【作 者】繆建云 ，練克儉，劉暉，林坤山，丁真奇，林斌，翟文亮

解放軍第一七五醫(yī)院（廈門大學附屬東南醫(yī)院）全軍創(chuàng)傷骨科中心

現(xiàn)代創(chuàng)傷具有突發(fā)、來勢迅速、群體受傷、多發(fā)傷等特點，而在地震、戰(zhàn)爭中，則更易造成大面積人員傷亡，創(chuàng)傷骨折病人多，傷情復雜且傷勢嚴重，休克發(fā)生率高，要求快速轉移到有救治能力的醫(yī)院進行救治顯的尤為重要。骨折端的快速有效固定則是確保傷員安全高效轉運至救治單位的重要前提和保證，也是避免各種并發(fā)癥發(fā)生的有效手段。為此，本課題組通過與有關單位合作，借鑒國內(nèi)外這方面的成功研究經(jīng)驗，共同研制了一種供臨時固定使用的新型便攜急救外固定器—噴塑型葡聚糖型聚氨酯外固定夾板，滿足對創(chuàng)傷骨折病人進行快速轉運的臨床應用要求。

1 噴塑型外固定夾板的設計與實現(xiàn)方法

1.1 設計原理與思路

本噴塑型葡聚糖型聚氨酯外固定夾板不需要借助外界環(huán)境材料，以多甲基多苯基異氰酸酯（PAPI）為主要材料組份，配以表面活性劑、丙酮、可溶性淀粉、催化劑等為另一組份，通過專門設計的A-B雙組份噴罐進行預混合反應使其變成粘稠狀，然后從靜態(tài)混合器中噴射出來，約經(jīng)過1分鐘左右的時間則能根據(jù)固定肢體形狀自行固化變硬成型，從而達到快速固定骨折端的目的。該外固定夾板可以通過增加表面的涂層來增加夾板的固定強度，并能減少傳統(tǒng)骨折急救外固定材料，如木質(zhì)小夾板、熟石膏等反復拆卸帶來的繁瑣。使用時，對于四肢任何部位的長骨骨折，我們均采用襪套一體化隔離，避免夾板與人體皮膚的直接接觸，減少對皮膚的刺激或皮膚過敏反應的發(fā)生，增加夾板使用的安全性。

1.2 噴塑型外固定夾板的配方組成和結構

噴塑型葡聚糖型聚氨酯外固定夾板主要由高分子材料包括A組份、B組份和專用的雙組份噴罐組成。A組份為多甲基多苯基異氰酸酯(PAPI)，B組份由表面活性劑、丙酮、可溶性淀粉和催化劑等按一定比例混合配比組成，而雙組份噴罐主要由專用200 mlA-B膠筒、200 ml噴槍和靜態(tài)混合器所組成。對于中等體型急診患者（以60 kg為標準），A、B雙組份可按照1:1的比例混合；體型過重患者可改為1.5:1或2:1比例混合，增加夾板的固定強度，但固化時間相對前者有所延長（延長約1～1.5分鐘）。

1.3 噴塑型高分子夾板的操作使用方法

該噴塑型外固定夾板是罐式儲存，用噴射的方式將高分子材料快速噴出并在創(chuàng)傷肢體表面迅速固化來形成托或管型，以達到固定、穩(wěn)定骨折端的目的，故操作簡單，急救人員經(jīng)過簡單的訓練后便能對骨折病人進行快速、有效的臨時固定并實施緊急救治。具體操作步驟如下。

急診骨折傷者擺好體位，在對抗牽引下使用彈性襪套包裹需要噴塑固定的部位，邊復位邊噴射高分子材料使其塑形固定（高分子夾板經(jīng)過靜態(tài)混合器充分混合后呈粘稠狀），約經(jīng)1～3分鐘后便固化成托或管型，然后可將病人迅速轉離急救現(xiàn)場。噴塑型夾板對于脊柱損傷病人的固定則更為簡單有效，只需俯臥位或仰臥位對軀干一面行噴塑固定，再按“軸線翻身”法對另一面軀干進行噴塑固定，則病人如同戴附貼的胸腰椎支具，在搬運時由于固定可靠，可有效避免脊柱活動扭轉造成二次損傷。需要注意的是，該夾板固化所需時間短，固化時局部會產(chǎn)生一定熱量（局部溫度40oC～45oC），故噴射固定時要有一定的時間和空間先后順序，不能在局部反復噴射以至于熱量過度集中，燙傷病人皮膚。夾板固化后，能自行收縮（對于夾板托），附著力強，不需要另用繃帶進行捆綁包扎固定。另外，對于創(chuàng)面較大的開放性骨折（如：gustilo III型）噴塑固定時至少要多加2～3塊無菌紗布覆蓋，避免血液滲透襪套和敷料，高分子夾板材料對創(chuàng)面軟組織造成污染。

2 臨床應用參數(shù)

2.1 固化時間

固化時間的長短是評價該高分子夾板院前急救效率的一個重要指標。高分子夾板的固化過程實際上也是一個發(fā)生化學反應、產(chǎn)熱的過程；固化所需時間越短，則化學反應越激烈，瞬間釋放的熱量也更大。按接觸1分鐘計算，人體最舒適的溫度為25oC，當熱源溫度為47oC時，人體皮膚就有痛感；溫度大于55oC時，就會形成水泡；倘若達到60oC，就可以發(fā)生蛋白質(zhì)凝固，造成不可逆的皮膚損害。因此我們要在不超過正常溫度閾值45oC條件下[1]，盡可能縮短夾板固化時間。另外，從臨床實際考慮，固化時間越短，對急救醫(yī)生骨折復位的準確程度及噴塑固定操作的熟練程度要求越高。因此，我們通過調(diào)整B組份各成分比例及A、B雙組份的配比（1:1、1.5:1或2:1）關系，并且采用單層面逐層噴射（有足夠時間通過空氣流動熱傳導帶走熱量）將高分子夾板的固化時間控制在1～3分鐘，局部溫度控制在40oC～45oC范圍內(nèi)。這不僅能有效減少夾板對傷員皮膚造成額外的熱力損傷，而且也有利于急救人員進行快速、準確的固定操作。

2.2 表觀總密度

表觀總密度是指單位體積泡沫材料的質(zhì)量，是衡量本高分子夾板硬度和其射線穿透性的重要參數(shù)。高分子夾板固化后體積將膨脹增大一至二倍，故在保證夾板重量不變的情況下，夾板體積增大，則夾板表觀總密度變小、硬度降低，其射線穿透性增大。綜合考慮，鑒于本夾板是由高分子材料所組成，幾乎完全透X射線，故在滿足臨床需要的硬度條件和有限的固化時間之內(nèi)，可繼續(xù)通過降低高分子夾板發(fā)泡反應的程度來增加表觀總密度，減少夾板固化膨脹后的體積，以達到方便病人的急救轉運和增加夾板美觀的目的。

2.3 彈性模量

彈性模量是反映材料產(chǎn)生彈性變形難易程度的指標，是最重要、最具特征的力學性質(zhì)之一，其值越大，使材料發(fā)生一定彈性變形的應力也越大，即材料剛度越大，更易使皮膚軟組織受到壓迫。另外，外固定材料固定時作為杠桿，需具有足夠的韌性和彈性，以保證患肢肌肉興奮作收縮運動時，能夠吸收并儲存能量，降低骨折斷端因運動所產(chǎn)生的剪應力；在患者肌肉松弛時，又能把儲存的能量釋放出來，以保證骨折斷端間存在一定的對線對位傾向力。因此，在對材料配方進行調(diào)配時，既需要擁有一定的彈性模量，以保證對皮膚軟組織無壓迫作用，不會增加肢體壓瘡及骨筋膜室綜合征的發(fā)生率，遵循利用“動靜結合”的方式來固定骨折端，又要求有一定的剛度，以確保有穩(wěn)定的骨折固定效果。

2.4 抗彎和抗拉強度

抗彎強度是指材料抵抗彎曲不斷裂的能力，抗拉強度是指材料在拉伸斷裂前所能夠承受的最大拉應力，二者均是衡量材料性能的質(zhì)量指標。對于骨折外固定材料而言，在創(chuàng)傷急救的應用階段，必須要考慮到材料的抗彎曲和抗拉伸性能。在創(chuàng)傷急救過程中，由于患者的移動或者非人為因素的振動，都可引起骨折固定部位對外固定材料的沖擊和振動，雖然單次沖擊和振動所產(chǎn)生的應力遠小于外固定材料在靜止狀態(tài)下的載荷強度，但多次沖擊或者反復的振動必然造成外固定材料的疲勞破壞，其危害主要有：①外固定材料的脫落；②外固定材料的變形；③外固定材料的斷裂。因此，本高分子夾板在行配方調(diào)配時要保證有較大的抗彎和抗拉強度（通過生物力學測試），避免在急診轉運過程中出現(xiàn)夾板的脫落、變形和斷裂等意外情況。

3 結論

在交通事故和野戰(zhàn)急救條件下，理想的骨折臨時外固定器應具備攜帶、操作方便，固定效果可靠且操作時間短，拆卸簡單，透X射線，不會增加壓瘡、骨筋膜室綜合癥等并發(fā)癥發(fā)生風險的特點。目前，用于院前創(chuàng)傷骨折急救的臨時外固定器主要有兩類：一類是傳統(tǒng)的石膏繃帶和木質(zhì)夾板，另一類為高分子材料類外固定器，包括負壓式骨折固定夾板，泡沫式骨折固定夾板，卷式可塑性通用夾板，囊式野戰(zhàn)骨傷急救裝置等。石膏繃帶固定使用時需用水浸泡，在表面覆蓋脫脂棉后約5分鐘左右凝固變硬，可快速轉運。但由于夾板重量大、容易造成粉塵污染傷口，且應用時需多人操作和不斷塑型，透氣性差、X線透光性差，拆卸不方便，在搬運時容易折斷。這些缺點制約了該夾板繃帶在急診轉送創(chuàng)傷骨折病人中的廣泛應用。雖然木質(zhì)小夾板在創(chuàng)傷骨折病人中的應用已有1000多年歷史，是骨折外固定的有效方法[2]，但也存在著保存、攜帶不方便，對肌肉豐厚部位的骨折和長斜形短縮移位骨折往往出現(xiàn)固定力量不足，骨折端易反復移位；另外，小夾板質(zhì)地堅硬無彈性，使用不當還易引起壓瘡、骨筋膜室綜合癥等并發(fā)癥發(fā)生，造成嚴重殘疾，反復拆卸又易加重對骨折周圍組織的損傷，故使用木質(zhì)小夾板作為骨折的臨時外固定器，固定效果也不穩(wěn)定，有加重骨折端周圍組織損傷的可能。高分子材料在醫(yī)療器械領域中的應用是材料學發(fā)展的一個重要方向，現(xiàn)有的一些高分子材料外固定器雖具有質(zhì)輕、透X光和拆卸方便等優(yōu)點，較傳統(tǒng)急救外固定器有很多優(yōu)勢，但仍存在一定缺陷，負壓式骨折固定夾板、泡沫式骨折固定夾板、囊式野戰(zhàn)骨傷急救裝置均對氣囊或袋的密封性要求高，氣囊或袋一旦漏氣或破裂，將會出現(xiàn)高分子材料的滲漏，污染皮膚或創(chuàng)面，就失去固定的意義。而卷式可塑性通用夾板雖然固定效果可靠，但仍是沿用布帶綁扎的傳統(tǒng)方式，未能克服木質(zhì)夾板的缺陷，難以推廣應用[3-6]。

本課題組研制的噴塑型葡聚糖型聚氨酯外固定夾板，主要供臨時固定使用，其結合了多種骨折急救外固定器的優(yōu)點，采用罐式儲存，噴射固定，固化時間1～3分鐘，局部溫度在40～45oC范圍，具有體積小、質(zhì)量輕盈、攜帶方便，透氣性好（泡沫多孔）、操作簡單，固定操作所需時間短，完全透X射線等優(yōu)點。高分子夾板固化后能自行收縮，貼附性好，有利于減少創(chuàng)面滲血。其在進行噴射固定時不與創(chuàng)面皮膚直接接觸（通過襪套隔離），故不會對皮膚產(chǎn)生過敏和毒性反應。而對傷肢或脊柱行外固定后，可不需要對夾板進行拆卸而直接行X影像學檢查，不會對檢查結果產(chǎn)生干擾。最后，本噴塑型外固定夾板作為骨折臨時外固定器，拆卸也簡單，可直接用手術刀片切割卸載下來；由于此夾板的A、B雙組份已在靜態(tài)混合器里充分混合，基本完成化學反應過程，故對人體基本無毒副作用。

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