فیکساتور خارجی-مهندسی پزشکی گرایش بیومکانیک

تقریباً ۲۴۰۰ سال پیش، ارسطو یک شکل از فیکساتورهای خارجی را برای بستن استخوان درشت نی شکسته را شرح داده است.این وسیله از جفت شدگی حلقه های دور دست نزدیک، چرمی مصری که به وسیله چهار میله از درخت زغال اخته متصل می‌کردند، تشکیل شده است.

در سال ۱۸۴۰ جان فرانکویس مالگین Jean-Francois Malgaigne میخی را که وارد استخوان تیبیا کرده و توسط تسمه ای استخوان شکسته را تثبیت کرده بود را شرح داد. در سال ۱۸۴۳ او از یک ویله چنگال مانند که به صورت زیر جلدی برای نگهداری از کشکک شکسته استفاده کرد. ‌ کلایتون پارکهیل Clayton Parkhill از دنور کلورادو و آلوین لامبوت Albine Lambotte از آنت ورپ بلژیک به طور جداگانه ای ایده مدرن فیکساتورهای خارجی یک طرفه را به ترتیب در ۱۸۹۴ و ۱۹۰۲ اختراع کردند. لامبوت اولین شخصی بود که از سوزن های نخ دار استفاده کرد؛ اگرچه دستگاه او در ابتدا گشودگی ناحیه شکستگی و سپس جاگذاری میخ و قراردهی فیکساتور را ضروری می‌کرد.

در سال ۱۹۳۸ رایول هافمن (Raoul Hoffman) از ژنو سوییس تکامل زیادی را که اساسی برای بالینی کردن فیکساتورها بود درک کرد. او روشی را بر اساس کم کردن ناحیه شکستگی با هدایت جاگذاری میخ به طور زیر جلدی را تکامل بخشید. روش هافمن به عنوان کاربرد کم تهاجمی در جراحی ارتوپدی مثال زده می شود.

در دهه ۱۹۵۰ گاوریل الیزاروف (Gavril Ilizarov) از کورگان (kurgan) اتحادیه جماهیر شوروی روش جدیدی را برای درمان شکستگی ها، بدشکلی ها و سایر نقصان های استخوانی اختراع و تکامل بخشید. یک چارچوب فلزی که عضو را دربرگرفته و به استخوان زمینه ای توسط میخ های ضربدری که از بین عضو و استخوان رد شده اند متصل است .هر یک از حلقه های خارجی به هر یک از میله های دارای تسمه و لولاهایی که به آن موقعیت توان حرکت به قطعات استخوانی بدون گشودگی جایگاه شکستگی را می دهد ،متصل هستند. این تکه ها می توانند در موقعیت خود تا زمانی که درمان کامل صورت گیرد،مستحکم شود.


BMEcenter.ir

تثبیت کننده خارجی چیست؟مراقبت مناسب از یک استخوان شکسته بایستی به طوری انجام شود که هم درد را بهبود بخشیده و هم به اصلاح به استخوان کمک کند.
تثبیت خارجی وسیله ای است که در خارج از بدن استفاده می شود. این وسیله Fixation یا فیکساتور نام دارد که توسط پیچ یا میخ متصل می شود.
فیکساتور خارجی یک درمان جراحی است که برای تنظیم استخوان های شکسته که برای همترازی آن ها نمی توان قالب( یا گچ گیری) به کار برد، استفاده می شود.
نکته: شکستگی های دست و پا یکی از شایع ترین شکستگی های استخوان های بلند در بدن است که برای درمان این شکستگی ها روش های درمانی مختلفی پیشنهاد می‌شود که شامل جا اندازی و گچ گیری با استفاده از پلاک راد Rod با تراش (Ream) یا بدون تراش (unream) کانلی استخوان و اکسترنال فیکساتور است. انتخاب نوع درمان پس از تحلیل فاکتورهای مورفولوژی شکستگی، مشخصات مکانیکی استخوان به خصوص وضعیت آسیب بافت نرم (پوست، عضله، عصب و عروق) و حال عمومی بیمار صورت می گیرد.


در این نوع از کاهش سوراخ ها در یک منطقه از تکه استخوان های سالم اطراف شکستگی ایجاد شده و پیچ یا سیم ها از داخل سوراخ ها می‌گذرند. در بیرون از بدن یک میله یا یک قطعه فلزی منحنی با مفصل گوی و لولایی که برای حمایت مستحکم به چند پیچ متصل شده استفاده می شود که شکستگی می تواند در ساختمان مناسب آناتومیکال خود توسط تنظیم این مفصل های گوی و لولایی قرار گیرد .
میخ از پوست و گاهی اوقات از عضله برای اتصال فیکساتور خارجی به استخوان عبور می‌کند. دو یا تعداد زیادی میخ در هر دو طرف استخوان شکسته قرار می گیرد؛ این میخ ها استخوان را در جای مخصوص و حالت عادی خود نگه می دارد و به محکمی فیکساتور را نگاه می دارد.همچنین گاهی اوقات از سیم همراه میخ ها یا به جای آن ها برای اطمینان از جور شدگی تکه های اسخوان استفاده می شود.دکتر از فیکساتور برای نگه داری استخوان شکسته در حالت صحیح آن تا زمان جوش خوردگی و التیام آن استفاده کرده و سپس جدا می کند. این ممکن است ۶ هفته برای یک شکستگی ساده یا بیشتر تا یک سال و حتی گاهی طولانی تر برای شکستگی های پیچیده زمان ببرد. استفاده از فیکساتور خارجی به عنوان یک درمان برای بهبود شکستگی ها ممکن است به باز توانی کامل و برگشت به فعالیت های طبیعی را سریع تر ممکن سازد.


BMEcenter.ir

طراحی و ساخت دستگاه اکسترنال فیکساتور
در صنعت پزشکی ابزارآلات و تجهیزات پزشکی معمولا از فلزات غیر آهنی تهیه می‌شود که این فلزات نباید تحت هیچ شرایط اکسید شده یا اصطلاحا زنگ بزنند. به همین دلیل برای ساخت اکسترنال فیکساتور ها معمولا از تیتانیوم و الومنیوم استفاده می شود. همچنین از فلز استینلس( ضد زنگ) استیل که جرم مخصوص آن ۸/۷ است و جرم مخصوص آلومنیوم ۷/۲ است و در قسمت های مختلف آن از کامپوزیت های کربنی نیز استفاده می شود.
اجزای تشکیل دهنده اکسترنال فیکساتور به شرح زیر است:
( clamp کلمپ)
( Rod راد)
( Schanz شانز)
که کلمپ ها از جنس آلیاژهای تیتانیوم و آلومنیوم، راد ها از کامپوزیت های کربنی و شانزها طبق استاندارد بدون هیچگونه تغییری از استیل تهیه می شوند.قسمت گیره ای فیکساتور را lamp ، قسمت میله ای را Rod و سیم ها و میخ ها را schanzگویند.
دوگروه اصلی فیکساتورها که به طور معمول به کار می روند عبارتند از :[۶] ۱- نوع قدیمی تر آن شامل هافمن که در آن از پین های محکم وضخیم چهارتا شش میلی متری برای پایداری استخوان استفاده می شود وتحت فشار، عمل می کنند و برای ثابت شدن به استخوان حدیده دار هستند .(‌به عنوان Cantilevers کانتیلور )
۲- نوع دوم فیکساتورهای حلقوی یا نیمه حلقوی می باشند که برای وایرهای کیرنشنر بدون حدیده وصاف با دیامترکم ساخته شده اند و برای ایجاد پایداری باید تحت کشش قرار گیرند.ضخامت این پین ها ۵/۱تا ۸/۱میلی متر است.
مزیت اصلی سیستم کانتی لور این است که می توان آن را به برای به حداقل رساندن ترانس فیکساسیون نسوج نرم وحجم فیکساتور به کار برد.نقطه ضعف سیستم به صورت یونی پلانار (Uniplannar) الیزاروف این است که بالقوه نسج نرم را به علت عبوروایرها از یک سمت به سمت دیگر اندام ترانس فیکس می کند. از طرف دیگر مزیت کاربرد وایرهای با قطر کم کاهش عکس العمل (reaction) استخوان و نسج نرم و تحمل بهتر آن است.از نظر بیومکانیک نه تنها اصول دو نوع سیستم متفاوت است بلکه محیط بیومکانیک شکستگی هایی که با این دو سیستم درمان می شوند نیز به مقدار زیادی فرق می کند.


BMEcenter.ir

چرا مراقبت از جایگاه میخ ها مهم است؟[۱]
موضعی که میخ با پوست تماس دارد ، جایگاه میخ (Pin Site) گویند. از آنجا که پیچ ها در پوست نفوذ می کنند پاکیزگی مناسب محل از عفونت محل جراحی جلوگیری می کند.این سایر بریدگی ها یا شکاف ها در پوست باید تمیز نگاه داشته شود که احتمال بروز عفونت بسیار زیاد است. عفونت می تواند منجر به شل شدگی میخ شده یا حتی باعث خارج روی آن شود. بنابراین، مراقبت بیمار از جایگاه میخ ها به طور صحیح ، بسیار مهم است و به جلوگیری از عفونت و بهبود سریع ان کمک می کند .
‌نکته: نصب فیکساتورهای خارجی در یک اتاق عمل و به طور طبیعی تحت یک بیهوشی عمومی انجام می گیرد. ولی خارج کردن آن و پیچ ها نیازمند آچارهای مخصوصی بوده و می تواند بدون بیهوشی در یک مطب انجام گیرد.
فیکساتور خارجی معمولا وقتی که فیکساتور داخلی دارای کانتراندیکاسیون داشته باشد اغلب برای درمان شکستگی های باز یا به عنوان راه حل موقتی می توان استفاده کرد.
نکته مهم: ‌فیکساتورهای خارجی همچنین برای طول بخشیدن به اعضا نیز استفاده می شود ، افراد با اعضای بدن کوتاه می توانند آن را داشته باشند برای مثال برای طول بخشیدن به پاها استفاده می شود.در اغلب موارد استخوان ران طی یک عمل جراحی تحت بیهوشی بریده می شوند.

چه کارهایی برای مراقبت از جایگاه میخ ها لازم است تا انجام دهیم؟
‌بیمار باید یک قاعده ای فعال در تمیز و خشک نگه داشتن جایگاه میخ ها داشته باشد. مراقبت تا زمان خارج کردن فیکساتور لازم است. در زیر دستورالعمل هایی برای مراقبت از جایگاه میخ ها ارائه می دهیم:
جایگاه میخ ها را ۲ بار در روز با مواد زیر انجام می‌دهیم: سرم شستشو، هیدروژن پراکسید،ظروف قابل ضدعفونی برای نگه داری محلول شستشو؛ گاز استریل، اسفنج پنبه ای.
مرحل شستشو: ۱- ابتدا دست ها را کامل با آب و صابون می شوئیم. باید یاد آور شد که مهمترین عمل برای پیشگیری از عفونت است.
۲- محلول شستشو را توسط مخلوط مقدار برابر سرم شستشو و هیدروژن پر اکسید در یک ظرف ضد عفونی شده تهیه کنید.
۳-اسفنج پنبه ای را داخل محلول فرو برده و برای تمیز کردن فقط یک جایگاه میخ استفاده شود و برای جایگاه بعدی از اسفنج تازه ای استفاده شود. اسفنج را به صورت دورانی اطراف میخ می کشیم و پس از اتمام کار با یک اسفنج خشک محل را خشک می کنیم.
۴-همه طول میخ را با یک گاز استریل ۲*۲ پاک می کنیم و برای هر میخ یک گاز باید مصرف شود.

‌نکات مهم
۱۰ روز پس از به کار گذاری فیکساتور ممکن است پزشک اجازه حمام کردن را بدهد. باید پس حمام میخ ها را به طوری که گفته شد، تمیز و ضد عفونی کنیم.
‌اگر بیمار در جایگاه میخ ها علایم عفونت(سرخی و تورم جایگاه میخ ها،شل شدگی یا حرکت میخ ها، خروج رنگ از آن و تب بالایF 5/101) را دید به پزشک مراجعه کند


منبع:انجمن مهندسی پزشکی