犬脛骨骨折模型的夾板固定方法研究

沈忠愿 范逸哲 章 曉 韓 真 魏成建

1.南京中醫(yī)藥大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院，江蘇南京 210023；2.南京中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院骨傷科，江蘇南京 210029

小夾板固定治療四肢長(zhǎng)骨骨折是祖國(guó)醫(yī)學(xué)的特色，其優(yōu)勢(shì)在于可使斷端產(chǎn)生微動(dòng)，促進(jìn)骨折愈合[1]。目前骨折愈合實(shí)驗(yàn)以鼠、兔作為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物較為多見(jiàn)[2]，但鼠、兔體型較小，在骨折實(shí)驗(yàn)中較難固定，骨折愈合周期也較短，無(wú)法進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間觀察骨折愈合的完整過(guò)程[3-4]。與其他實(shí)驗(yàn)動(dòng)物相比，比格犬在骨成分、骨密度等方面與人類骨骼相似度最高，并且根據(jù)機(jī)械性能檢測(cè)，犬的骨骼強(qiáng)度也與人類相似，是開(kāi)展四肢骨折愈合實(shí)驗(yàn)的良好實(shí)驗(yàn)動(dòng)物[5]。但實(shí)驗(yàn)動(dòng)物依從性差，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的夾板固定模型構(gòu)建困難，導(dǎo)致夾板治療骨折的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)難以開(kāi)展。本團(tuán)隊(duì)在預(yù)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了普通夾板固定犬脛骨骨折存在如下幾個(gè)問(wèn)題：①犬難以配合制動(dòng)，患肢經(jīng)常自行負(fù)重，導(dǎo)致骨折移位；②犬的跟腱及腓腸肌尤為細(xì)長(zhǎng)有力，傳統(tǒng)五塊夾板的模式（即前側(cè)、前內(nèi)側(cè)、前外側(cè)、后內(nèi)側(cè)、后外側(cè)）固定下骨折遠(yuǎn)段依舊發(fā)生向前和旋轉(zhuǎn)移位；③犬的習(xí)性導(dǎo)致其后腿更偏向于彎曲，后側(cè)夾板長(zhǎng)期壓迫腘窩，導(dǎo)致壓瘡；④犬常舔舐傷口、撕咬夾板導(dǎo)致夾板脫落，固定失效。為探究安全有效的犬脛骨骨折模型夾板固定方法，本團(tuán)隊(duì)對(duì)普通夾板進(jìn)行改良，研發(fā)了專用于犬脛骨骨折固定的跟托式夾板，并且研發(fā)一款固定架用以犬脛骨骨折夾板固定后的輔助固定，已獲得實(shí)用新型專利（專利號(hào)：ZL202222052214.6）。該固定架在將患肢懸掛固定、保證夾板固定有效的同時(shí)，避免了犬的其他活動(dòng)對(duì)骨折的影響。為驗(yàn)證跟托式夾板聯(lián)合自行研制固定架固定犬脛骨骨折的安全有效性，本研究選取8 只雄性比格犬，建立比格犬單側(cè)脛骨骨折模型，隨機(jī)分為觀察組與對(duì)照組，觀察組予跟托式夾板聯(lián)合自行研發(fā)的固定架固定，對(duì)照組予普通夾板聯(lián)合自行研發(fā)的固定架固定，現(xiàn)將固定架的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果報(bào)道如下。

1 實(shí)驗(yàn)方法與材料

1.1 固定架的設(shè)計(jì)方法

本實(shí)驗(yàn)研究犬脛骨骨折夾板固定方法，前期預(yù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)單獨(dú)使用夾板固定容易被犬撕咬、掙脫，同時(shí)患肢易著地承重使斷端移位，因此本團(tuán)隊(duì)擬設(shè)計(jì)一款輔助固定的固定架解決上述問(wèn)題。初期本團(tuán)隊(duì)使用鐵質(zhì)帶滑輪固定架（圖1），該固定架可懸吊犬足跟處保持脛骨懸空狀態(tài)，滑輪代替患肢滿足日?；顒?dòng)，通過(guò)橫桿與前胸部相連，分散后部滑輪處的承重壓力，減少滑輪連接桿的形變，并限制犬前側(cè)肢體的活動(dòng)，防止撕咬固定架與夾板。但鐵制支架各連接部位存在棱角，容易損傷犬皮膚，固定架存在前后移動(dòng)不能長(zhǎng)時(shí)間保持犬患肢的懸空，并且焊接處不夠牢靠，易被犬掙脫損壞，雖然進(jìn)行3次改良，使用鐵絲加固、模擬環(huán)形外固定支架輔助患肢承重等方法（圖2 ～4），但均無(wú)法滿足實(shí)驗(yàn)需求。因此本團(tuán)隊(duì)自行設(shè)計(jì)3D 打印了適用于犬脛骨骨折模型夾板固定的固定架。

圖1 固定架初次設(shè)計(jì)

圖2 固定架第一次修改

圖3 固定架第二次修改

圖4 固定架第三次修改

選取一只雄性實(shí)驗(yàn)比格犬，通過(guò)測(cè)量得到腹圍、下肢腿長(zhǎng)、腿圍等數(shù)據(jù)?；跐M足懸吊患肢同時(shí)犬可以正常活動(dòng)的原則，使用UG NX 12.0 軟件設(shè)計(jì)繪制固定架圖紙（圖5）。通過(guò)3D 打印技術(shù)制作固定架，固定架材料為L(zhǎng)asty-701，該材料是一種具備精確和耐久特性的類ABS 的立體光造型樹脂，具有耐溫、不易損壞的優(yōu)點(diǎn)。固定架由5 部分組成：①項(xiàng)圈：套于犬類脖頸和前肢后側(cè)；②固定套：將犬中后部軀體包裹其中且固定套位于犬后肢處留有供犬類后肢安放的弧形缺口；③用于支撐犬類移動(dòng)的支架：支架兩兩為一組，分別對(duì)稱安裝在固定套左右兩側(cè)，用于支撐犬的后半部軀體活動(dòng)；④用于防護(hù)骨折處的防護(hù)罩：固定在弧形缺口處的支架上，防護(hù)罩內(nèi)側(cè)設(shè)置有用于綁定患肢的綁定部；⑤萬(wàn)向輪：固定在固定架的底部，代替雙側(cè)后肢進(jìn)行活動(dòng)。

圖5 3D 打印固定架設(shè)計(jì)圖

1.2 比格犬脛骨骨折模型的建立

1.2.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 取8 只12 ～18 個(gè)月雄性比格犬，體重10 ～15 kg，購(gòu)自江蘇泰斯特生物科技有限公司。根據(jù)隨機(jī)數(shù)表法分為觀察組（n=4）和對(duì)照組（n=4）。適應(yīng)性飼養(yǎng)3 d，12 h/12 h 光照循環(huán)，自由進(jìn)食用水，實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度：（23±3）℃，濕度：40%～70%。本研究經(jīng)南京中醫(yī)藥大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)倫理審查批準(zhǔn)（編號(hào)：A221001），實(shí)驗(yàn)過(guò)程中按照實(shí)驗(yàn)動(dòng)物3R 原則給予人道關(guān)懷。

1.2.2 骨折模型的建立 將比格犬籠中飼養(yǎng)3 d以適應(yīng)環(huán)境，X 線透視排除骨折和畸形。使用速眠新Ⅱ[敦化市圣達(dá)動(dòng)物藥品有限公司，批準(zhǔn)文號(hào)：獸藥字（2010）070031582，規(guī)格：1.5 ml ∶0.03 g，10 支/盒]0.05 ml/kg 肌內(nèi)注射麻醉，術(shù)中根據(jù)犬的個(gè)體反應(yīng)差異可追加30%以維持良好的麻醉狀態(tài)。對(duì)犬的右側(cè)脛骨手術(shù)區(qū)域進(jìn)行備皮、消毒后，沿脛骨干中點(diǎn)內(nèi)側(cè)縱行切開(kāi)皮膚、皮下組織約5 cm，切開(kāi)深筋膜，牽開(kāi)脛骨前肌，部分骨膜下剝離暴露脛骨中段。使用擺鋸垂直于脛骨下1/3 骨面處截?cái)?。保證斷端平滑、對(duì)位良好。碘伏、生理鹽水沖洗后縫合切口，無(wú)菌紗布包扎傷口。

1.3 固定方法

1.3.1 對(duì)照組 將普通柳木夾板裁剪為五塊夾板（11 cm×1 cm，3 塊；5 cm×1 cm，2 塊）。骨折模型成功建立后患肢予普通夾板固定，兩前側(cè)板及內(nèi)外側(cè)板上達(dá)膝關(guān)節(jié)下方，下達(dá)足跟，后側(cè)板上達(dá)腘窩下方，下達(dá)足跟。夾板放置完畢后扎帶固定。X 線透視保證斷端對(duì)位良好。將犬置于固定架內(nèi)，患肢膝關(guān)節(jié)屈曲以保證脛骨斷端處不受重力影響分離移位。

1.3.2 觀察組 跟托式夾板的制作：將普通柳木夾板裁剪為五塊夾板（11 cm×1 cm，4 塊；5 cm×1 cm，1 塊，較普通夾板底部多一鐵絲半圓形環(huán)）（圖6）。骨折模型成功建立后患肢予跟托式夾板固定，先放置后側(cè)跟托式夾板，將犬后跟置于夾板遠(yuǎn)端的鐵絲半圓形內(nèi)，后跟剛好放置于兩側(cè)鐵絲之間的間隙中，跟骨后突、跟腱無(wú)壓迫，高度至腘窩下方，內(nèi)外側(cè)及前內(nèi)、前外側(cè)夾板上達(dá)膝關(guān)節(jié)下方，下達(dá)足跟。夾板放置完畢后扎帶固定。X 線透視保證斷端對(duì)位良好。將犬置于固定架內(nèi)，患肢膝關(guān)節(jié)屈曲以保證脛骨斷端處不受重力影響分離移位（圖7）。

圖6 跟托式夾板實(shí)物圖

圖7 固定架使用實(shí)物圖

1.4 術(shù)后處理

術(shù)后前3 d 予注射用青霉素鈉[商丘市成達(dá)動(dòng)物藥品廠，批準(zhǔn)文號(hào)：獸藥字（2012）162471253，規(guī)格：0.96 g（160 萬(wàn)單位）×50 支]80 萬(wàn)單位+0.9%氯化鈉注射液肌內(nèi)注射預(yù)防切口感染，切口滲血較多時(shí)進(jìn)行換藥。每天對(duì)犬外出牽遛、排便直至骨折愈合。

1.5 觀察指標(biāo)及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.5.1 骨折對(duì)位對(duì)線情況 術(shù)后每日使用便攜式X 線機(jī)透視觀察骨折對(duì)位對(duì)線情況，并于當(dāng)天及術(shù)后1、2、4、8 周行X 線檢查，術(shù)后8 周根據(jù)X 線骨折對(duì)位對(duì)線標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估對(duì)位對(duì)線成功率。骨折對(duì)位對(duì)線標(biāo)準(zhǔn)[6]：①解剖對(duì)位或接近解剖對(duì)位：對(duì)線對(duì)位滿意，對(duì)位在2/3 以上，側(cè)方移位及成角＜5°，無(wú)內(nèi)外翻，無(wú)旋轉(zhuǎn)，短縮＜0.5 cm。②功能對(duì)位：骨折對(duì)線良好，無(wú)旋轉(zhuǎn)移位，對(duì)位＞1/3，干骺端骨折對(duì)位＞3/4，內(nèi)外翻＜5°，短縮≤2 cm，成角移位與關(guān)節(jié)活動(dòng)方向一致，且成角≤15°。③畸形：長(zhǎng)骨干骨折對(duì)位對(duì)線差，成角＞15°，旋轉(zhuǎn)＞10°，短縮＞2 cm。解剖對(duì)位或接近解剖對(duì)位以及功能對(duì)位為成功，畸形為失敗。

1.5.2 夾板脫落次數(shù)、夾板調(diào)整次數(shù) 記錄整個(gè)研究過(guò)程夾板脫落次數(shù)及根據(jù)骨折對(duì)位情況調(diào)整夾板的次數(shù)。

1.5.3 壓瘡評(píng)分 采用壓瘡評(píng)分評(píng)估壓瘡情況[7]：按發(fā)生部位、深度和面積分別進(jìn)行評(píng)分（1 個(gè)部位為1 分，以后每增加1 個(gè)部位加2 分；深度按通用標(biāo)準(zhǔn)：Ⅰ度1 分，每增加1 度加3 分；面積2 cm2以內(nèi)為1分，2 ～5 cm2為3 分，以后每增加5 cm2加3 分），總分為三項(xiàng)分值相加之和。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 25.0 統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。非正態(tài)分布數(shù)據(jù)以[M（P25，P75）]表示，采用非參數(shù)檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以例數(shù)或百分比表示，采用Fisher確切概率法檢驗(yàn)；P＜ 0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組骨折對(duì)位對(duì)線成功率比較

觀察組所有比格犬術(shù)后8 周X 線片顯示骨折對(duì)位對(duì)線均良好，對(duì)照組移位明顯（圖8 ～9）。觀察組骨折對(duì)位對(duì)線成功率優(yōu)于對(duì)照組，但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞ 0.05），見(jiàn)表1。

表1 兩組骨折對(duì)位對(duì)線成功率比較

圖8 觀察組術(shù)后8 周X 線正位片

圖9 對(duì)照組術(shù)后8 周X 線正位片

2.2 兩組夾板脫落次數(shù)、夾板調(diào)整次數(shù)比較

觀察組夾板脫落次數(shù)、夾板調(diào)整次數(shù)均少于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜ 0.05），見(jiàn)表2。

表2 兩組夾板脫落次數(shù)、夾板調(diào)整次數(shù)比較[M（P25，P75）]

2.3 兩組壓瘡評(píng)分比較

觀察組壓瘡評(píng)分為[1.50（0.00，3.00）]分，低于對(duì)照組的[5.50（3.50，6.75）]分，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Z=-2.084，P=0.004）。

3 討論

手法復(fù)位小夾板固定治療四肢長(zhǎng)骨骨折是祖國(guó)醫(yī)學(xué)的特色，其優(yōu)勢(shì)在于“動(dòng)靜結(jié)合”，在保證固定牢靠的同時(shí)關(guān)節(jié)可以活動(dòng)，斷端能夠產(chǎn)生微動(dòng)促進(jìn)骨折愈合[8]。小夾板固定已廣泛用于實(shí)驗(yàn)動(dòng)物骨折模型的固定，李睿等[9]將夾板外固定用于兔橈骨骨折模型的固定，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中小夾板固定牢靠、斷端穩(wěn)定；王峰等[10]建立大鼠脛骨閉合性骨折夾板外固定模型，發(fā)現(xiàn)該模型較手術(shù)切開(kāi)與髓內(nèi)固定模型更符合骨折二期愈合的過(guò)程，更加貼近臨床實(shí)際；張偉等[11]建立兔閉合性脛骨骨折模型后使用特殊材質(zhì)的杜仲膠固定，固定6 周后骨折線基本消失且無(wú)明顯移位；李瑛等[12]比較不同松緊度的小夾板固定與鋼板固定對(duì)兔脛骨骨折愈合的影響，發(fā)現(xiàn)合理使用小夾板可使骨痂形成、骨折愈合提前，但該實(shí)驗(yàn)在模型建立后前5 d 使用石膏固定，說(shuō)明單獨(dú)使用小夾板固定兔脛骨骨折存在一定缺陷，有移位可能；孫魯?shù)萚13]使用夾板固定兔于腰椎彎曲位，使踝關(guān)節(jié)達(dá)到頸部以下從而制造兔慢性脊髓損傷夾板固定模型。

目前對(duì)于犬脛骨骨折模型夾板固定的研究較少，單獨(dú)使用夾板固定常容易造成移位與固定失效[14]，本團(tuán)隊(duì)前期預(yù)實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)普通夾板無(wú)法適用于犬脛骨骨折模型。而張晗等[15]根據(jù)小腿、踝部、足跟部解剖形態(tài)設(shè)計(jì)出托跟式夾板用于治療兒童中下1/3 閉合性脛腓骨骨折，該夾板的后側(cè)板將跟骨后部與跟腱托起到支撐杠桿作用，不壓迫跟腱與跟骨后突的同時(shí)控制了骨折移位，在治療過(guò)程中取得較好療效。犬與兒童同樣依從性差、跟腱粗長(zhǎng)、普通夾板固定容易移位與發(fā)生并發(fā)癥，本研究從適用于兒童的托跟式夾板中獲得啟發(fā)，改良研發(fā)出適用于犬脛骨骨折的跟托式夾板，將普通脛骨夾板的后側(cè)板底部多一鐵絲半圓形環(huán)，通過(guò)塑形可將犬足跟部與跟腱包裹其中，托起足跟并控制足踝部在中立位，使小腿與足踝部連為一體，有效減少骨折遠(yuǎn)段向前、旋轉(zhuǎn)移位。而自行研制的3D 打印固定架不僅保證骨折斷端對(duì)位的良好，而且犬可以依靠前肢帶動(dòng)該固定架進(jìn)行活動(dòng)?；贾ブ糜诠潭苌峡梢杂行П苊庵亓σ蛩卦斐晒钦垡莆?，骨折部位的防護(hù)罩也能保護(hù)斷端、防止犬舔舐傷口造成感染。因此兩者結(jié)合較好解決了前期預(yù)實(shí)驗(yàn)犬脛骨骨折模型普通夾板固定所發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，在本研究中使用跟托式夾板聯(lián)合3D 打印犬脛骨骨折固定架治療犬脛骨骨折在夾板脫落次數(shù)、夾板脫落調(diào)整次數(shù)、壓瘡情況方面均優(yōu)于普通小夾板聯(lián)合固定架固定，取得較好療效，而對(duì)于骨折對(duì)位對(duì)線成功率雖優(yōu)于普通小夾板組，但因本次研究樣本量較小，未有明顯差異，可在后期大樣本動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中繼續(xù)觀察。

綜上所述，跟托式夾板聯(lián)合3D 打印固定架是犬脛骨骨折模型安全、有效的夾板固定方式，并且貼近實(shí)際臨床，為后期開(kāi)展大型犬類骨折愈合實(shí)驗(yàn)創(chuàng)造了條件，值得進(jìn)一步推廣與使用。