趙璽玖 蔣佳 趙金忠

肩鎖關(guān)節(jié)脫位是臨床常見肩關(guān)節(jié)損傷，可對(duì)患者的肩鎖關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)及功能造成較大影響。由于連接肩鎖關(guān)節(jié)與胸鎖關(guān)節(jié)的鎖骨是促進(jìn)盂肱關(guān)節(jié)與肩胛胸關(guān)節(jié)協(xié)同運(yùn)動(dòng)的機(jī)械耦合的重要支撐，故肩鎖關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)異常還會(huì)對(duì)肩關(guān)節(jié)復(fù)合體的整體運(yùn)動(dòng)造成影響[1]。我們回顧相關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)肩鎖關(guān)節(jié)脫位及多種修復(fù)治療方法的生物力學(xué)研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 肩鎖關(guān)節(jié)脫位概述

肩鎖關(guān)節(jié)由肩胛骨的肩峰關(guān)節(jié)面與鎖骨的肩峰端關(guān)節(jié)面構(gòu)成，其關(guān)節(jié)囊較松弛，附著于關(guān)節(jié)面周邊。肩鎖關(guān)節(jié)另有連接肩胛骨喙突與鎖骨下面的喙鎖韌帶（斜方韌帶、錐狀韌帶）加固。肩鎖關(guān)節(jié)為平面關(guān)節(jié)，可作各個(gè)方向的微動(dòng)運(yùn)動(dòng)。正常肩鎖關(guān)節(jié)的間隙約3 ～5 mm，當(dāng)肩鎖韌帶或喙鎖韌帶損傷時(shí)，易出現(xiàn)肩鎖關(guān)節(jié)脫位。

肩鎖關(guān)節(jié)損傷有多種分型方法，Rockwood 分型是最常用的方法，其他還有Allman 分型和Tossy分型[2]。Rockwood 分型根據(jù)肩鎖韌帶和喙鎖韌帶的完整性以及關(guān)節(jié)穩(wěn)定性將肩鎖關(guān)節(jié)損傷分為6型，Allman 分型及Tossy 分型則根據(jù)肩鎖關(guān)節(jié)的脫位程度將損傷分為3 型和3 度。

按照Rockwood 分型，Ⅰ、Ⅱ型損傷采取冰敷、止痛、懸吊和相對(duì)制動(dòng)處理，患者疼痛減輕后進(jìn)行康復(fù)鍛煉，以恢復(fù)運(yùn)動(dòng)范圍及穩(wěn)定性。Ⅲ型損傷的治療目前存在爭(zhēng)議。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，在初期行保守治療，根據(jù)療效決定后續(xù)治療方式，不過保守治療失敗可能影響患者的恢復(fù)時(shí)間和恢復(fù)質(zhì)量。Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ型損傷均需手術(shù)治療[3]。

2 肩鎖關(guān)節(jié)生物力學(xué)研究

正常肩鎖關(guān)節(jié)由肩鎖關(guān)節(jié)囊和肩鎖韌帶維持其前后方向的穩(wěn)定性，由喙鎖韌帶維持其上下方向的穩(wěn)定性，而三角肌和斜方肌維持肩鎖關(guān)節(jié)微動(dòng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的穩(wěn)定性。Debski 等[4]發(fā)現(xiàn)，當(dāng)施加于肩鎖關(guān)節(jié)的應(yīng)力方向不同時(shí)，肩鎖關(guān)節(jié)移位情況也不同，這表明肩鎖關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)是多條韌帶同時(shí)作用下的復(fù)合運(yùn)動(dòng)。

肩鎖韌帶在肩鎖關(guān)節(jié)損傷時(shí)會(huì)先于喙鎖韌帶斷裂，當(dāng)其完全斷裂后，喙鎖韌帶成為代償性維持肩鎖關(guān)節(jié)穩(wěn)定的主要韌帶。切斷肩鎖關(guān)節(jié)囊會(huì)導(dǎo)致錐狀韌帶的平均原位力顯著增加，并明顯大于斜方韌帶的平均原位力。而保留肩鎖關(guān)節(jié)囊和肩鎖韌帶，切斷喙鎖韌帶，則鎖骨肩峰端運(yùn)動(dòng)并未增加。Oki 等[5]的研究證實(shí)，單獨(dú)切斷肩鎖韌帶會(huì)引起鎖骨遠(yuǎn)端后移，先切斷肩鎖韌帶后再斷裂斜方韌帶則肩胛骨內(nèi)旋增加，而錐狀韌帶離斷后，鎖骨遠(yuǎn)端后移和肩胛骨內(nèi)旋均進(jìn)一步增加。Morikawa等[6]的研究將肩鎖韌帶上半部分為前、上、后3 個(gè)區(qū)域，對(duì)3 個(gè)區(qū)域行兩兩組合重建，重建前后的生物力學(xué)分析顯示，不同組合對(duì)肩鎖關(guān)節(jié)的水平穩(wěn)定性和旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性的貢獻(xiàn)不同。

Mazzocca 等[7]發(fā)現(xiàn)，喙鎖韌帶斷裂時(shí)錐狀韌帶先于斜方韌帶斷裂，而錐狀韌帶和斜方韌帶可分別限制肩鎖關(guān)節(jié)向上方、后方的位移，故錐狀韌帶對(duì)維持肩鎖關(guān)節(jié)垂直方向穩(wěn)定性有重要作用。Pastor 等[8]的研究顯示，當(dāng)肩鎖韌帶與三角肌及斜方肌同時(shí)損傷時(shí)，鎖骨旋轉(zhuǎn)程度較只有肩鎖韌帶損傷僅小幅增加，表明三角肌和斜方肌對(duì)肩鎖關(guān)節(jié)雖有協(xié)同穩(wěn)定作用但作用較低。Lawrence 等[9]研究發(fā)現(xiàn)，肩峰撞擊患者的肱骨抬高角度較低時(shí)，肩胛骨向上旋轉(zhuǎn)的角度較正常時(shí)顯著減小，且胸鎖關(guān)節(jié)向后旋轉(zhuǎn)也顯著減少，其中有癥狀者較無癥狀者在肩胛骨平面外展時(shí)胸鎖關(guān)節(jié)抬高更小，而胸鎖關(guān)節(jié)與肩鎖關(guān)節(jié)存在一定的生物力學(xué)耦合關(guān)系。

3 肩鎖關(guān)節(jié)脫位手術(shù)治療

3.1 剛性固定物固定

3.1.1 克氏針

克氏針固定指手法復(fù)位肩鎖關(guān)節(jié)后，先后使用2 根克氏針，從肩峰外側(cè)穿入肩峰，經(jīng)肩鎖關(guān)節(jié)沿鎖骨方向進(jìn)入鎖骨，固定肩鎖關(guān)節(jié)。該方法對(duì)修復(fù)喙鎖韌帶、肩鎖韌帶以及肌肉損傷也有所幫助。但是，克氏針固定會(huì)破壞正常關(guān)節(jié)面，限制關(guān)節(jié)微動(dòng)功能。同時(shí)克氏針的韌性和抗旋轉(zhuǎn)能力差，在上肢運(yùn)動(dòng)時(shí)及上肢自身重力作用下，克氏針容易松動(dòng)滑脫，甚至斷裂。一旦克氏針移位，除了肩鎖關(guān)節(jié)穩(wěn)定性丟失以及功能無法恢復(fù)還會(huì)引起并發(fā)癥，目前此方法已很少應(yīng)用。改良方法為在克氏針固定基礎(chǔ)上聯(lián)合張力帶加固，或同時(shí)聯(lián)合喙鎖間固定，如加用喙鎖拉力螺釘、Bosworth 螺釘，以獲得更好的臨床效果[10]。

3.1.2 鎖骨鉤鋼板

鎖骨鉤鋼板是一側(cè)帶橫溝的特殊鋼板，常用的有Wolter 鋼板和AO 鎖骨鉤鋼板。其鉤朝向外側(cè)勾住肩峰，內(nèi)側(cè)鋼板帶螺釘孔固定于鎖骨外側(cè)，將上抬的鎖骨外側(cè)向下壓，通過鎖骨遠(yuǎn)端鋼板固定和穿過肩峰的鉤形成杠桿作用，維持肩關(guān)節(jié)垂直方向的穩(wěn)定性，鋼板與鉤形成一定角度維持水平方向的穩(wěn)定性。鎖骨鉤鋼板適用于肩鎖關(guān)節(jié)脫位、鎖骨遠(yuǎn)端骨折等創(chuàng)傷修復(fù)，目前較常用。其優(yōu)點(diǎn)為對(duì)鎖骨遠(yuǎn)端固定較充分，同時(shí)允許鎖骨的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，可降低內(nèi)固定物失敗率及活動(dòng)時(shí)疼痛率，患者術(shù)后功能鍛煉和體育運(yùn)動(dòng)均可以更早進(jìn)行。缺點(diǎn)是易發(fā)生肩峰下骨溶解、肩峰下撞擊、肩關(guān)節(jié)僵硬、鋼板固定周圍骨折、肩袖損傷等術(shù)后并發(fā)癥[11]。

Shih 等[12]進(jìn)行有限元分析研究發(fā)現(xiàn)，較長(zhǎng)的鎖骨鉤鋼板可降低鎖骨內(nèi)應(yīng)力值，減小鋼板對(duì)肩峰的作用力，如果鋼板材料的楊氏模量較小，則鎖骨應(yīng)力增加，肩峰承擔(dān)應(yīng)力小于鎖骨承擔(dān)應(yīng)力。韌帶修復(fù)后盡早拆除鋼板可減少術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生。Shen 等[13]研究認(rèn)為，肩峰下骨溶解的發(fā)生與患者的鎖骨遠(yuǎn)端肩峰角存在一定相關(guān)性。鎖骨鉤鋼板鉤角的角度與術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生也有一定相關(guān)性。鉤角角度越小則鎖骨中1/3 的應(yīng)力增加越多，而鉤角角度越大肩峰的應(yīng)力增加越多，合適的鉤角角度可以實(shí)現(xiàn)鋼板與肩峰下表面的精確接觸而非點(diǎn)接觸，有利于減少術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生[14-15]。Hung 等[15]通過有限元模擬研究也證實(shí)了以上結(jié)果，且發(fā)現(xiàn)鋼板最內(nèi)側(cè)位置的螺釘可產(chǎn)生最大的應(yīng)力，鎖骨鋼板的鉤角則集中了最大應(yīng)力。Wu 等[16]利用3D打印技術(shù)根據(jù)患者肩鎖關(guān)節(jié)對(duì)鎖骨鉤鋼板的鉤角進(jìn)行個(gè)體化調(diào)整，盡可能增加鉤角角度以減少肩峰下鉤體占用空間，降低術(shù)后肩峰撞擊發(fā)生的可能。

3.1.3 Bosworth 螺釘

Bosworth 螺釘固定時(shí)，采用1 枚螺釘穿過鎖骨并將其垂直固定于喙突基底部，以代替喙鎖韌帶，為肩鎖關(guān)節(jié)提供穩(wěn)定性，維持鎖骨與喙突間的正常位置[17]。其優(yōu)點(diǎn)是不破壞肩鎖關(guān)節(jié)完整性，術(shù)后發(fā)生肩鎖關(guān)節(jié)炎的可能性降低[18]。缺點(diǎn)是固定期間可能出現(xiàn)螺釘斷裂或移位，手術(shù)后6 周需進(jìn)行二次手術(shù)將螺釘取出。該方法同樣會(huì)限制肩鎖關(guān)節(jié)的微動(dòng)功能，改變肩鎖關(guān)節(jié)原有的生物力學(xué)特性。該方法目前使用較少。

3.2 Weaver-Dunn 手術(shù)及其改良方法

Weaver-Dunn 手術(shù)使用患者自身喙肩韌帶進(jìn)行重建，手術(shù)時(shí)切除鎖骨遠(yuǎn)端并將喙肩韌帶遠(yuǎn)端離斷后縫合固定于鎖骨遠(yuǎn)端。改良Weaver-Dunn 手術(shù)加用縫線、螺釘、鋼纜等材料固定，主要用于急、慢性肩鎖關(guān)節(jié)脫位，尤其是合并肩鎖關(guān)節(jié)炎、持續(xù)鎖骨外側(cè)慢性疼痛的患者。其優(yōu)點(diǎn)是可恢復(fù)肩胛骨與鎖骨的連接及肩胛骨穩(wěn)定性，減少肩鎖關(guān)節(jié)繼發(fā)病變引起的并發(fā)癥。缺點(diǎn)是喙肩弓完整性被破壞，可影響肱骨頭前上方的穩(wěn)定性[19]。喙肩韌帶強(qiáng)度僅為喙鎖韌帶的30%左右，易發(fā)生術(shù)后肩鎖關(guān)節(jié)再脫位。研究顯示，改良Weaver-Dunn 手術(shù)經(jīng)加用材料固定，可明顯提高垂直方向強(qiáng)度，但犧牲了肩鎖關(guān)節(jié)囊的穩(wěn)定性，在水平方向?qū)︽i骨穩(wěn)定性不能很好控制[20]。該方法并非解剖重建喙鎖韌帶，鎖骨位置會(huì)改變，可導(dǎo)致術(shù)后移位、關(guān)節(jié)不穩(wěn)定及肩部力量不足發(fā)生。

3.3 韌帶重建

3.3.1 帶袢鋼板法重建喙鎖韌帶

帶袢鋼板法重建喙鎖韌帶可分為單隧道重建和雙隧道重建。Banffy 等[21]的研究表明，單隧道重建的生物力學(xué)性能與完整韌帶狀態(tài)相當(dāng)，與雙隧道重建相比，性能相似而鎖骨骨折風(fēng)險(xiǎn)更低。Nuzzo 等[22]的研究表明，單隧道重建可以更好地恢復(fù)錐狀韌帶的解剖位置，減少后壁爆裂可能。雙隧道重建又分為單喙鎖骨環(huán)和雙喙鎖骨環(huán)。一項(xiàng)尸體研究表明，天然肩鎖關(guān)節(jié)韌帶的靜態(tài)性能優(yōu)于這兩種重建技術(shù)，而單喙鎖骨環(huán)重建的動(dòng)態(tài)生物力學(xué)性能好于雙喙鎖骨環(huán)重建，單喙鎖骨環(huán)重建較雙喙鎖骨環(huán)重建骨折風(fēng)險(xiǎn)更低，胸鎖關(guān)節(jié)存在與否對(duì)重建結(jié)果沒有明顯影響[23]。

Endobutton 帶袢鋼板法是將兩塊鋼板分別置于患者鎖骨上方和喙突下方，鎖骨和喙突上分別鉆孔，再通過一個(gè)環(huán)形袢形成非剛性固定連接，模擬喙鎖韌帶重建。環(huán)形袢收緊后的張力具有防止喙鎖連接斷開的作用，在肩關(guān)節(jié)活動(dòng)時(shí)可以旋轉(zhuǎn),達(dá)到解剖復(fù)位的同時(shí)又可保留鎖骨的微動(dòng)功能[24],其強(qiáng)度和剛度可以超過喙鎖韌帶強(qiáng)度的40%[25]。Endobutton 鋼板不會(huì)對(duì)肩峰端產(chǎn)生影響，研究表明，手術(shù)后患肩可以充分抬高，鎖骨上升可達(dá)35°，內(nèi)收和后伸運(yùn)動(dòng)均可完成，符合肩鎖關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)[26]。不過，鎖骨和喙突上的鉆孔易導(dǎo)致這兩處骨折。孫遼軍等[27]的研究顯示，雙Endobutton 鋼板重建喙鎖韌帶時(shí)，選擇中心-中心型喙突骨隧道或內(nèi)側(cè)-中心型喙突骨隧道均可以降低術(shù)后喙突骨折發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。研究表明，固定點(diǎn)的位置對(duì)重建效果影響較大。帶袢鋼板實(shí)際上更接近斜方韌帶的解剖位置，而固定裝置的力臂越短越容易發(fā)生鎖骨向上脫位，即原本為向下的力矩與引起鎖骨遠(yuǎn)端向上脫位的力矩達(dá)到平衡，當(dāng)固定裝置離鎖骨遠(yuǎn)端更近時(shí)，則應(yīng)力減小，從而更偏離于原喙鎖韌帶的位置，導(dǎo)致其生物力學(xué)功能無法保證[28]。

TightRope 帶袢鋼板是將2 塊鈦鈕置于患者的鎖骨上及喙突下，4 根FiberWire 線圈通過骨隧道將鈦鈕連接起來，以模擬喙鎖韌帶重建。FiberWire線圈的強(qiáng)度超過Endobutton 縫線，術(shù)中可根據(jù)患者情況調(diào)整線圈長(zhǎng)度，其超高分子量聚乙烯材質(zhì)能提供更好的機(jī)械彈性固定[29]。喙鎖韌帶的最大可承受軸向負(fù)荷為598 N，TightRope 袢鋼板可以提供較其更高的強(qiáng)度[30]。Minkus 等[31]認(rèn)為，TightRope帶袢鋼板僅可在垂直方向提供穩(wěn)定性，而水平方向則無法提供穩(wěn)定性，所以可發(fā)生動(dòng)態(tài)的后向移位。研究顯示，TightRope 帶袢鋼板系統(tǒng)的生物力學(xué)效果并未顯著優(yōu)于克氏針固定或鎖骨鉤鋼板固定[32]。

Endobutton 帶袢鋼板及TightRope 帶袢鋼板兩種方法還存在縫線或線圈的剛性較高引發(fā)過度約束的問題，這可導(dǎo)致鎖骨外側(cè)端疼痛、骨溶解發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)增加。Voss 等[33]的研究顯示，距離解剖位置±3 mm 范圍內(nèi)的過度約束可能不會(huì)導(dǎo)致關(guān)節(jié)內(nèi)壓力增大。

3.3.2 肌腱移植重建喙鎖韌帶

肌腱移植重建喙鎖韌帶包括自體重建、異體重建和人工LARS 韌帶重建。重建時(shí)術(shù)者將游離移植物從喙突基底部繞過，穿過鎖骨上已鉆好的內(nèi)、外側(cè)骨隧道，并將其固定縫合于鉆孔上。研究表明，與Weaver-Dunn 手術(shù)相比，該重建方式更接近喙鎖韌帶的原有生物效能，可使肩鎖關(guān)節(jié)前后平移更少[7]。該手術(shù)一般選擇半腱肌、掌長(zhǎng)肌腱、骨薄肌腱等進(jìn)行移植。韌帶解剖重建的優(yōu)點(diǎn)是移植物的力學(xué)強(qiáng)度大，固定牢靠，臨床治療效果好。其中人工韌帶移植術(shù)后早期的穩(wěn)定性更好，并發(fā)癥發(fā)生更少[34]，而自體半腱肌與未損傷喙鎖韌帶的強(qiáng)度相當(dāng)[7]。通過人工韌帶的加強(qiáng)，可以減少自體游離肌腱復(fù)位丟失發(fā)生的可能。

3.3.3 肩鎖韌帶重建

肩鎖韌帶重建以固定鎖骨遠(yuǎn)端與肩峰，可使鎖骨遠(yuǎn)端有穩(wěn)定的立體結(jié)構(gòu)，更符合肩鎖關(guān)節(jié)原有的生理解剖關(guān)系。肌腱愈合后即形成永久性結(jié)構(gòu)，可減少長(zhǎng)期并發(fā)癥發(fā)生。Ibrahim 等[35]采用單獨(dú)重建肩鎖韌帶的方式來修復(fù)肩鎖關(guān)節(jié)，結(jié)果顯示重建結(jié)構(gòu)于前后方向和上下方向在機(jī)械應(yīng)力下均有較好的平移穩(wěn)定性，與天然韌帶強(qiáng)度相當(dāng)。該研究表明，無需修復(fù)喙鎖韌帶也可修復(fù)肩鎖關(guān)節(jié)損傷。

3.4 喙鎖韌帶聯(lián)合肩鎖關(guān)節(jié)囊修復(fù)

重建喙鎖韌帶只能恢復(fù)肩鎖關(guān)節(jié)垂直方向的穩(wěn)定性，而水平方向穩(wěn)定性并未恢復(fù)。Le Hanneur等[36]的研究顯示，通過喙肩韌帶重建肩鎖韌帶聯(lián)合兩條肌腱重建斜方韌帶、錐狀韌帶，可實(shí)現(xiàn)肩鎖關(guān)節(jié)的三束解剖重建，修復(fù)后的肩鎖關(guān)節(jié)在前、后、上三個(gè)方向的穩(wěn)定性均高于原肩鎖關(guān)節(jié)；同時(shí)與改良Weaver-Dunn 手術(shù)相比，其水平方向平移更小。Sch?r 等[37]提出“雙鋼絲繩固定附加肩鎖關(guān)節(jié)FiberTape 固定（DTRC）”及“Poly-Tape 和FiberTape 以雙足方式（Bipod）分別將鎖骨固定于肩峰和喙突”兩種修復(fù)方法，與僅用雙鋼絲繩固定鎖骨于喙突的方法相比，Bipod 方法的伸長(zhǎng)率略高，DTRC 方法的負(fù)荷失效率更高，但兩種方法在剛度方面均與僅用雙鋼絲繩固定無明顯差異。這表明喙鎖韌帶聯(lián)合肩鎖關(guān)節(jié)囊修復(fù)，其益處可能小于再固定帶來的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

3.5 關(guān)節(jié)鏡手術(shù)

目前關(guān)節(jié)鏡肩鎖關(guān)節(jié)修復(fù)術(shù)已比較完善，該手術(shù)創(chuàng)傷小且便于探查。Hashiguhi 等[38]和Zhang等[39]分別對(duì)關(guān)節(jié)鏡下行Endobutton 和TightRope 喙鎖韌帶重建進(jìn)行研究，結(jié)果均顯示治療效果滿意。關(guān)節(jié)鏡手術(shù)將是未來的發(fā)展方向。

4 小結(jié)

對(duì)肩鎖關(guān)節(jié)生物力學(xué)的研究有助于更好地治療肩鎖關(guān)節(jié)脫位。未來在比較多種手術(shù)方法后的生物力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)情況與正常狀態(tài)下的異同方面仍需開展更多研究，以了解手術(shù)的確切療效，尤其對(duì)治療方式仍存爭(zhēng)議的Rockwood Ⅲ型肩鎖關(guān)節(jié)脫位，需開展多角度研究，以幫助患者更好地恢復(fù)肩關(guān)節(jié)功能。