跟骨骨折的生物力學(xué)研究進(jìn)展

李海濤

摘要 ：跟骨骨折在臨床上較為常見，占跗骨骨折的60%。該疾病治療較為困難，且患者預(yù)后情況較差，需要對(duì)患者進(jìn)行詳細(xì)檢查之后，分析其形態(tài)發(fā)生的復(fù)雜變化，進(jìn)而制定個(gè)性化的治療方案。近些年來(lái)臨床中多對(duì)其進(jìn)行骨折分型與治療方面的研究，生物力學(xué)是一門新興的學(xué)科，集中應(yīng)用了生理體系以及經(jīng)典力學(xué)體系，能夠?yàn)楦枪钦鄣闹委熖峁┮粋€(gè)新的研究方向，進(jìn)而從另一個(gè)角度看待該骨折現(xiàn)象，能夠提高患者的愈合效果。本文就將跟骨骨折的生物力學(xué)展開綜述。

關(guān)鍵詞：跟骨骨折;生物力學(xué);應(yīng)力

【中圖分類號(hào)】R-02?? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A??? 【文章編號(hào)】2107-2306（2020）02-279-01

一、跟骨骨折的力學(xué)機(jī)制

跟骨骨折是跗骨骨折中常見的類型，由于該部位形態(tài)不規(guī)則，且解剖部位復(fù)雜，因此手法復(fù)位的可能性較小，因此臨床上給予其手術(shù)治療。林娟穎，劉曉穎，邢立杰，等^[1]研究中顯示，跟骨是人體中較為重要的負(fù)重骨，保障了人體的正?；顒?dòng)，該部位承受了人體50%的重量，且人體在行走時(shí)，該部位承受重量較正常體重的4倍。跟骨發(fā)生骨折的原因與高出墜落或者是暴力有關(guān)，人體從高出跳落后跟骨先著地，垂直暴力與地面的反作用直接作用與跟骨與距骨，進(jìn)而會(huì)產(chǎn)生一種較強(qiáng)的剪切力，使得其向后或者向下移位，因此跟骨骨折常伴有距骨骨折。許燦，李明清，李康華，等^[2]認(rèn)為距下關(guān)節(jié)后臺(tái)階面與跟骨骨折術(shù)后的恢復(fù)有著較大的關(guān)系，且臨床意義已經(jīng)被力學(xué)實(shí)驗(yàn)所證實(shí)，換而言之跟骨三維形態(tài)學(xué)的改變，會(huì)將踝-后足的生物力學(xué)功能破壞。黃諸侯，李俊，陳日齊，等^[3]認(rèn)為，人體從高出跳落時(shí)，足跟若著地，則會(huì)引起壓縮性骨折的發(fā)生，跟骨內(nèi)側(cè)載距與中距下關(guān)節(jié)面發(fā)生軸向劈裂，從而產(chǎn)生“Y”型骨折;舌型骨折則是由于骨折線后支沿著水平方向延伸所致;壓縮性骨折是由于骨折線沿著垂直方向走形。有研究指出給予其跟骨骨折的動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)中可發(fā)現(xiàn)，跟骨骨折承受著軸向均勻沖擊時(shí)，則應(yīng)力作用會(huì)沿著跟距關(guān)節(jié)進(jìn)行傳遞，因此若在根據(jù)最大的英里處發(fā)生撞擊等，則會(huì)導(dǎo)致劈裂裝粉碎骨折的發(fā)生^[4]。

二、生物學(xué)力學(xué)實(shí)驗(yàn)

王成偉^[5]在踝關(guān)節(jié)外側(cè)不穩(wěn)定功能重建的生物力學(xué)研究中，招募了25名研究者，且均為青年男性，平均身高為176厘米，體重為75 kg，研究者身體健康且沒有發(fā)生過踝關(guān)節(jié)等骨折，使用128排螺旋CT對(duì)其進(jìn)行影像學(xué)檢查，檢查后的數(shù)據(jù)進(jìn)行重建，之后輔助生成醫(yī)學(xué)模型的三角結(jié)構(gòu)，使用有限元軟件對(duì)其進(jìn)行分析，證實(shí)了踝關(guān)節(jié)處于600 n處于垂直加載時(shí)，距骨以及脛骨的接觸 應(yīng)力為2.78 Mpa。采用模擬人體正常站立下的受力情況，跟骨應(yīng)力較為均勻，且應(yīng)力較小，且最大的應(yīng)力均分布在根據(jù)底部，該實(shí)驗(yàn)與距骨關(guān)節(jié)面承受人體大部分體重的實(shí)施一致^[6]。距下關(guān)節(jié)不同的應(yīng)力下有著不同的差別，該研究有利的證明跟骨骨折發(fā)生壓縮性骨折的原因。在生成三維CAD的研究中模仿了根據(jù)大部分缺損的情況，且建立了更具大部骨質(zhì)缺損的模型，也模擬了相應(yīng)的治療模式，結(jié)果可知跟骨缺損后移植位較正常的足力大50倍，且髂骨板重建于骨缺損后，穩(wěn)定性、最大應(yīng)力、抗變形能力等明顯優(yōu)^[7]。

三、跟骨骨折的治療

跟骨骨折的治療原則是要將骨折的關(guān)節(jié)面進(jìn)行復(fù)位，且經(jīng)跟骨的幾何外形進(jìn)行恢復(fù)，將距下關(guān)節(jié)面以及與三個(gè)關(guān)節(jié)面的正常解剖關(guān)系進(jìn)行恢復(fù)，將跟骨的負(fù)重力線與其G、B角恢復(fù)。治療該類型骨折有三種方法，其一為非手術(shù)治療，該種方法不利于患者跟骨功能的恢復(fù)，且愈合后容易發(fā)生畸形，以至于跟骨關(guān)節(jié)面沒有獲得復(fù)位，進(jìn)而發(fā)生跟骨的增寬或者是縮短，該手術(shù)適應(yīng)于患有嚴(yán)重疾病的患者，且該類患者有手術(shù)禁忌癥，比如開放性骨折、威脅生命的嚴(yán)重?fù)p傷;其二為早期距下關(guān)節(jié)融合術(shù)，該手術(shù)方式適用于難以使用手術(shù)方法恢復(fù)距下關(guān)節(jié)面平整的情況，也可以適用于骨折時(shí)間超過1個(gè)月的患者，適用于距下關(guān)節(jié)面軟組織損傷的患者;其三為手術(shù)治療^[8]。

四、跟骨骨折后內(nèi)固定術(shù)的生物力學(xué)研究

跟骨骨折內(nèi)固定的適應(yīng)癥為伴有跟骨周圍脫位的患者;跟骨粗隆有明顯外翻或者是內(nèi)翻的患者;跟骰骨關(guān)節(jié)不平整的患者等。該手術(shù)的手術(shù)指征較寬，由于該類型的骨折屬于關(guān)節(jié)內(nèi)骨折，恢復(fù)對(duì)合關(guān)系較為重要，因此需要對(duì)其生物力學(xué)等進(jìn)行相關(guān)研究，以提高手術(shù)效果。

沈超，蔡攀，王秀會(huì)，等^[9]研究中，將跟骨關(guān)節(jié)骨折的患者分為A、B、C三組（根據(jù)骨折后內(nèi)翻角進(jìn)行分組），所有患者均給予X線片、CT檢查后確認(rèn)骨折的治療方案，三組均給予了內(nèi)固定手術(shù)，結(jié)果顯示影響跟骨骨折術(shù)后恢復(fù)的因素是跟骨內(nèi)翻畸形，且聚下關(guān)節(jié)炎的出現(xiàn)與術(shù)后跟骨高度、后關(guān)節(jié)面塌陷等有關(guān)，因此手術(shù)的恢復(fù)程度、內(nèi)翻程度與足踝功能不是絕對(duì)相關(guān)。王凱，徐華^[10]研究中將跟骨骨折的患者分為兩組，分別給予L型外側(cè)切開術(shù)（對(duì)照組）以及改良后微創(chuàng)小口內(nèi)固定術(shù)（觀察組），研究結(jié)果顯示給予觀察組患者的踝關(guān)節(jié)功能恢復(fù)情況良好，原因與手術(shù)切口小，對(duì)機(jī)體損傷小，另外其方法有利于對(duì)跟骨的復(fù)位，縮短了手術(shù)時(shí)間，降低了感染等術(shù)后并發(fā)癥，因此患者術(shù)后恢復(fù)較快。該手術(shù)采用的空心螺紋釘能夠增加跟骨的承載力，且將其足弓穩(wěn)定性增強(qiáng)提高，有效避免了關(guān)節(jié)面的撞擊，緩解了患者術(shù)后疼痛程度，也提高了愈合效果。丁玉來(lái)^[11]研究中給予研究對(duì)象微創(chuàng)鋼板復(fù)位內(nèi)固定術(shù)，經(jīng)過手術(shù)后患者的恢復(fù)時(shí)間以及疼痛程度均優(yōu)，且跟蹤隨訪三個(gè)月可知，觀察組患者的跟骨寬度、高度、Bohler角等均比對(duì)照組患者優(yōu)，原因與微創(chuàng)鋼板在術(shù)后減少對(duì)了軟組織的損害有關(guān)，且該手術(shù)需要將骨折端組織牽拉后進(jìn)行操作，避免了對(duì)骨膜等的影響，避免了神經(jīng)損傷，也利于術(shù)后恢復(fù)。

通過對(duì)跟骨骨折以及骨折術(shù)后內(nèi)固定術(shù)的研究可知，有限元計(jì)算等應(yīng)用于其中有著較好的作用，在為患者制定治療方案時(shí)，可以通過該種方法選擇較好的手術(shù)方式，能夠保證患者達(dá)到治療目的。跟骨骨折屬于嚴(yán)重且復(fù)雜的創(chuàng)傷，患者運(yùn)動(dòng)受限，且疼痛感聚類，通過手術(shù)解剖對(duì)其進(jìn)行骨折復(fù)位，明顯提高了踝關(guān)節(jié)功能的恢復(fù)情況^[12]。

總結(jié)：

機(jī)械力學(xué)在患者骨折恢復(fù)中有一定的優(yōu)勢(shì)，取決于其能夠較好的對(duì)內(nèi)固定器械、內(nèi)固定方法以及生物力學(xué)等進(jìn)行指標(biāo)的量化，由此可以對(duì)骨折內(nèi)應(yīng)力進(jìn)行二維、三維的定量分析，通過模擬跟骨試驗(yàn)，有利于骨折手術(shù)的開展，但是該項(xiàng)技術(shù)還在不斷地研究與實(shí)踐中，在未來(lái)醫(yī)療技術(shù)上能建成理想且精細(xì)的三維有限元模型，會(huì)對(duì)生物力學(xué)研究有一定的促進(jìn)作用，也能夠促進(jìn)跟骨骨折患者的恢復(fù)。

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