空心钻头在皮质骨钻孔中的热效应最高

骨科手术中常常需要骨钻预先钻孔后再置入螺钉固定，或者钻孔制造微骨折进行关节融合术。钻头钻孔过程中所产生的热量可对周围骨质产生重要影响，甚至引起热源性骨坏死。目前，标准的麻花钻头在钻孔过程中的产热相关研究已获得深入研究，包括钻头直径、钻速、加压力量以及其他不同设计的钻头特性。

然而，临床上克氏针和空心钻头都是常用的钻头，van Egmond 等发现克氏针在人指骨钻孔过程中可使周围软组织温度高达 190℃。但是目前仍缺乏对克氏针、空心钻头和麻花钻头钻孔过程中产热情况和对周围骨质的影响的对比研究。

鉴于此，Andrew 医生等用这三种钻头分别在人的尸体皮质骨上钻孔，比较三者产热效应，文章近期发布在 JOT 杂志上。

研究分别使用了 2.0/2.5/3.5 mm 的麻花钻头、1.25/1/6/2.0 mm Kirschner 针和 2.7 mm 空心钻头，把手钻和人尸体胫骨分别固定在特定装置上，以 1 mm/s 速度钻入胫骨（图 1）。

图 1. 图示手钻、各种种类和型号的钻头、测力传感器和固定装置。图中：cannulated drill为管状钻头，twist drill为麻花钻，K-wire为克氏针。Force transducer为力学传感器，Fixture adapter表示固定结合装置。

两个热源检测装置插入骨下 2 mm，分别距离钻孔边缘 0.5 和 1.5 mm（图 2）。

图 2. 温度测量：A-测量装置示意图；B-实验图。Drilling tool为钻头工具，Thermocouple为热电偶，Cortical为皮质骨，Cancellous为松质骨，Set screws为固定螺钉。

研究结果显示，使用的麻花钻头越粗，钻孔过程中皮质骨的温度越高。而克氏针在钻孔过程中皮质骨的温度并没有明显随增粗而增高（图 3）。

图 3. 钻头直径与钻孔过程中皮质骨温度的关系。

但是，同样粗细的克氏针皮质骨的最高温度要比麻花钻头高，这是由于前者钻孔过程中摩擦力大和缺少排屑槽（图 4）。

图 4. 不同钻头间钻孔过程中皮质骨温度的比较。

而 2.7 mm 空心钻头钻孔过程中皮质骨的温度（在 0.5 mm 处升高 66.8±10.8℃ 和在 1.5 mm 处升高 15.5±3.4℃）是 2.5 mm 麻花钻头的两倍。这是因为麻花钻头的凿型钻头和刀刃增加了切削的效率，减少摩擦和热效应，而且其沟槽要比空心钻头深，更有利于排屑。

主要观点：

1. 所有的钻头在钻孔过程中均可使皮质骨温度升高，从而导致热源性骨坏死；

2. 标准的麻花钻头钻孔过程中所产生的皮质骨热效应最小；

3. 当临床上选择克氏针粗细时，无需考虑其热效应；

4. 而空心钻头钻孔过程中皮质骨升高的温度要比麻花钻头高，也超过克氏针钻孔过程中皮质骨升高的最高温度，因此，当术中需要选择标准麻花钻头或空心钻头时，要考虑到上述因素。