新型縫線固定技術(shù)治療髁間嵴骨折的力學(xué)實驗

王江濤，步建立，常 晗，錢宇航，羅 濤，劉玉杰

(1.中國人民解放軍聯(lián)勤保障部隊第980醫(yī)院骨二科，河北 石家莊 050082;2.中國人民解放軍聯(lián)勤保障部隊第92196醫(yī)院骨科，山東 青島 266000;3.中國人民解放軍總醫(yī)院骨科，北京 100853)

Ⅲ、Ⅳ型脛骨髁間嵴撕脫骨折骨塊與骨床分離，前交叉韌帶松弛，同時半月板前角撕裂移位嵌夾在骨折塊之間，影響骨折復(fù)位，非手術(shù)治療效果欠佳，需要手術(shù)治療[1-4]。如果治療不當(dāng)可致膝關(guān)節(jié)松弛、關(guān)節(jié)僵硬、骨折畸形愈合或骨折不愈合等，影響膝關(guān)節(jié)運動功能[5]?？p線固定、螺釘固定和縫合錨釘固定是臨床上常用的3種固定方法[6-8]。研究表明，縫線領(lǐng)帶結(jié)套扎固定強度明顯優(yōu)于螺釘固定和縫合錨釘固定，特別適合骨折塊小或粉碎性骨折以及嚴重骨質(zhì)疏松患者，臨床治療效果良好[9-11]。但是，筆者發(fā)現(xiàn)該方法在治療骨折塊較大的Ⅲ型脛骨髁間嵴骨折時容易出現(xiàn)骨折塊前部翹起、旋轉(zhuǎn)移位等問題。為此，設(shè)計了縫線網(wǎng)狀套扎固定法。本研究旨在通過生物力學(xué)測試，比較縫線網(wǎng)狀套扎固定與縫線領(lǐng)帶結(jié)套扎固定Ⅲ型脛骨髁間嵴撕脫骨折的生物力學(xué)性能，為臨床應(yīng)用提供依據(jù)。報告如下。

1 資 料 與 方 法

1.1一般資料 選取新鮮豬膝關(guān)節(jié)標(biāo)本24個，購自同一飼養(yǎng)場，品種和飼養(yǎng)方法相同，均為雌性，平均月齡7個月，置于-20 ℃冷凍保存，實驗前室溫下復(fù)溫24 h。去除膝關(guān)節(jié)周圍軟組織，保留前交叉韌帶。用特制骨鑿(寬1.5 cm，并刻有深度標(biāo)記線)沿脛骨髁間嵴前、內(nèi)、外側(cè)緣傾斜45 °角鑿入，深度1.0 cm，然后將髁間嵴完整撬起，制造Ⅲ型脛骨髁間嵴骨折模型，骨塊大小為1.5 cm×1.5 cm×1.0 cm。采用電腦隨機方法將骨折模型分為縫線網(wǎng)狀套扎固定組和縫線領(lǐng)帶結(jié)套扎固定組，每組12個關(guān)節(jié)。本研究由同一術(shù)者完成。

1.2骨折固定方法 縫線網(wǎng)狀套扎固定組先將骨折塊解剖復(fù)位，使用肩關(guān)節(jié)縫合彎鉤過線器將6股2號Ultrabraid縫線(Smith & Nephew公司，美國)環(huán)繞前交叉韌帶脛骨基底部穿出，每2股縫線以領(lǐng)帶結(jié)套扎前交叉韌帶基底部與骨折塊交界處。使用前交叉韌帶脛骨定位器(角度45 °)自脛骨結(jié)節(jié)前內(nèi)側(cè)1.5 cm間隔8 mm向骨折塊兩側(cè)鉆取2個直徑1.2 mm骨道，將縫線由骨道牽出，每側(cè)骨道2股縫線于皮質(zhì)骨骨橋上打結(jié)固定。于脛骨結(jié)節(jié)處鉆取直徑1.2 mm的橫向骨道，將另外2股縫線由骨折塊前方，經(jīng)皮下引出并交叉穿過骨道，在皮質(zhì)骨骨橋上打結(jié)固定(圖1)。技術(shù)要點：①縫線環(huán)型套扎前交叉韌帶基底部不穿過韌帶實質(zhì)部，對韌帶組織和骨塊無直接損傷；②縫線對折環(huán)繞前交叉韌帶后，線尾穿過線環(huán)形成活袢樣固定結(jié)構(gòu)，避免因捆扎過緊造成韌帶血運障礙；③骨道關(guān)節(jié)內(nèi)口分別自骨塊前內(nèi)、前外穿出，即4∶30和7∶30方位，盡量避免損傷脛骨平臺軟骨；④骨塊前方2股縫線經(jīng)脛骨近端前方由皮下隧道潛行牽出，可使用鈍頭硬膜外穿刺針帶2號PDS線沿脛骨結(jié)節(jié)兩側(cè)皮下至關(guān)節(jié)腔，導(dǎo)引線將縫合線牽出，可避免因暴力操作致皮下隧道過大造成不必要組織損傷或術(shù)后關(guān)節(jié)液外滲；⑤尾線于皮質(zhì)骨橋上打結(jié)時以3～5個方結(jié)為宜，降低線結(jié)對局部組織刺激。

縫線領(lǐng)帶結(jié)套扎固定組將骨折塊解剖復(fù)位后，使用縫合過線器將4股2號Ultrabraid縫線環(huán)繞前交叉韌帶脛骨附著處穿出，每2股縫線環(huán)形套扎于前交叉韌帶脛骨附著處。使用前交叉韌帶脛骨定位器(角度45 °)自脛骨結(jié)節(jié)前內(nèi)側(cè)1.5 cm間隔8 mm向骨折塊兩側(cè)鉆取2個直徑1.2 mm骨道，將縫線牽出骨道，每側(cè)骨道2股縫線，并于皮質(zhì)骨骨橋上打結(jié)固定(圖2)。技術(shù)要點：①縫線環(huán)繞前交叉韌帶脛骨基底部不穿過韌帶實質(zhì)部；②鉆頭鉆取脛骨骨道時避免損傷股骨髁軟骨，盡量避免損傷脛骨軟骨；③尾線于皮質(zhì)骨橋上打結(jié)時注意避免絞入周圍軟組織。

圖1 縫線網(wǎng)狀套扎組

1.3生物力學(xué)測試 模型制備完成后，室溫下將標(biāo)本固定于力學(xué)測試機上(ElectroForce 3520；BOSE公司，美國)，股骨干與脛骨干呈60 °夾角固定，以便沿前交叉韌帶方向傳導(dǎo)載荷，力學(xué)測試機最大位移限定為17 mm。生物力學(xué)試驗先進行疲勞測試，測試開始前先給予1 Hz、5～20 N、20次循環(huán)預(yù)載荷以消除標(biāo)本黏滯性，后加載5～150 N力并以100 mm/min速率進行200次循環(huán)，每20 Hz采樣1次，記錄載荷和位移變化數(shù)據(jù)。隨后進行拔出試驗，給予0.5 mm/s的速率施加單次拔出載荷直至失敗，測量并記錄最大失敗載荷、失效載荷、拔出剛度及循環(huán)位移數(shù)據(jù)。最大失敗載荷定義為固定失敗時所施加的負荷，即載荷位移曲線最高點的載荷數(shù)值；失效載荷定義為載荷不再直線上升時的載荷數(shù)值；拔出剛度定義為載荷位移曲線中直線區(qū)域的斜率；循環(huán)位移是指施加200次循環(huán)載荷后骨塊位移程度。

1.4統(tǒng)計學(xué)方法 應(yīng)用SPSS 23.0統(tǒng)計軟件分析數(shù)據(jù)。正態(tài)分布的計量數(shù)據(jù)比較采用獨立樣本的t檢驗；非正態(tài)分布的計量資料比較采用Wilcoxon秩和檢驗。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

所有標(biāo)本均完成測試，未發(fā)生骨折、韌帶斷裂等實驗失敗情況。失敗模式：縫線網(wǎng)狀套扎固定組位移超限12例；縫線領(lǐng)帶結(jié)套扎固定組位移超限7例、骨塊翹起3例、骨塊旋轉(zhuǎn)2例，骨塊失穩(wěn)率41.7%，其中骨塊翹起為25%，骨塊旋轉(zhuǎn)為16.7%(圖3～6)。生物力學(xué)顯示，縫線網(wǎng)狀套扎固定組最大失敗載荷、失效載荷高于縫線領(lǐng)帶結(jié)套扎固定組，循環(huán)位移低于縫線領(lǐng)帶結(jié)套扎固定組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；2組拔出剛度差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表1。

表1 2組生物力學(xué)測試指標(biāo)比較Table 1 Comparison of biomechanical indexes between two groups (n=12)

3 討 論

Ⅲ、Ⅳ型脛骨髁間嵴撕脫骨折骨塊移位明顯[12]，臨床上采用的固定方式有多種，哪種效果最佳尚無定論[13-14]?？招穆葆敼潭ㄖ饕糜诠潭ㄖ睆酱笥诼葆斨睆?倍以上的骨折塊完整的骨折，不適合骨折塊小或粉碎性骨折，而且存在骨塊骨折、骨折畸形愈合、內(nèi)撞擊和骺板損傷的問題，術(shù)后需要二次手術(shù)取出內(nèi)固定材料[11,15]?？p合錨釘固定可用于骨折塊小或粉碎性骨折，但是其固定強度較低，易發(fā)生錨釘拔出，特別伴有嚴重骨質(zhì)疏松患者[16]；傳統(tǒng)縫線固定法的優(yōu)點是價格低廉，可用于骨折塊小或粉碎性骨折、伴有嚴重骨質(zhì)疏松患者，但是其固定強度較低，術(shù)后早期膝關(guān)節(jié)需制動，影響功能康復(fù)[17-18]。縫線領(lǐng)帶結(jié)套扎固定法繼承了傳統(tǒng)縫線固定的諸多優(yōu)點，同時固定強度更大，生物力學(xué)測試其固定強度明顯優(yōu)于空心螺釘固定和縫合錨釘固定，術(shù)后早期膝關(guān)節(jié)無需固定，利于膝關(guān)節(jié)功能鍛煉[10]。但是，筆者發(fā)現(xiàn)該方法在固定骨折塊較大的Ⅲ型脛骨髁間嵴骨折時容易出現(xiàn)骨折塊前部翹起和旋轉(zhuǎn)移位等問題。

筆者在縫線領(lǐng)帶結(jié)固定的基礎(chǔ)上設(shè)計了縫線網(wǎng)狀套扎固定法，對骨折塊構(gòu)成多向網(wǎng)狀加壓固定，防止骨折塊移位，保證骨塊固定的穩(wěn)定性。生物力學(xué)研究表明，縫線網(wǎng)狀套扎固定法治療Ⅲ型脛骨髁間嵴骨折，其最大失敗載荷、失效載荷高于縫線領(lǐng)帶結(jié)套扎固定法。失敗模式方面，縫線領(lǐng)帶結(jié)套扎固定組發(fā)生骨塊翹起3例，骨塊旋轉(zhuǎn)移位2例，骨折失穩(wěn)發(fā)生率為41.7%?？p線網(wǎng)狀套扎固定組骨折塊未發(fā)生以上情況，主要是通過增加骨塊前外、前內(nèi)兩個方向的縫線固定，從而彌補了縫線領(lǐng)帶結(jié)套扎固定骨塊前部的薄弱環(huán)節(jié)，固定骨塊更加穩(wěn)定。理論上該固定方法較空心螺釘固定、縫合錨釘固定法的生物力學(xué)性能更具有獨特的優(yōu)勢。

文獻報道，人體日?；顒訒r，前交叉韌帶受力約為150 N，上樓、慢跑等較劇烈的活動時受力約450 N[19]，膝關(guān)節(jié)前后位移<5 mm。本研究結(jié)果顯示，縫線網(wǎng)狀套扎固定組最大失敗載荷均數(shù)為517.42 N，平均循環(huán)位移中位數(shù)為2.46 mm，符合早期關(guān)節(jié)功能鍛煉的生物力學(xué)要求。因此，Ⅲ型脛骨髁間嵴撕脫骨折患者術(shù)后可以早期功能鍛煉。

縫線固定脛骨髁間嵴骨折術(shù)中常采用穿過前交叉韌帶縫扎固定和環(huán)扎前交叉韌帶而不穿過實質(zhì)部分2種技術(shù)[11,16]。本研究2種方法均采用不穿過前交叉韌帶實質(zhì)部分的環(huán)扎固定技術(shù)，避免了因固定物切割致前交叉韌帶斷裂，造成試驗失敗的意外情況。因為脛骨髁間嵴骨折可能伴有前交叉韌帶實質(zhì)部分損傷[20]。術(shù)中穿刺韌帶縫扎，人為加重韌帶損傷，發(fā)生韌帶斷裂風(fēng)險增高。同時，前交叉韌帶血供和營養(yǎng)主要來源于韌帶周圍的滑膜組織，術(shù)中反復(fù)穿刺縫扎會破壞韌帶的供血，加重韌帶損傷，降低韌帶強度。

縫線網(wǎng)狀套扎固定的不足：①操作步驟增加，手術(shù)時間相對延長，縫線網(wǎng)狀套扎固定相較縫線領(lǐng)帶結(jié)套扎增加了骨塊前方2個方向縫線的操作，手術(shù)時間延長約20 min；②存在膝前軟組織損傷風(fēng)險，骨塊前方縫線自皮下潛行隧道穿出，暴力操作時有膝前軟組織損傷及皮下淤血的風(fēng)險；③存在脛骨嵴骨折風(fēng)險，脛骨嵴骨道建立時如位置過于靠前、導(dǎo)針過于粗大、操作過于暴力可能導(dǎo)致醫(yī)源性脛骨嵴骨折。

本研究不足之處：①本文研究對象為非人體標(biāo)本，且因?qū)嶒灄l件局限無法完全模擬人體膝關(guān)節(jié)屈伸和旋轉(zhuǎn)等活動，研究結(jié)果不能完全代表人體實驗結(jié)果；②本試驗為非臨床試驗，研究結(jié)果不能代表臨床實際情況，需進一步臨床試驗驗證；③本研究樣本數(shù)量有限，研究結(jié)果可能存在一定誤差。

綜上所述，縫線網(wǎng)狀套扎固定Ⅲ型脛骨髁間嵴撕脫骨折的生物力學(xué)性能優(yōu)于縫線領(lǐng)帶結(jié)套扎固定法，術(shù)后可有效預(yù)防骨折塊翹起、旋轉(zhuǎn)等對位不良問題，利于膝關(guān)節(jié)早期功能鍛煉。