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Management of Management of Open Fractures Open Fractures AADO/HKSSH Conjoint Scientific AADO/HKSSH Conjoint Scientific Meeting 2009 Meeting 2009 Dr TSE Lung Dr TSE Lung fung fung Specialist Specialist Department of O&T Department of O&T Pricne of Wales Hospital Pricne of Wales Hospital

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Management of Management of Open FracturesOpen Fractures

AADO/HKSSH Conjoint Scientific AADO/HKSSH Conjoint Scientific Meeting 2009Meeting 2009

Dr TSE LungDr TSE Lung‐‐fungfungSpecialistSpecialist

Department of O&TDepartment of O&TPricne of Wales HospitalPricne of Wales Hospital

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Classification & Principle of Classification & Principle of Emergency ManagementEmergency Management

High Energy TraumaHigh Energy TraumaHigh Risk of ComplicationsHigh Risk of ComplicationsHigh Social Economic Cost High Social Economic Cost 

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Open FracturesOpen Fractures

High energy trauma; injury to soft tissue and bone High energy trauma; injury to soft tissue and bone impair local tissue vascularityimpair local tissue vascularity

Communicate with the exterior, resulting contamination Communicate with the exterior, resulting contamination of the wound with microof the wound with micro‐‐organismsorganisms

Increased risk of infection and complications of fracture Increased risk of infection and complications of fracture healing; Incidence of wound infection healing; Incidence of wound infection  extent of soft extent of soft tissue damage, <2% type I to >10% type IIItissue damage, <2% type I to >10% type III

Tendon, nerve and articular cartilage subjected to damageTendon, nerve and articular cartilage subjected to damage

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Assessment of the patientAssessment of the patient

Advanced Trauma Life SupportAdvanced Trauma Life SupportAirwayAirway

BreathingBreathing

CirculationCirculation

DisabilityDisability

ExposureExposure

MESS (Mangled Extremity Severity Score)MESS (Mangled Extremity Severity Score)

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MESS for limb salvageMESS for limb salvage

MESS > 7 accurately predicted amputation in 100% of limbs in

both retrospective and prospective studies

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Assessment of the patientAssessment of the patient

Look for:Look for:

Life / limb threatening injuriesLife / limb threatening injuries

Other associated injuriesOther associated injuries

Check distal circulation, neurologyCheck distal circulation, neurology

Check compartment pressure (if needed)Check compartment pressure (if needed)

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Assessment of the woundAssessment of the woundFrom AED to OT theatreFrom AED to OT theatre

What is the nature of the wound?What is the nature of the wound?

What is the state of the skin around the wound? What is the state of the skin around the wound? 

Is the circulation satisfactory?Is the circulation satisfactory?

Are the nerves intact?Are the nerves intact?

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Gustilo& Anderson ClassificationGustilo& Anderson Classification

Type I:Type I: clean wound clean wound < 1 cm< 1 cm longlong

Type II:Type II: wound wound > 1 cm> 1 cm, without extensive soft tissue damage, without extensive soft tissue damage

Type IIIA:Type IIIA: extensive soft tissue lacerations extensive soft tissue lacerations (> 10 cm)(> 10 cm) but but maintain adequate maintain adequate soft tissue coveragesoft tissue coverage of bone, or they result of bone, or they result from highfrom high‐‐energy trauma regardless of the size of the wound, energy trauma regardless of the size of the wound, includes segmental or severely comminuted fracturesincludes segmental or severely comminuted fractures

Type IIIB:Type IIIB: extensive soft tissue loss with extensive soft tissue loss with periosteal strippingperiosteal strippingand bony exposure, usually massively contaminatedand bony exposure, usually massively contaminated

Type IIIC:Type IIIC: with with arterial injury that requires repairarterial injury that requires repair regardless of regardless of the size of wound. the size of wound. 

Gustilo RB, Anderson JT; Prevention of infection in the treatment of one thousand and twenty-five open fractures of long bones: retrospective and prospective analyses. J Bone Joint Surg Am. 1976 Jun;58(4):453-8.

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Type IType IWound size :Wound size :small <1cm, clean small <1cm, clean puncture, a bone spike puncture, a bone spike has protrudedhas protrudedSoft tissue damage: Soft tissue damage: little, no crushinglittle, no crushingFracture: Fracture: not comminutednot comminutedEnergy of trauma: Energy of trauma: lowlow‐‐energyenergy

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Type IIType IIWound size :Wound size :more than 1 cm, no skin more than 1 cm, no skin flapflapSoft tissue damage: Soft tissue damage: Moderate crushingModerate crushingFracture: Fracture: moderate comminutionmoderate comminutionEnergy of trauma: Energy of trauma: lowlow‐‐energyenergy

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Type IIIAType IIIAWound size :Wound size :Large wound usu> 10cmLarge wound usu> 10cmSoft tissue damage: Soft tissue damage: Extensive, contaminatedExtensive, contaminatedFractured bone can be Fractured bone can be adequately covered by adequately covered by soft tissuesoft tissueFracture: Fracture: comminutedcomminutedEnergy of trauma: Energy of trauma: highhigh‐‐energyenergy

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Type IIIBType IIIBWound size :Wound size :Large wound, fractured bone Large wound, fractured bone cancan’’t be covered by soft tissue t be covered by soft tissue (vs Type IIIA)(vs Type IIIA)Soft tissue damage: Soft tissue damage: periosteal stripping (intraperiosteal stripping (intra‐‐op)op)Fracture: Fracture: Severely comminutedSeverely comminutedEnergy of trauma: Energy of trauma: highhigh‐‐energyenergy

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Type IIICType IIICWound size :Wound size :Large, not adequate Large, not adequate coverage of the bonecoverage of the boneSoft tissue damage: Soft tissue damage: Vascular injury, needs to Vascular injury, needs to be repairedbe repairedFracture: Fracture: Severely comminutedSeverely comminutedEnergy of trauma: Energy of trauma: highhigh‐‐energyenergy

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Question 1. How to classify Question 1. How to classify patient with gun shot wound?patient with gun shot wound?

By By definition, it is already Gustilo III injurydefinition, it is already Gustilo III injury

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Question II. When to make the Question II. When to make the definitive classification?definitive classification?

Make in the Make in the operating room operating room during first debridement, full during first debridement, full exploration of the extend of wound and soft tissue injuryexploration of the extend of wound and soft tissue injury

Extend of soft tissue injury and viabilityExtend of soft tissue injury and viability

Size of skin defectSize of skin defect

Periosteal strippingPeriosteal stripping

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Principles of treatmentPrinciples of treatment

1. Resuscitation1. Resuscitation2. Wound management2. Wound management3. Anti3. Anti‐‐tetanustetanus4. Antiobiotics4. Antiobiotics5. Stabilization of fracture5. Stabilization of fracture6. Early wound coverage6. Early wound coverage7. Early return of function7. Early return of function

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I. Wound I. Wound debridementdebridement

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Debridement & IrrigationDebridement & Irrigation

Gustilo et al 1984. Gustilo et al 1984. 

Adequate debridement is the single most important factor in Adequate debridement is the single most important factor in the attainment of a good result in the treatment of an open the attainment of a good result in the treatment of an open fracturefracture

Systemic debridement Systemic debridement Removal of gross contamination and debrisRemoval of gross contamination and debrisFrom superfical to deep structuresFrom superfical to deep structuresAll necrotic tissue should be excisedAll necrotic tissue should be excised

Use of tourniquet shoud be minimizedUse of tourniquet shoud be minimized

Wound extension for full evaluation of soft tissue injuryWound extension for full evaluation of soft tissue injury

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Systemic debridementSystemic debridement

Muscle viability is determined by the four C's: Muscle viability is determined by the four C's: contractilitycontractilitycolorcolorConsistencyConsistencycapacity to bleedcapacity to bleed..

Evaluation of the bone: Periosteum& any completely free Evaluation of the bone: Periosteum& any completely free cortical fragmentscortical fragments

When it is difficult to fully determine the viability of all tisWhen it is difficult to fully determine the viability of all tissues sues at the time of initial debridement, repeated debridements at at the time of initial debridement, repeated debridements at 2424‐‐48 hour intervals can be employed to eliminate devitalized 48 hour intervals can be employed to eliminate devitalized tissuetissue

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Debridement of the woundDebridement of the wound

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IrrigationIrrigation

Supplement a systematic debridement in removing Supplement a systematic debridement in removing foreign material and decreasing bacterial loadforeign material and decreasing bacterial load

Anglen et al. 3L of irrigation for Type 1 fractures, 6L for TypeAnglen et al. 3L of irrigation for Type 1 fractures, 6L for Type2 fractures and 9L for Type 3 fractures2 fractures and 9L for Type 3 fractures

Antiseptic solutions  (eg. povidoneAntiseptic solutions  (eg. povidone‐‐iodine, Dakiniodine, Dakin’’s solution s solution and chlorhexidine)  have not been shown to decrease and chlorhexidine)  have not been shown to decrease infection rates. They have been linked to tissue damage and infection rates. They have been linked to tissue damage and thus should be avoidedthus should be avoided

Surfactant (nonSurfactant (non‐‐sterile soap) same effectiveness, less tissue sterile soap) same effectiveness, less tissue damage and more economicaldamage and more economical

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Antibiotic solution no better than soap Antibiotic solution no better than soap for open fracture irrigation for open fracture irrigation

Anglen J. A comparison of soap Anglen J. A comparison of soap and antibiotic solution for and antibiotic solution for irrigation of lower extremity open irrigation of lower extremity open fracture wounds. #352. Presented at fracture wounds. #352. Presented at the American Academy of the American Academy of Orthopaedic Surgeons 72nd Annual Orthopaedic Surgeons 72nd Annual Meeting. Feb. 23Meeting. Feb. 23--27, 2005. 27, 2005. Washington. Washington. 400 patients, 458 open fractures of 400 patients, 458 open fractures of lower extremitylower extremityGp A: 166 patients with 194 FxtGp A: 166 patients with 194 Fxt

Bacitracin solutionBacitracin solution

Gp B: 177 patients with 105 fxtGp B: 177 patients with 105 fxtCastile soap solutionCastile soap solution

No significant difference btw 2 No significant difference btw 2 groupsgroups

Jeffrey Anglen and colleagues found that the soap group had a 13% infection rate vs. 18% for the antibiotic group.

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IrrigationIrrigation

Simpulse irrigation (HPPL: High pressure pulsatilelavage) Simpulse irrigation (HPPL: High pressure pulsatilelavage) systemsystem

Pressures greater than 50psi have been shown to be Pressures greater than 50psi have been shown to be detrimental to bone and soft tissue, slow bone healing and detrimental to bone and soft tissue, slow bone healing and potentially drive bacteria further into the woundpotentially drive bacteria further into the wound

BrushBrush‐‐suction irrigation & bulb syringe removal inorganic suction irrigation & bulb syringe removal inorganic contamination not less than HPPLcontamination not less than HPPL

Debridement of cancellous bone: A comparison of irrigation methods. Reid W Draeger et al. J Orthop Trauma Volume 20, Number 10, Nov 2006

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Timing of Debridement & Timing of Debridement & IrrigationIrrigation

Freidrich's 1898 study of guinea pigs. Debridement within Freidrich's 1898 study of guinea pigs. Debridement within 6 hours6 hours

Most guideline recommended within 6 hours. The timing Most guideline recommended within 6 hours. The timing of effective initial surgical debridement of open tibia of effective initial surgical debridement of open tibia fractures remains controversial.fractures remains controversial.

The majority of current literature is unable to demonstrate The majority of current literature is unable to demonstrate an improved infection rate for open fractures initially an improved infection rate for open fractures initially debrided within 6 hours of injurydebrided within 6 hours of injury

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Definite timing for surgeryDefinite timing for surgery

Association btw time to Association btw time to definitive surgical definitive surgical management and the rates of management and the rates of nonunion and infection in open nonunion and infection in open fractures resulting from blunt fractures resulting from blunt trauma. trauma. 

Time was not a significant Time was not a significant factor in predicting either factor in predicting either nonunion or infection (p>0.05)nonunion or infection (p>0.05)

Grade of injuryGrade of injuryPresence of infectionPresence of infectionLower limb open fractureLower limb open fracture

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II.AntiobioticII.Antiobiotic

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Antiobiotics& InfectionAntiobiotics& Infection

2424‐‐70% of open fractures are contaminated with bacteria70% of open fractures are contaminated with bacteria

1414‐‐15%  of open fracture complicated with infections in the 15%  of open fracture complicated with infections in the absence of antitiotic prophylaxisabsence of antitiotic prophylaxis

Is Wound culture preIs Wound culture pre‐‐debridement and postdebridement and post‐‐debridement debridement useful?useful?

Answer is Answer is NO!NO!

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AntiobioticsAntiobiotics

Patzakis et al 1974. Patzakis et al 1974. 

Strong evidence for the efficacy of first generation Strong evidence for the efficacy of first generation cephalosporins in the management of open fractures in a cephalosporins in the management of open fractures in a prospective, randomised placeboprospective, randomised placebo‐‐controlled study.controlled study.

Type I &II : cefazolin 1g iviType I &II : cefazolin 1g ivi

Type III: + Aminoglycosides (Gentamicinivi)Type III: + Aminoglycosides (Gentamicinivi)

Farm/ soil injury: + MetronidazoleiviFarm/ soil injury: + Metronidazoleivi

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Timing & Duration of prophylaxisTiming & Duration of prophylaxis

Antibiotic prophylaxis should be initiated as soon after the Antibiotic prophylaxis should be initiated as soon after the injury as possible as the timing of the antibiotic injury as possible as the timing of the antibiotic prophylaxis has been shown to be important for prophylaxis has been shown to be important for prevention of infectionprevention of infection

Duration of prophylaxis should be limited to a 24 hour Duration of prophylaxis should be limited to a 24 hour course with repeated 24 hour courses likely indicated for course with repeated 24 hour courses likely indicated for subsequent debridements, wound closures, bone grafting subsequent debridements, wound closures, bone grafting or other major surgical procedures.or other major surgical procedures.

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Stabilization Stabilization of fractureof fracture

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Stabilization of the fractureStabilization of the fracture

NONNON‐‐OPERATIVEOPERATIVESplintageSplintagePOP slab for temporarily POP slab for temporarily fixation of fracturefixation of fracture

Goal: Goal: Pain reliefPain relief

Facilitate nursing careFacilitate nursing care

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Skeletal stability achieved in OTSkeletal stability achieved in OT

OPERATIVE FIXATION

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Early stabilization Early stabilization of fracturesof fractures

Stabilizing the open Stabilizing the open fracturefractureProtects the soft tissues Protects the soft tissues from further injury by from further injury by fracture fragmentsfracture fragmentsFacilitates the host Facilitates the host response to microbe response to microbe despite the presence of despite the presence of implantsimplantsImproves wound care, and Improves wound care, and allows early motion of allows early motion of adjacent joints and early adjacent joints and early mobilization of the patient.mobilization of the patient.

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Open Open fractures & Compartment fractures & Compartment syndromesyndrome

Irrigation and debridement +/‐ fasciotomy +/‐ EF or IF

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Compartment syndromeCompartment syndrome

Rockwood et al 2006Rockwood et al 2006Compartment syndrome is a Compartment syndrome is a complication in open and complication in open and closed tibia fractureclosed tibia fracture

Internal pressure or external Internal pressure or external confinement or restriction can confinement or restriction can proceed to the point that the proceed to the point that the cellular exchange is cellular exchange is disminished. This sets up an disminished. This sets up an ischaemic environment that ischaemic environment that when left untreated can lead when left untreated can lead to tissue damageto tissue damage

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PostPost‐‐op Monitoringop Monitoring

PainPainNeurovascular statusNeurovascular statusCompartment syndromeCompartment syndromeGas gangrene esp soil or form Gas gangrene esp soil or form contamination (clostridium contamination (clostridium myonecrosis)myonecrosis)InfectionInfection

Keep dressing intactKeep dressing intactElevationElevationReport and marking of any Report and marking of any oozing from the dressingoozing from the dressingAdequate analgesiaAdequate analgesiaAntiobiotic administrationAntiobiotic administration

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Early wound Early wound cover surgerycover surgery

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Wound managementWound management

Multiple wound debridement if in doubt, within 24Multiple wound debridement if in doubt, within 24‐‐48 48 hours intervalhours interval

Early wound covering preferrably within one weekEarly wound covering preferrably within one week

Occlusive dressing, allow no pressureOcclusive dressing, allow no pressure

Circulation and neurological monitoringCirculation and neurological monitoring

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Immediate primary skin closureImmediate primary skin closure

S. Rajasekaran et alS. Rajasekaran et alIndia study w/ Strict criteria: India study w/ Strict criteria: Debridement within 12 hours Debridement within 12 hours of injury, no sewage or organic of injury, no sewage or organic contamination, no skin loss contamination, no skin loss either primary or secondarily either primary or secondarily during debridementduring debridement

Polytrauma patients excludedPolytrauma patients excludedPhysiological status stable, Physiological status stable, presence of bleeding skin presence of bleeding skin margins, ability to margins, ability to approximate wound edges approximate wound edges without tension and the without tension and the absence of peripheral vascular absence of peripheral vascular diseasedisease

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Immediate primary skin closureImmediate primary skin closure

173 patients 173 patients 

Mean FU 6.2 years; Outcome studyMean FU 6.2 years; Outcome studyExcellent in 150 (86.7%)Excellent in 150 (86.7%)Good in 11            (6.4%)Good in 11            (6.4%)Poor in 12              (6.9%)Poor in 12              (6.9%)

33 total complications in 23 patients33 total complications in 23 patients11 superficial infection11 superficial infection5 deep infection (3 require flap surgery)5 deep infection (3 require flap surgery)6 nonunion (require further surgery)6 nonunion (require further surgery)1 established infected nonunion1 established infected nonunion

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Delayed wound closure +/Delayed wound closure +/‐‐ flap flap coveragecoverage

Bone graft for definitive Bone graft for definitive fracture managementfracture managementDefinitive fracture fixation Definitive fracture fixation methodmethodSkin coverage reconstruction Skin coverage reconstruction ladderladder

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Summary : Open Summary : Open FractureFractureResuscitationResuscitationWatch out for life Watch out for life threatening complicationsthreatening complicationsCleansing & DressingCleansing & DressingDebridement & IrrigationDebridement & IrrigationAntiobiotic prophylaxis & Antiobiotic prophylaxis & antianti‐‐tentanustoxoidtentanustoxoidStabilization of Stabilization of fracturesfracturesDefinite fracture and soft Definite fracture and soft tissue managementtissue managementNutritional support & Nutritional support & Nursing careNursing careRehabilitationRehabilitation

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Reference:Reference:

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