Een externe fixator is een nuttig hulpmiddel bij de behandeling van fracturen en bepaalde moeilijke orthopedische problemen zoals ledemaatlengte discrepantie. Externe fixatie een nuttig hulpmiddel bij de behandeling van fracturen en in het geval van een bekkenfractuur kan het een primair levensreddend hulpmiddel zijn

Bij externe fixatie worden pinnen en/of draden percutaan in het bot ingebracht en op hun plaats gehouden door een extern frame.

Externe fixatie is het meest succesvol in oppervlakkige botten zoals het scheenbeen dan in diepere botten zoals het dijbeen of het opperarmbeen – hier is de kans op sepsis van het pengat groter.

Externe fixatoren bestaan uit modulaire componenten die worden samengevoegd tot een stabiele constructie tussen botfragmenten en een verstelbaar bundelsysteem. Het balksysteem wordt met het bot verbonden door middel van een aantal pinnen die in het bot worden geschroefd.

De techniek van externe fixatie werd in het midden van de 20e eeuw gepopulariseerd door Hoffman.

Indicaties voor het gebruik van externe fixatoren

• Limlengte discrepantie operaties
• Arthrodese
• Correctie van angulatoire of rotator misvorming
• Botsegment transport om de botspleet op te vullen
• Tijdelijke fixatie van open fracturen
  • Behoudt stabiliteit
  • Vermakkelijkt verband
  • Wanneer definitieve chirurgie om een of andere reden wordt uitgesteld
• Rapid Stabilization
  • Pelvic fixation om bloeding te stoppen
  • Rapid fixatie van polytrauma-patiënten
• Definitieve externe fixatie van fracturen vooral intraarticulaire fracturen
• Ligamentotaxis
• Het ledemaat in de gewenste positie brengen zoals bij zenuw- of peesreparatie
• Geïnfecteerde fracturen
• Burns

Voordelen van externe fixatie

• Voorziet in rigide fixatie wanneer andere vormen van immobilisatie niet haalbaar zijn
  • Bijvoorbeeld ernstige open fracturen
• Maakt compressie mogelijk, neutralisatie, of vaste distractie van de fractuurfragmenten.
• Maakt bewaking van ledematen en wondverzorging mogelijk zonder de uitlijning te verstoren
  • Verandering van verband
  • Huidtransplantatie
  • Botentransplantatie
  • Veelvuldig debridement en irrigatie
• Maakt mobilisatie van gewrichten mogelijk
• Maakt elevatie van ledematen mogelijk door ophangframe indien nodig
• Maakt vroege ambulatie van patiënt mogelijk
• Externe fixatoren veroorzaken minder verstoring van de weke delen, osseuze bloedtoevoer, en periosteum.

Nadelen van externe fixatie

• Risico op pin tract infectie
• Fractuur door pin tracten na frame verwijdering.
• Handig en vereist nauwgezette zorg.
• Stijfheid van het gewricht bij immobilisatie

Soorten externe fixatoren

In strikte zin zijn er twee soorten fixatoren – unilaterale en circulaire. Een combinatie van twee wordt hybride fixateur genoemd.

Unilaterale fixateur

Ze worden zo genoemd omdat ze zich over het algemeen van circulaire frames onderscheiden doordat ze aan één kant van het ledemaat worden geplaatst. Unilaterale frames maken het mogelijk dat het ledemaat functioneel blijft, voorkomen complicaties en zorgen voor benige stabiliteit

Twee meest voorkomende ontwerpen zijn de volumineuzere

Monobody ontwerpen

De monobody frames hebben een aanzienlijke intrinsieke stabiliteit als gevolg van hun zware en stijve ontwerp.

Pin-to-bar fixators.

Dit soort fixators maken gebruik van een combinatie van Schanz-schroeven, staven en klemmen die tot een constructie worden samengevoegd.

Circulaire fixators

Dit soort externe fixaties maakt gebruik van een constructie gevormd door cirkelvormige ringen, draden, verbindingsstangen en stutten. Dit is een zeer veelzijdig type externe fixator. Een gedeeltelijke ring wordt gewoonlijk gebruikt rond de proximale en rond de schouder en het proximale femur waar een volledige ring niet comfortabel zou passen.

Unilaterale of Modulaire AO Externe Fixator Assemblage

Componenten van deze fixator worden hieronder gegeven.

• Schanz-schroeven
• Verbindingsstangen
• Klemmen

Elk van de componenten kan in verschillende afmetingen worden geleverd om aan te passen aan de schaal van het bot waarop ze moeten worden toegepast en om variatie mogelijk te maken in de vorm en configuratie van de uiteindelijke bot-externe fixatorconstructie.

Schanz-schroeven

Schanz-schroeven zijn gedeeltelijk van schroefdraad voorziene pennen. Ze zijn verkrijgbaar in verschillende diameters en lengtes van de schacht en het schroefdraadgedeelte en met verschillende tips.

Standaardschroeven hebben trocarvormige tips. Ze vereisen voorboren. Zelfborende en zelfsnijdende schroeven zijn beschikbaar.

Schanz schroeven zijn beschikbaar in staal en titanium. Shanz pennen met hydroxyapatiet coating zijn ook beschikbaar. Dit zorgt voor een betere botaanhechting en een gemakkelijkere osseointegratie, waardoor losraken wordt voorkomen. Pennen met hydroxyapatietcoating kunnen de voorkeur hebben bij langdurige toepassing van externe fixatoren, bijvoorbeeld bottransport of correctie van misvormingen.

Staven/buizen

De AO fixatoren bestaan uit systemen in vier maten, afhankelijk van de grootte van de staaf:

• Large: 11 mm buizen/staven met Schanz-schroeven van 4 tot 6 mm;
• Medium: 8 mm buizen/staven met Schanz-schroeven van 3 tot 6 mm;
• Small: 4 mm buizen/staven met Schanz-schroeven van 1,8 tot 4 mm;
• Mini: 2 mm systeem voor vingers. Inclusief multipin klemmen voor K-draden en 2 mm longitudinale staven.

Alle systemen zijn compatibel met elkaar.

Het grote 11 mm systeem bevat zowel stalen buizen als koolstofvezel staven.

Voorgebogen gecontourde en T-vormige staven zijn ook beschikbaar.

Op dit moment wordt de 4,7 mm Schanz-schroef met korte schroefdraad gebruikt in corticaal bot en de 5,0 mm lange schroefdraadschroef in het spongieuze bot. Voor hand- en polstoepassingen worden kleinere maten gebruikt.

Verbindingsstangen zijn gemaakt van roestvrij staal of koolstofvezel. Deze laatste zijn zeer sterk en zijn ook radiolucent, wat nuttig is bij de beoordeling van de botuitlijning op röntgenfoto’s.

Klemmen

De klemmen zorgen voor de verbinding tussen de buizen of staven en de pennen. Evenzo kunnen staven of buizen met elkaar worden verbonden met behulp van de daarvoor bestemde klemmen (buis-op-buis). Als één klem de verbinding van zowel buizen als staven mogelijk maakt, worden ze combinatieklemmen genoemd.

Zowel enkelpennen- als meerpennenklemmen zijn verkrijgbaar.

Klemmen zijn verkrijgbaar in drie maten met identiek klemontwerp en toepassingstechniek.

Een grotere buis-tot-buis klem maakt het mogelijk om twee fractuurcomponenten bij elkaar te houden in relatief stabiele uitlijning, ongeacht de positie die de Schanz-pennen innemen in het bot.

Stabiliteit van Unilaterale of Modulaire AO Externe Fixator

De buigstijfheid van unilaterale fixators is afhankelijk van het vlak van de halve pennen en het vlak van belasting, waarbij anterieur gemonteerde frames een grotere buigstijfheid opleveren. Wanneer deze frames buiten het vlak werden belast, met varus-valgus en torsiekrachten, hadden zij een slechte controle over de botfragmenten met aanzienlijke beweging op de plaats van de breuk.

Meer stabiliteit zou worden verkregen met een multiplanair systeem.

De stijfheid van het frame hangt af van de volgende factoren:

• Sluiter de Schanz-schroeven bij de breuk, stijver de constructie
• Verder de laatste Schanz-schroef geplaatst op het fragment aan elke kant van de breuk, stijver de constructie
• Sluiter de longitudinale verbindingsbuis/-staaf bij het bot. Stijver de constructie
• Twee staven/buizen zijn stijver dan één;
• Frameconfiguratie – De stijfheid van de constructie is afhankelijk van de assemblage. Verschillende constructies van buisvormige externe fixator die toenemende niveaus van stabiliteit zullen produceren zijn
  • Unilaterale uniplanaire fixator met enkele buis.
  • Unilaterale uniplanaire modulaire fixator met enkele buis.
  • Unilaterale uniplanaire fixator met dubbele buis.
  • Unilaterale uniplanaire fixator met dubbele buis.
  • Unilateraal biplanair frame (delta-frame of driehoekig frame).
  • Bilateraal frame met transfixerende pinnen .

Circulaire fixator

Ilizarov fixator is een typische circulaire fixator. Circulaire fixators bestaan uit een reeks ringen of bogen die met elkaar verbonden zijn door middel van verbindingsstaven en de ringen worden aan de botten bevestigd door middel van gespannen draden.

Vele modificaties kunnen worden toegevoegd en dienovereenkomstig wordt het implantaat dat in een bepaalde fractuur wordt gebruikt, gebruikt overeenkomstig de indicatie voor gebruik en de doelen van de operatie.

Ilizarov fixator is zeer veelzijdige fixator en de meeste mensen kennen het omdat het wordt gebruikt voor het verlengen van de botten.

Ilizarov externe fixator wordt afzonderlijk in detail besproken.

In circulaire externe fixatoren wordt de stabiliteit van het frame sterk beïnvloed door de eigenschappen van de ring. Ringen met een kleinere diameter zijn stabieler dan grotere ringen van dezelfde dikte, maar een ring mag geen druk uitoefenen op de weefsels en de uiteindelijke grootte wordt gedicteerd door de omtrek van het ledemaat.

Ringen met verschillende diameter kunnen in hetzelfde frame worden gebruikt om zich aan te passen aan de contouren van het ledemaat. Centraliseren van het bot heeft de voorkeur, maar excentrische plaatsing blijkt geen nadelig effect te hebben.

Hoe dichter de ringen bij elkaar zitten, des te beter is de stabiliteit van het frame.

De stabiliteit van de constructie wordt vergroot door

• Gebruik van een groter aantal ringen
• Kortere afstanden tussen ringen
• Vergroting van de spanwijdte van de ringen over het bot, waarbij zowel de nabije als de verre uiteinden van elk segment worden gecontroleerd
• Vergroting van het aantal verbindingen tussen de ringen
• Vergroting van het aantal punten van fixatie aan het bot.

Tips voor beste praktijken voor externe fixateur

• Plaatsen van pinnen met aseptische techniek
• Beschermen van zachte weefsels zodat er geen necrotisch weefsel achterblijft dat infectie kan bevorderen
• Boren van een pilot-gat om botresten te verwijderen en om wrijvingsweerstand en dus warmteproductie te verminderen tijdens het inbrengen van de pin.
• Het bereiken van een stevige passing van de pin met een radiale verdeling van de krachten – de pin is 0,2 mm groter dan het pilot-gat en dit induceert compressie op het bot, de zogenaamde radiale voorbelasting.

Complicaties van externe fixatie

Complicaties kunnen zich voordoen in de fixator zelf of meestal op het raakvlak tussen bot en pin. Zoals bij elke fractuur, vooral bij ernstig letsel, kunnen complicaties bij de fractuur optreden als een direct gevolg van het letsel.

Infectie van de pin

Dit kan de meest voorkomende complicatie zijn, die bij ongeveer 30% van de patiënten optreedt. De infectie varieert van een lichte huidontsteking tot osteomyelitis waarvoor sequestrectomie nodig is.

Pin site infection komt meer voor wanneer

• Pin is ingebracht op een plaats met meer weke delen
• Skin tethering over de pin
• Inadequate pin care

Neurovasculair Letsel

De radiale zenuw in de distale helft van de arm en proximale helft van de onderarm, de dorsale sensorische radiale zenuw net boven de pols, en de voorste tibiale slagader en diepe peroneuszenuw op de kruising van het derde en vierde kwart van het been zijn de structuren die het vaakst betrokken zijn.

Het is bekend dat de pennen vaten penetreren, trombose veroorzaken wanneer zij aan het vat grenzen, late erosie van het vat, arterioveneuze fistels, en de vorming van aneurysma’s veroorzaken.

Spierfibrose en peesruptuur

Pinnen die door pezen worden gestoken, kunnen de normale excursie beperken en kunnen leiden tot peesruptuur of spierfibrose

Complicaties bij fracturen

Nonunie en vertraagde unie kunnen bij elke fixatiewijze worden waargenomen en kunnen ook met externe fixateur voorkomen.

Refractuur kan optreden na fixatorverwijdering en de fractuur moet gedurende een langere periode worden beschermd nadat de fixator is verwijderd.