楊興堯，趙 文，曾智謀，林炎水

成都醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院 骨科 (成都 610500)

髕骨是人體骨骼中最大的籽骨[1]，在膝關節(jié)活動中能增大股四頭肌的作用力矩、傳導，并增強股四頭肌的作用力。Kakazu等[2]研究表明,髕骨能夠加強膝關節(jié)的力臂多達30%,從蹲下到起立的過程中，髕骨最大承受了7倍身體重量的壓力，在伸直膝關節(jié)約150°時又承受大約2倍的扭矩。同時,髕骨也能維護膝關節(jié)穩(wěn)定，保護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，約占所有類型的2/3，多為間接暴力所致[4]。目前，手術有張力帶鋼絲、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，是目前運用最廣泛的固定方式[6-7]?？耸厢樀墓潭ㄎ恢眉胺绞蕉加薪y(tǒng)一認識，但鋼絲繩運用的捆綁方式、形態(tài)卻有所不同，醫(yī)生手術時會根據(jù)自己習慣而做出選擇。本研究通過對成都醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院骨科髕骨骨折患者進行回顧性研究，觀察不同形態(tài)的鋼絲繩是否對骨折治愈有影響，同時探究其力學特征，分析各種編織鋼絲繩的優(yōu)劣勢。

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。試驗組48例，采用克氏針雙股編織鋼絲繩固定骨折斷端；對照組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。術前向患者告知手術方案，均簽署相應的手術同意書及病情告知書，完善術前相關檢查后安排行手術治療。納入標準：1)骨折分離移位>3 mm或關節(jié)面錯位>2 mm；2)開放髕骨骨折；3)帶有髕骨關節(jié)軟骨的骨折；4)伸膝無力或功能喪失；5)能夠用克氏針張力帶完成手術。排除標準：1)嚴重粉碎性骨折、骨折塊過小、無法用克氏針張力帶完成手術；2)術前長期臥床或術后因合并其他重大疾病長期臥床無法下地活動者。本研究采用回顧性對比隊列研究，其實施符合《赫爾辛基宣言》和成都醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院相關倫理要求。

1.2 植入物材料

骨科植入物-扎絲、金屬骨棒均由上海科優(yōu)骨科器材有限公司提供。

1.3 手術方式

1.3.1 試驗組 取髕骨前方正中縱行切口，將皮膚及皮下組織向兩側剖開，顯露髕骨前面全貌、股四頭肌和髕肌，仔細探查其伸肌擴張部的內(nèi)外兩側，去除所有小的游離骨折塊，仔細檢查髕股關節(jié)面，徹底沖洗，去除血凝塊和小的骨碎片；點狀復位鉗或者巾鉗臨時復位骨折斷端，再次確認關節(jié)面是否平整后，將2枚克氏針分別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。被動屈伸膝關節(jié)，檢查固定是否牢固，沖洗創(chuàng)口，間斷縫合修補髕前及髕旁腱膜，逐層閉合切口(圖1～3)。

圖1 髕骨正側位克氏針進針點

圖2 術中編織鋼絲繩的制作

圖3 髕骨術后患者復查DR資料

1.3.2 對照組 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。手術均為同一醫(yī)療組完成。

1.3.3 術后康復鍛煉 根據(jù)患者骨折嚴重情況，制定個性化康復計劃。若僅為簡單橫行骨折，則囑患者早期行直腿抬高鍛煉，在術后2周內(nèi)行30°屈曲鍛煉，隨后根據(jù)復查情況制定鍛煉目標；若骨折嚴重，骨塊分離較多，則適當延長康復鍛煉計劃。

1.4 觀察指標

記錄兩組患者年齡、性別、體重指數(shù)(body mass index,BMI)，患者出院后長期隨訪，評估并記錄術后半年患者膝關節(jié)屈伸活動度、術后半年膝關節(jié)美國特種外科醫(yī)院(hospital for special surgery， HSS)評分，觀察測量患者術后半年膝關節(jié)X線片；本研究共納入81例患者進行觀察，無失訪病人。

1.5 不同捻距的編織鋼絲繩強度測試

1.5.1 分組 檢測機器、數(shù)據(jù)由上海英格爾檢測技術服務有限公司提供。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)。各組樣本長度均為30 cm，不同捻距分組可理解為每1 cm鋼絲鉸鏈式纏繞分別為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 抗拉力實驗 檢測設備為萬能材料試驗機，校準日期為2019年3月8日?？估⒖糋B/T 228.1-2010檢測，將鋼絲兩端夾持在萬能材料試驗機夾頭上,鋼絲繩長度為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°抗折彎實驗 參考GB/T238-2013檢測，鋼絲繩長度為30 cm，將鋼絲一端固定，另一端用彎折裝置固定，設置角度為30°，反復彎折直至斷裂，記錄斷裂時彎折次數(shù)(圖5)。

圖5 鋼絲繩力學測定的機械和結果

1.6 統(tǒng)計學方法

2 結果

2.1 兩組患者一般資料比較

兩組患者性別、年齡、BMI、術后半年膝關節(jié)屈伸度、膝關節(jié)HSS評分比較，差異無統(tǒng)計學意義(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度及30°抗折彎次數(shù)

6組鋼絲繩抗拉力實驗和30°抗折彎實驗結果經(jīng)LSD組間分析，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)(表2)。

表2 不同捻距的編織鋼絲繩抗拉強度及30°抗折彎次數(shù)

2.3 隨訪結果

81例患者術后隨訪均愈合良好，無失訪病例，全部納入數(shù)據(jù)分析。兩組患者常規(guī)術后第1天復查患側膝關節(jié)正側位DR，均見骨折斷端對位良好，內(nèi)固定裝置固定在位，未見松動、斷裂、移位；術后6個月兩組患者骨折斷端對位良好，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學派首創(chuàng)并推行的方法，當膝關節(jié)伸屈運動時，其髕骨前側有分離趨勢，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)過若干改良后，目前應用較廣泛的是雙克氏針鋼絲環(huán)繞固定，其為手術固定骨折斷端提供了更多選擇[9]，術后也允許早期功能鍛煉。但鋼絲滑脫是這種術式內(nèi)固定失效和骨折再次移位的主要問題[10]，有學者[11]提出，雙股鋼絲的使用能夠加強固定強度。在行手術治療時候，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]，主要是考慮到術后存在鋼絲滑脫情況[14]。雙“8”的捆綁方式在一側內(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]在相關力學實驗中發(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，Ali等[16]在研究中發(fā)現(xiàn)，擁有雙袢的張力帶比只有1個袢張力帶更具有穩(wěn)定性,猜測雙“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]。

本研究所有患者術后均能達到髕骨骨折愈合的條件。同時，根據(jù)患者個體情況，均在術后半年至1年內(nèi)行內(nèi)固定裝置取除術。兩組患者性別、年齡、BMI、術后半年膝關節(jié)屈伸度和HSS評分差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，說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，恢復關節(jié)活動度。

葉林根等[18]力學實驗發(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6組不同的鋼絲繩進行了純抗拉力試驗和30°抗折試驗，結果6組張力帶鋼絲差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。在相關研究中也得出同樣的結果，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，其結果顯示，雙股平行和雙股編織的鋼絲峰值載荷、伸長載荷差異無統(tǒng)計學意義(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，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。

張力帶鋼絲在固定過程中的可變形性能夠提供更好的固定，但反復彎曲會影響其本身結構[20]。同時，編織的雙股鋼絲繩在形成鉸鏈的過程中，隨著捻角增加、捻距減小，會造成鋼絲強度損失的增大，也增加了鋼絲上的斷裂點[21]。所以，本研究同時也進行了30°抗折實驗，探究6組鋼絲繩的承受彎曲塑性變形能力。抗折實驗模擬動態(tài)固定的情況，結果顯示，6組張力帶鋼絲的抗折次數(shù)差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。故思考本實驗的力學結果，是否各組鋼絲繩的抗拉、抗折能力相差無幾，或者是樣本量過少還不足以體現(xiàn)各組差異。但臨床結果和本次力學實驗的數(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]進行了相關研究，指出鋼絲的環(huán)扎與內(nèi)固定的失敗有關系，導致很多醫(yī)生在擔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]動物實驗證明，編織鋼絲能夠減少血管破壞。在Steinberg等[19]實驗中，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，在試驗組患者行雙股編織鋼絲繩加壓骨折斷端時，并沒有確定固定捻距，而是根據(jù)術者習慣，將捻距控制在0.13～0.25 cm。所以，隨后進行了不同捻角鋼絲繩的力學測試。同時，樣本量的缺少，可能導致數(shù)據(jù)偏倚。但從力學強度分析了各組不同鋼絲繩的性質(zhì)，從另一個角度為臨床工作提供依據(jù)，具有一定的參考價值。

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，促進愈合。