổng hợp tất cả tiêu chí trên thành kết quả tốt, khá, trung bình và kém.

IV. Kết quả và ứng dụng lâm sàng của CERNC cải biên trong điều trị gãy hở

Kết quả thực nghiệm xác nhận CERNC cải biên đạt độ vững tương đương hoặc vượt trội so với CERNC nguyên bản trong cả hai trường hợp: cố định ổ gãy thân xương và ổ gãy đầu xương. Đặc biệt, với gãy đầu xương, CERNC cải biên mở ra khả năng cố định mà CERNC nguyên bản không thực hiện được do thiếu cấu kiện phù hợp.

Kết quả ứng dụng lâm sàng ghi nhận tỷ lệ liền xương cao, thời gian liền xương trong phạm vi chấp nhận được của y văn. Nhiễm khuẩn chân đinh xuất hiện nhưng được kiểm soát bằng chăm sóc đinh thường xuyên. Hầu hết bệnh nhân đạt vận động khớp gần mức bình thường sau hoàn thành điều trị.

CERNC cải biên có thể sử dụng như bộ dụng cụ cố định ngoài đa năng. Áp dụng cho gãy hở xương chày cấp cứu, gãy đầu xương phức tạp, và xử trí biến chứng nhiễm khuẩn sau kết xương bên trong. Thiết kế gọn nhẹ hơn CERNC nguyên bản giúp bệnh nhân vận động thuận tiện hơn trong quá trình điều trị.

4.1. Chiến thuật sử dụng CERNC cải biên trong điều trị đa giai đoạn

CERNC cải biên phù hợp chiến thuật điều trị hai thì: cố định ban đầu bằng CĐN, sau đó chuyển sang ĐNT khi phần mềm ổn định. Trong thì đầu, CERNC cải biên kiểm soát ổ gãy, bảo vệ phần mềm, tạo điều kiện tạo hình che phủ. Đinh Schantz được đặt tránh vùng phẫu thuật tạo hình. Sau khi phần mềm ổn định và nhiễm khuẩn được kiểm soát, chuyển sang ĐNT cho kết quả liền xương tốt hơn dài hạn. Chiến thuật này kết hợp ưu điểm của cả hai phương pháp, giảm tỷ lệ biến chứng so với chỉ dùng một phương pháp duy nhất.

4.2. Hạn chế của luận án và hướng nghiên cứu tiếp theo

Luận án thừa nhận một số hạn chế cần xem xét khi đánh giá kết quả. Cỡ mẫu lâm sàng cần mở rộng để tăng giá trị thống kê. Nghiên cứu so sánh trực tiếp giữa CERNC cải biên và các phương pháp khác trên cùng nhóm bệnh nhân sẽ cho bằng chứng thuyết phục hơn. Thời gian theo dõi dài hơn giúp đánh giá kết quả chức năng xa sau điều trị. Hướng nghiên cứu tiếp theo bao gồm tối ưu hóa vật liệu chế tạo, giảm trọng lượng khung cố định và phát triển phiên bản dành riêng cho trẻ em. Ứng dụng cho các xương dài khác ngoài xương chày cũng cần được thăm dò.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1. Đặc điểm giải phẫu xương chày và các thành phần giải phẫu liên quan đến gãy hở xương chày Ở cẳng chân có hai xương là xương chày và xương mác. Xương chày là xương chịu đến 9/10 trọng lực của cơ thể, đảm bảo chiều dài và giữ được trục cẳng chân. Khi gãy hai xương cẳng chân, đường hướng điều trị cho đến nay được công nhận là chỉ cần kết xương chày, chỉ tiến hành chỉnh trục, kết xương ổ gãy xương mác trong các trường hợp xương mác gãy thấp, ảnh hưởng đến độ vững của khớp cổ chân hoặc trong trường hợp ổ gãy xương chày được kết xương nhưng không vững, khi đó việc kết xương xương mác có vai trò tăng cường độ vững cho xương chày.

Xương chày nằm ở phía trước trong của cẳng chân, đầu trên tiếp với xương đùi bằng khớp gối, đầu dưới tiếp khớp với bàn chân qua khớp cổ chân. Ở đoạn 2/3 T, thân xương chày có hình lăng trụ tam giác, ở 1/3D xương chày hình lăng trụ tròn. Bởi vậy vị trí gãy xương thường gặp là nơi tiếp giáp giữa đoạn 1/3G và 1/3D. Mặt trước trong của xương chày chỉ được che phủ bởi lớp da và cân nên khi gãy xương da ở vùng này cũng rất dễ bị thương tổn, biến ổ gãy thành gãy hở do cơ ở khu sau và khu trước ngoài co làm gấp góc, đầu xương gãy chọc thủng da.

Khi có chấn thương trực tiếp vào mặt trước trong cẳng chân, gãy xương hở có thể làm tổn thương da, việc điều trị lành vết thương gặp khó khăn. Cũng có một số vạt da cân, vạt cơ cuống mạch liền có thể vươn tới để che phủ xương và ổ gãy xương. Ở 1/3D, xương chày được che phủ bởi da và các gân đi xuống bàn chân. Lớp da ở vị trí này đàn hồi rất kém nên khó đóng kín vết thương.

Khi không khép kín được vết thương, các phương pháp tạo hình tại chỗ rất khó thực hiện. Các vạt da cân, vạt cơ có cuống mạch liền tại chỗ khó có thể vươn tới được tổn thương, nhất là vùng thấp sát khớp cổ chân. Do đặc điểm phân bố phần mềm không cân đối nên cũng ảnh hưởng rất nhiều đến cách tiếp cận khi kết xương, tỷ lệ nhiễm khuẩn cao hơn so với các vị trí gãy xương hở khác. Phân loại gãy hở xương chày 1.

Phân loại gãy xương chày theo AO Cho đến nay, phân loại gãy thân xương chày phổ biến nhất là phân loại của AO/OTA. Cách phân loại này chia các gãy xương chày thành ba nhóm (hình 1. Nhóm A là loại gãy xương đơn giản, nhóm B là gãy xương hình nêm (fragmented wedge fractures) và nhóm C là gãy có nhiều mảnh rời. Phân loại gãy xương chày theo AO/OTA (Nguồn: theo Bode G.

và cộng sự (2012) [5]) Nhóm A lại được chia làm ba phân nhóm. Gãy loại A1 là gãy xoắn vặn, gãy loại A2 là gãy xiên vát chéo và gãy loại A3 là gãy ngang. Nhóm B cũng được chia làm ba phân nhóm. Gãy loại B1 là các gãy hình nêm xoắn vặn (spiral wedge), gãy loại B2 là gãy hình nêm cong (bending wedge) và gãy loại B3 là gãy có mảnh rời hình nêm (fragmented wedge).

Nhóm C cũng được chia thành ba phân nhóm. Gãy loại C1 là gãy xoắn vặn, gãy loại C2 là gãy có đoạn trung gian (segmental) và gãy loại C3 là gãy có nhiều mảnh rời (irregular). Phân loại gãy xương hở Để định hướng điều trị và tiên lượng, gãy xương hở được phân loại theo cách riêng. và cộng sự đã phân loại gãy hở [6].

Cách phân loại này được sử dụng khá phổ biến trên thế giới. Đây là cách phân loại dựa vào mức độ tổn thương phần mềm. Tác giả phân loại các gãy xương hở thành ba nhóm. - Độ I: Vết thương có đường kính nhỏ hơn 1cm, do lực nhỏ tác động hoặc do đầu xương gãy chọc thủng da.

- Độ II: Vết thương lớn hơn 1cm, nhưng tổ chức phần mềm vẫn được nuôi dưỡng, có thể đóng kín vết thương. Nguyên nhân là do lực tác động từ bên ngoài. - Độ III: Vết thương phần mềm lớn có thể tổn khuyết hoặc mất nuôi dưỡng tổ chức phần mềm, thậm chí phải cắt cụt chi. và cộng sự đã đưa ra cách phân loại mới cho nhóm gãy hở độ III sau khi phân tích 87 ổ gãy hở độ III ở 75 trường hợp [7].

Tác giả đã chia gãy hở độ III gồm ba mức: - Độ IIIA: Phần mềm đủ để che phủ ổ gãy xương mặc dù tổn thương phần mềm rộng hoặc chấn thương lớn bất kể kích thước nào của vết thương. - Độ IIIB: Khuyết hổng phần mềm rộng, có bong lóc màng xương và lộ xương, đòi hỏi phải tạo hình phủ, Loại này thường bị ô nhiễm nặng nề. - Độ IIIC: Có kèm theo tổn thương thần kinh và mạch máu lớn. Cách phân loại của Gustilo và Anderson được chấp nhận rộng rãi trong thực hành lâm sàng và trong nghiên cứu.

Tuy nhiên trải qua thời gian, cách phân loại này cũng đã bộc lộ những nhược điểm. Đó là không đánh giá chi tiết tổn thương xương và phần mềm. Trên thực tế, mức độ tổn thương phần mềm không tương ứng với kích thước của vết thương. Một vết thương rất lớn do vật sắc nhọn nhưng mức độ dập nát đôi khi lại rất ít, có tiên lượng tốt.

Kích thước những vết thương ở trẻ em không thể được đánh giá như ở người lớn vì trẻ em có cơ thể nhỏ hơn. Khi người bệnh đã được xử trí ở tuyến trước thì việc đánh giá tiên lượng tổn thương gãy xương hở cũng không còn chính xác vì khi đó kích thước vết thương đã thay đổi. Nhiều nghiên cứu cũng chỉ ra rằng kích thước vết thương không phản ánh đầy đủ mức độ tổn thương phần mềm, ví dụ như vết thương gãy xương hở do đạn thẳng hoặc do mảnh phá. Mới đây Hiệp hội Chấn thương Chỉnh hình (Orthopaedic Trauma Association - OTA) đã đưa ra cách phân loại gãy hở mới [8].

Cách phân loại do tác giả là Larry Marsh đề nghị. Phân loại này dựa vào năm đặc tính chủ yếu là tổn thương da, tổn thương cơ, tổn thương động mạch, mức độ ô nhiễm và tình trạng mất xương. Nội dung phân loại thể hiện ở: - Tổn thương da + Mép vết thương gần nhau + Mép vết thương không gần nhau + Mép vết thương bong lóc rộng, rời xa - Tổn thương cơ + Cơ không bị hoại tử, chức năng cơ còn được bảo tồn, + Cơ bị tổn khuyết nhưng vẫn giữ được chức năng, một số vùng cơ bị hoại tử nhưng đơn vị gân cơ còn. + Cơ bị khuyết, hoại tử hoặc bị nhổ giật, làm mất chức năng của đơn vị vận động.

- Tổn thương động mạch + Không tổn thương mạch máu chính + Tổn thương mạch máu nhưng không có thiếu máu ngoại vi + Tổn thương mạch máu gây thiếu máu ngoại vi - Mức độ ô nhiễm, + Không bị ô nhiễm hoặc ô nhiễm mức độ ít, + Ô nhiễm ở bề mặt vết thương, + Ô nhiễm sâu vào đến xương hoặc phần mềm sâu. - Tổn thương xương + Không khuyết xương, + Mảnh xương không còn được nuôi dưỡng nhưng vẫn còn tiếp xúc với đầu gần hoặc đầu xa của ổ gãy. + Mất đoạn xương. Cách phân loại này được đánh giá sau khi đã bộc lộ xử trí vết thương, mức độ tổn thương được đánh giá chính xác hơn, tiên lượng sát hơn.

Tuy nhiên, ứng dụng trên thực tế khó hơn vì cách phân loại còn phức tạp, nhiều chi tiết phải đánh giá. Mặc dù còn những nhược điểm nhưng cách phân loại của Gustillo R. và cộng sự vẫn được sử dụng rộng rãi trong thực hành lâm sàng và trong nghiên cứu [7]. Đáng lưu ý là khi tham khảo các nghiên cứu cả ở trong và ngoài nước thì phân loại của Gustillo có nội dung không thống nhất.

Trong nghiên cứu này, chúng tôi tham khảo tài liệu gốc qua hai lần phát triển làm cơ sở trong nghiên cứu. Điều trị gãy hở xương chày Nguyên tắc điều trị được đưa ra ở nửa cuối của thế kỷ XX vẫn chưa thay đổi [6]. Điều trị bước đầu là để cố định tạm thời ổ gãy xương, sát khuẩn và băng bó vết thương, sử dụng kháng sinh và phòng uốn ván. Phẫu thuật kỳ đầu là cắt lọc vết thương, tưới rửa và cố định ổ gãy.

Phẫu thuật trì hoãn là khép vết thương hoặc tạo hình che phủ khuyết hổng. Các biện pháp điều trị bổ sung khác có thể được thực hiện như sử dụng kháng sinh tại chỗ, ghép xương, liệu pháp hút áp lực âm tính liên tục (VAC), hoặc là khâu vạt che phủ tổn thương. Sử dụng kháng sinh Các tác giả như Patzakis M.J và cộng sự. và cộng sự.

và cộng sự cho rằng yếu tố quan trọng nhất để hạn chế nhiễm khuẩn là sử dụng kháng sinh sớm [9], [10]. Trái lại, Gustilo R. và cộng sự lại cho rằng cắt lọc tổn thương là quan trọng nhất để đạt được kết quả tốt đối với gãy xương hở [6]. Các nghiên cứu chỉ ra liệu pháp kháng sinh sớm đóng vai trò chìa khóa trong dự phòng nhiễm khuẩn đối với gãy xương hở, hạn chế nguy cơ nhiễm khuẩn [9], [10], [11], [12].

Sử dụng kháng sinh được khuyến cáo dùng ngay sau khi bị thương. Các trường hợp được sử dụng kháng sinh trong 3 giờ đầu sau khi gãy hở thì tỷ lệ nhiễm khuẩn là 4,7%; nhưng các trường hợp được sử dụng kháng sinh sau 3 giờ bị gãy xương hở thì tỷ lệ nhiễm khuẩn tăng lên đến 7,4% trong 364 trường hợp bị gãy xương hở [9]. Vi khuẩn thường gặp là cầu khuẩn gram dương và các vi khuẩn gram âm. và cộng sự sử dụng kháng sinh Cephalosporine thế hệ thứ I có tỷ lệ nhiễm khuẩn thấp hơn (2,2%) so với khi sử dụng kết hợp Penicillin và Streptomycin (10%) [9].

Khi sử dụng phối hợp kháng sinh thì tỷ lệ nhiễm khuẩn trong nghiên cứu của họ là 4,6% (5/109 trường hợp), trong khi đó chỉ sử dụng Cephalosporine thì tỷ lệ nhiễm khuẩn là 13% (25/192 trường hợp). Ciprofloxacin cũng được khuyên sử dụng phối hợp với Cephalosporine đối với gãy xương hở độ III. và cộng sự kết hợp giữa kháng sinh đường tĩnh mạch và tại chỗ làm giảm tỷ lệ nhiễm khuẩn xuống còn 3,7% thay vì là 12% khi chỉ sử dụng kháng sinh toàn thân đường tĩnh mạch [13]. Xử trí vết thương 1.

Thời điểm can thiệp Mới đây, nhiều tranh luận về tầm quan trọng của thời điểm can thiệp và ảnh hưởng tới nhiễm khuẩn trong gãy hở xương chày. Một số tác giả cho rằng thời gian lâu hơn không quan trọng, trong khi đó các tác giả khác lại cho rằng vết thương gãy xương hở phải được xử trí trong vòng 6 giờ đầu.