楊興堯，趙 文，曾智謀，林炎水

成都醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院 骨科 (成都 610500)

髕骨是人體骨骼中最大的籽骨[1]，在膝關(guān)節(jié)活動(dòng)中能增大股四頭肌的作用力矩、傳導(dǎo)，并增強(qiáng)股四頭肌的作用力。Kakazu等[2]研究表明,髕骨能夠加強(qiáng)膝關(guān)節(jié)的力臂多達(dá)30%,從蹲下到起立的過(guò)程中，髕骨最大承受了7倍身體重量的壓力，在伸直膝關(guān)節(jié)約150°時(shí)又承受大約2倍的扭矩。同時(shí),髕骨也能維護(hù)膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定，保護(hù)股骨髁使其免于直接遭受外傷性打擊[3]。其中，橫斷形骨折最為多見(jiàn)，約占所有類型的2/3，多為間接暴力所致[4]。目前，手術(shù)有張力帶鋼絲、改良克氏針張力帶鋼絲、空心釘加張力帶鋼絲、Cable-Pin系統(tǒng)、鋼板固定和部分髕骨切除[5]。改良克氏針張力帶鋼絲能夠固定絕大部分髕骨骨折，且固定效果良好，是目前運(yùn)用最廣泛的固定方式[6-7]。克氏針的固定位置及方式都有統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，但鋼絲繩運(yùn)用的捆綁方式、形態(tài)卻有所不同，醫(yī)生手術(shù)時(shí)會(huì)根據(jù)自己習(xí)慣而做出選擇。本研究通過(guò)對(duì)成都醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院骨科髕骨骨折患者進(jìn)行回顧性研究，觀察不同形態(tài)的鋼絲繩是否對(duì)骨折治愈有影響，同時(shí)探究其力學(xué)特征，分析各種編織鋼絲繩的優(yōu)劣勢(shì)。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

選取2017年1月至2019年9月本院骨科收治的髕骨骨折患者81例，根據(jù)鋼絲形態(tài)的差異分成兩組。試驗(yàn)組48例，采用克氏針雙股編織鋼絲繩固定骨折斷端；對(duì)照組33例，采用克氏針雙股平行鋼絲繩固定骨折斷端。疾病類型：橫行髕骨骨折。術(shù)前向患者告知手術(shù)方案，均簽署相應(yīng)的手術(shù)同意書及病情告知書，完善術(shù)前相關(guān)檢查后安排行手術(shù)治療。納入標(biāo)準(zhǔn)：1)骨折分離移位>3 mm或關(guān)節(jié)面錯(cuò)位>2 mm；2)開(kāi)放髕骨骨折；3)帶有髕骨關(guān)節(jié)軟骨的骨折；4)伸膝無(wú)力或功能喪失；5)能夠用克氏針張力帶完成手術(shù)。排除標(biāo)準(zhǔn)：1)嚴(yán)重粉碎性骨折、骨折塊過(guò)小、無(wú)法用克氏針張力帶完成手術(shù)；2)術(shù)前長(zhǎng)期臥床或術(shù)后因合并其他重大疾病長(zhǎng)期臥床無(wú)法下地活動(dòng)者。本研究采用回顧性對(duì)比隊(duì)列研究，其實(shí)施符合《赫爾辛基宣言》和成都醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院相關(guān)倫理要求。

1.2 植入物材料

骨科植入物-扎絲、金屬骨棒均由上?？苾?yōu)骨科器材有限公司提供。

1.3 手術(shù)方式

1.3.1 試驗(yàn)組 取髕骨前方正中縱行切口，將皮膚及皮下組織向兩側(cè)剖開(kāi)，顯露髕骨前面全貌、股四頭肌和髕肌，仔細(xì)探查其伸肌擴(kuò)張部的內(nèi)外兩側(cè)，去除所有小的游離骨折塊，仔細(xì)檢查髕股關(guān)節(jié)面，徹底沖洗，去除血凝塊和小的骨碎片；點(diǎn)狀復(fù)位鉗或者巾鉗臨時(shí)復(fù)位骨折斷端，再次確認(rèn)關(guān)節(jié)面是否平整后，將2枚克氏針?lè)謩e從髕骨下極髕骨中外、中內(nèi)1/3處植入及前后徑的后1/3處植入，兩針相互平行，自髕骨上極穿出；將準(zhǔn)備好的鋼絲編織成鋼絲繩，并纏繞克氏針，采用雙“8”張力帶，加壓固定，使2枚克氏針尾部突出于臏腱和股四頭肌肌腱在上、下骨折塊附著處。被動(dòng)屈伸膝關(guān)節(jié)，檢查固定是否牢固，沖洗創(chuàng)口，間斷縫合修補(bǔ)髕前及髕旁腱膜，逐層閉合切口(圖1～3)。

圖1 髕骨正側(cè)位克氏針進(jìn)針點(diǎn)

圖2 術(shù)中編織鋼絲繩的制作

圖3 髕骨術(shù)后患者復(fù)查DR資料

1.3.2 對(duì)照組 步驟均同前，唯一不同在于使用雙股平行鋼絲繩纏繞2枚克氏針。手術(shù)均為同一醫(yī)療組完成。

1.3.3 術(shù)后康復(fù)鍛煉 根據(jù)患者骨折嚴(yán)重情況，制定個(gè)性化康復(fù)計(jì)劃。若僅為簡(jiǎn)單橫行骨折，則囑患者早期行直腿抬高鍛煉，在術(shù)后2周內(nèi)行30°屈曲鍛煉，隨后根據(jù)復(fù)查情況制定鍛煉目標(biāo)；若骨折嚴(yán)重，骨塊分離較多，則適當(dāng)延長(zhǎng)康復(fù)鍛煉計(jì)劃。

1.4 觀察指標(biāo)

記錄兩組患者年齡、性別、體重指數(shù)(body mass index,BMI)，患者出院后長(zhǎng)期隨訪，評(píng)估并記錄術(shù)后半年患者膝關(guān)節(jié)屈伸活動(dòng)度、術(shù)后半年膝關(guān)節(jié)美國(guó)特種外科醫(yī)院(hospital for special surgery， HSS)評(píng)分，觀察測(cè)量患者術(shù)后半年膝關(guān)節(jié)X線片；本研究共納入81例患者進(jìn)行觀察，無(wú)失訪病人。

1.5 不同捻距的編織鋼絲繩強(qiáng)度測(cè)試

1.5.1 分組 檢測(cè)機(jī)器、數(shù)據(jù)由上海英格爾檢測(cè)技術(shù)服務(wù)有限公司提供。將直徑為0.6 mm鋼絲編織成雙股鋼絲繩(上?？苾?yōu)骨科器材有限公司提供的骨科植入物-扎絲)，分成5組，捻距0.33 cm為1組(n=5)，0.25 cm為2組(n=5)，0.20 cm為3組(n=5)，0.17 cm為4組(n=5)，0.14 cm為5組(n=5)；雙股平行鋼絲繩為6組(n=5)。各組樣本長(zhǎng)度均為30 cm，不同捻距分組可理解為每1 cm鋼絲鉸鏈?zhǔn)嚼p繞分別為3、4、5、6、7周(圖4)。

圖4 編織鋼絲繩的捻角α和捻距T

1.5.2 抗拉力實(shí)驗(yàn) 檢測(cè)設(shè)備為萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)，校準(zhǔn)日期為2019年3月8日?？估⒖糋B/T 228.1-2010檢測(cè)，將鋼絲兩端夾持在萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)夾頭上,鋼絲繩長(zhǎng)度為30 cm，以 10 mm/min 的加載速率拉伸樣品，直至樣品斷裂，記錄最大力值。

1.5.3 30°抗折彎實(shí)驗(yàn) 參考GB/T238-2013檢測(cè)，鋼絲繩長(zhǎng)度為30 cm，將鋼絲一端固定，另一端用彎折裝置固定，設(shè)置角度為30°，反復(fù)彎折直至斷裂，記錄斷裂時(shí)彎折次數(shù)(圖5)。

圖5 鋼絲繩力學(xué)測(cè)定的機(jī)械和結(jié)果

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 兩組患者一般資料比較

兩組患者性別、年齡、BMI、術(shù)后半年膝關(guān)節(jié)屈伸度、膝關(guān)節(jié)HSS評(píng)分比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)(表1)。

表1 兩組患者一般資料比較

2.2 不同捻距編織鋼絲繩抗拉強(qiáng)度及30°抗折彎次數(shù)

6組鋼絲繩抗拉力實(shí)驗(yàn)和30°抗折彎實(shí)驗(yàn)結(jié)果經(jīng)LSD組間分析，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)(表2)。

表2 不同捻距的編織鋼絲繩抗拉強(qiáng)度及30°抗折彎次數(shù)

2.3 隨訪結(jié)果

81例患者術(shù)后隨訪均愈合良好，無(wú)失訪病例，全部納入數(shù)據(jù)分析。兩組患者常規(guī)術(shù)后第1天復(fù)查患側(cè)膝關(guān)節(jié)正側(cè)位DR，均見(jiàn)骨折斷端對(duì)位良好，內(nèi)固定裝置固定在位，未見(jiàn)松動(dòng)、斷裂、移位；術(shù)后6個(gè)月兩組患者骨折斷端對(duì)位良好，骨折線消失，內(nèi)固定裝置固定牢靠，均骨折愈合，未出現(xiàn)內(nèi)固定裝置斷裂、傷口感染。

3 討論

AO張力帶固定是AO學(xué)派首創(chuàng)并推行的方法，當(dāng)膝關(guān)節(jié)伸屈運(yùn)動(dòng)時(shí)，其髕骨前側(cè)有分離趨勢(shì)，張力帶能夠使張力轉(zhuǎn)變?yōu)榄h(huán)形內(nèi)向的壓力[8]。經(jīng)過(guò)若干改良后，目前應(yīng)用較廣泛的是雙克氏針?shù)摻z環(huán)繞固定，其為手術(shù)固定骨折斷端提供了更多選擇[9]，術(shù)后也允許早期功能鍛煉。但鋼絲滑脫是這種術(shù)式內(nèi)固定失效和骨折再次移位的主要問(wèn)題[10]，有學(xué)者[11]提出，雙股鋼絲的使用能夠加強(qiáng)固定強(qiáng)度。在行手術(shù)治療時(shí)候，經(jīng)典的鋼絲環(huán)繞捆綁方式是單“8”字[12]，但我科則較多使用雙“8”字張力帶捆綁[13]，主要是考慮到術(shù)后存在鋼絲滑脫情況[14]。雙“8”的捆綁方式在一側(cè)內(nèi)固定失效的情況下，能夠起到一定代償作用，幫助固定骨折斷端，不至于內(nèi)固定裝置完全失效。Roe[15]在相關(guān)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，旋轉(zhuǎn)式環(huán)扎比環(huán)式環(huán)扎產(chǎn)生的張力小。同時(shí)，Ali等[16]在研究中發(fā)現(xiàn)，擁有雙袢的張力帶比只有1個(gè)袢張力帶更具有穩(wěn)定性,猜測(cè)雙“8”字的固定方式也比單“8”字固定更具有穩(wěn)定性，這也為下一步研究提供了思路[17]。

本研究所有患者術(shù)后均能達(dá)到髕骨骨折愈合的條件。同時(shí)，根據(jù)患者個(gè)體情況，均在術(shù)后半年至1年內(nèi)行內(nèi)固定裝置取除術(shù)。兩組患者性別、年齡、BMI、術(shù)后半年膝關(guān)節(jié)屈伸度和HSS評(píng)分差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，說(shuō)明雙股平行張力帶鋼絲和雙股編織張力帶鋼絲治療髕骨骨折的效果相近，均能有效幫助髕骨骨折愈合，恢復(fù)關(guān)節(jié)活動(dòng)度。

葉林根等[18]力學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，AO張力帶和Weber改良張力帶承載大于Mag-nusson鋼絲和鋼絲環(huán)扎，均能滿足1 000 N股四頭肌收縮力。本研究對(duì)6組不同的鋼絲繩進(jìn)行了純抗拉力試驗(yàn)和30°抗折試驗(yàn)，結(jié)果6組張力帶鋼絲差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。在相關(guān)研究中也得出同樣的結(jié)果，Steinberg等[19]將1.0 mm和1.5 mm的鋼絲分成單股、雙股平行、雙股編織鋼絲，其結(jié)果顯示，雙股平行和雙股編織的鋼絲峰值載荷、伸長(zhǎng)載荷差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，但均優(yōu)于單股鋼絲。這也就證明了編織鋼絲和雙股平行鋼絲在抗拉力的峰值載荷上，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

張力帶鋼絲在固定過(guò)程中的可變形性能夠提供更好的固定，但反復(fù)彎曲會(huì)影響其本身結(jié)構(gòu)[20]。同時(shí)，編織的雙股鋼絲繩在形成鉸鏈的過(guò)程中，隨著捻角增加、捻距減小，會(huì)造成鋼絲強(qiáng)度損失的增大，也增加了鋼絲上的斷裂點(diǎn)[21]。所以，本研究同時(shí)也進(jìn)行了30°抗折實(shí)驗(yàn)，探究6組鋼絲繩的承受彎曲塑性變形能力?？拐蹖?shí)驗(yàn)?zāi)M動(dòng)態(tài)固定的情況，結(jié)果顯示，6組張力帶鋼絲的抗折次數(shù)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。故思考本實(shí)驗(yàn)的力學(xué)結(jié)果，是否各組鋼絲繩的抗拉、抗折能力相差無(wú)幾，或者是樣本量過(guò)少還不足以體現(xiàn)各組差異。但臨床結(jié)果和本次力學(xué)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)證明，雙股平行和雙股編織的鋼絲繩均能有效固定髕骨骨折，且抗拉、抗折能力相似。Newton等[22]進(jìn)行了相關(guān)研究，指出鋼絲的環(huán)扎與內(nèi)固定的失敗有關(guān)系，導(dǎo)致很多醫(yī)生在擔(dān)心鋼絲影響骨膜血供的情況的下避免使用鋼絲固定。Wilson 等[23]動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明，編織鋼絲能夠減少血管破壞。在Steinberg等[19]實(shí)驗(yàn)中，編織張力帶鋼絲相比雙股平行張力帶鋼絲具有更少的骨接觸面積，減少骨膜血管的損傷和骨膜表面壓力。

本研究也存在一些不足，在試驗(yàn)組患者行雙股編織鋼絲繩加壓骨折斷端時(shí)，并沒(méi)有確定固定捻距，而是根據(jù)術(shù)者習(xí)慣，將捻距控制在0.13～0.25 cm。所以，隨后進(jìn)行了不同捻角鋼絲繩的力學(xué)測(cè)試。同時(shí)，樣本量的缺少，可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)偏倚。但從力學(xué)強(qiáng)度分析了各組不同鋼絲繩的性質(zhì)，從另一個(gè)角度為臨床工作提供依據(jù)，具有一定的參考價(jià)值。

綜上所述，本研究表明雙股編織張力帶鋼絲在一定的捻距情況下，其臨床使用效果和力學(xué)特征與雙股平行張力帶鋼絲相似，均能有效固定髕骨橫行骨折斷端，促進(jìn)愈合。