三種屈肌腱縫合方法的生物力學研究

楊文峰，任遠飛，梁武，許衛兵，張鐵慧*

(1.大連市中心醫院手足外一科，遼寧 大連 116033；2.大連市中心醫院骨外二科，遼寧 大連 116033)

實驗研究

三種屈肌腱縫合方法的生物力學研究

楊文峰1，任遠飛1，梁武1，許衛兵2，張鐵慧1*

(1.大連市中心醫院手足外一科，遼寧 大連 116033；2.大連市中心醫院骨外二科，遼寧 大連 116033)

目的 比較三種不同屈肌腱縫合方法的生物力學性能及操作時間，尋找一種不僅具有良好生物力學性能而且有利于臨床推廣的屈肌腱縫合方式。方法 選取豬后足屈趾深肌腱作為實驗對象，共24個，隨機分為3組。橫行切斷肌腱后，分別采用改良kessler縫合、內鎖縫合、半結鎖定式縫合三種不同縫合方式并結合連續周邊縫合將肌腱斷端進行縫合，記錄操作時間，并對修復肌腱進行生物力學測試，測定修復肌腱的2 mm裂隙抗張強度、斷裂抗張強度和斷裂間隙。結果 與改良kessler縫合相比，內鎖縫合與半結鎖定式縫合均能顯著提高修復肌腱的2 mm裂隙抗張強度和斷裂抗張強度。內鎖縫合的2 mm裂隙抗張強度(58.8±8.1)N與半結鎖定式縫合(53.7±6.0)N沒有明顯差異，而斷裂抗張強度(72.7±6.0)N明顯大于半結鎖定式縫合(60.4±6.6)N。內鎖縫合與改良kessler縫合的斷裂間隙無明顯差異，兩者均小于半結鎖定式縫合(8.5±1.3)mm。與改良kessler縫合(11.1±1.4)min相比，內鎖縫合(15.4±1.1)min與半結鎖定式縫合(15.8±0.9)min的操作時間均較長，而兩者之間無明顯差異。結論 與改良kessler縫合和半結鎖定式縫合相比，內鎖縫合具有更好的生物力學性能并有效阻止間隙形成，更值得臨床應用推廣。

改良kessler縫合；內鎖縫合；半結鎖定式縫合；屈肌腱縫合；生物力學分析

手部屈肌腱損傷是手外科臨床常見疾病之一，選擇合適的屈肌腱縫合方法對于有效抵御間隙形成以促進肌腱的早期愈合至關重要[1-2]。理想的屈肌腱縫合方法不僅需要提供足夠的強度和抗間隙形成能力(剛性)，還需要操作簡便、對肌腱內血供影響較小[3]。目前的多種縫合方法雖然能夠提供足夠的抗張強度，但操作相對較為復雜，需要術者具備較強的操作經驗和縫合技巧，難以在臨床上推廣。因此，尋找一種操作相對簡單且能夠提供較高機械強度的肌腱縫合方法，對于臨床上減少屈肌腱縫合術并發癥至關重要。

改良kessler縫合是目前臨床應用最廣泛的縫合技術。然而以往研究表明，改良kessler縫合所能提供的抗張強度不足，吻合口易于出現裂隙，影響肌腱正常愈合，嚴重時甚至可能出現壞死[4]。內鎖縫合是在改良kessler縫合的抓握式縫合的基礎上，在肌腱斷端輔以扣鎖式縫合，可以顯著提高縫合肌腱的生物力學性能[5]。此外，在內鎖縫合基礎上發展起來的多種十字交叉鎖定式縫合，也顯示了其在生物力學性能上的優勢，成為屈肌腱縫合的重要選擇[6-7]。中國學者劉清河[8]和林加豪[9]發展出半結鎖定式縫合，采用鎖式結構鎖定部分肌腱纖維的方式，與抓握式縫合方法相比，吻合口不易出現分離，可明顯增強修復肌腱的抗拉強度。然而，作為同樣可提供優秀生物力學性能的內鎖縫合和半結鎖定式縫合，目前缺少兩者的對比研究。在本文中，我們系統比較了兩者的生物力學性能差異及操作難易程度、縫合時間的不同，以期為臨床應用提供幫助。

1 資料與方法

1.1 實驗材料及儀器 由于豬后肢屈肌肌腱的結構和直徑類似于人類，我們選擇豬后肢進行實驗研究。豬后肢購自大連礎明集團有限公司，選取重約300～400 g的成年白種豬后肢進行實驗?？p合線分兩種，腱心縫合采用3-0肌腱編織縫線(Weigao，中國) ，連續周邊縫合采用4-0肌腱編織縫線(Weigao，中國)。生物力學測試采用材料力學測定儀(Instron 5567A 型，UK) ，分析軟件為Bluehill (Instron，UK)。

1.2 屈肌腱獲取及斷端縫合 切取趾深屈肌腱，測量肌腱周徑，采用周徑在8～10mm的肌腱，隨機分成3組，每組8根，共24根。用手術刀于肌腱中段切斷，使用改良kessler縫合、內鎖縫合和半結鎖定式縫合三種不同的縫合方式進行肌腱斷端的腱心縫合，之后進行連續周邊縫合(見圖1)。在打結前作預抽緊賦予縫線張力，使切口兩端縫線距離保持在15～17 mm范圍內(縫合前為20 mm)。線結均為3個外科結，由6個正反交替的單結組成。所有操作均由同一個有經驗的外科醫生在一天內完成，由術者在10倍的手術顯微鏡下進行縫合以減少組織損傷。記錄縫合所需要的時間，縫合后的肌腱以生理鹽水紗布濕敷，4℃冷藏，次日進行生物力學測試。

1.3 生物力學分析 以吻合端為中心截取樣本長度為50 mm，分別距吻合端15 mm處做標記，用夾具將肌腱兩端固定于材料力學測定儀上，以Bluehill軟件控制實驗參數。軟件夾具間肌腱長度為30 mm。旋緊夾具，預置前負荷為1.0 N，以10 mm/min的速度勻速拉伸縫合后的肌腱，直至肌腱縫合處完全斷裂為止。在拉伸過程中，采用游標卡尺測量縫合處的斷裂間隙，當出現2mm間隙時，記錄此時的拉力負荷，即為肌腱的2 mm裂隙抗張強度。計算機記錄的負荷峰值為斷裂抗張強度。肌腱斷裂時斷端之間的距離為斷裂間隙。

1.4 統計分析 采用Stata 10.0統計軟件(美國計算機資源公司)對實驗各組2 mm裂隙抗張強度、斷裂抗張強度、斷裂間隙及縫合時間進行統計分析，組間差異采用完全隨機設計的兩均數比較t檢驗，P<0.05為差異具有統計學意義。

圖1 三種屈肌腱縫合方法示意圖

2 結 果

2.1 2 mm裂隙抗張強度 2 mm裂隙抗張強度是檢測肌腱修復后抗張性能的重要指標。在肌腱修復的過程中，大于2mm的間隙形成將會導致肌腱黏連風險增加，嚴重影響肌腱修復。表1顯示，改良kessler縫合、內鎖縫合、半結鎖定式縫合三種不同縫合方式的2 mm裂隙抗張強度分別為(41.6±3.2)N、(58.8±8.1)N、(53.7±6.0)N。統計結果顯示，內鎖縫合和半結鎖定式縫合組的2 mm裂隙抗張強度均大于改良kessler縫合，顯示出更強的抗拉性能。與內鎖縫合組相比，半結鎖定式縫合組的2 mm裂隙抗張強度無顯著差異。

表1 三種屈肌腱縫合方法生物力學性能及縫合時間比較

2.2 斷裂抗張強度 斷裂抗張強度也是反映修復肌腱生物力學性能的重要指標之一。表1顯示，改良kessler縫合、內鎖縫合、半結鎖定式縫合三種不同縫合方式的斷裂抗張強度分別為(46.5±4.5)N、(72.7±6.0)N、(60.4±6.6)N。統計結果顯示，半結鎖定式縫合的斷裂抗張強度大于改良kessler縫合，與半結鎖定式縫合相比，內鎖縫合可提供更大的斷裂抗張強度，差異均有顯著性。

2.3 斷裂方式 改良kessler縫合、內鎖縫合、半結鎖定式縫合的斷裂方式均為腱周連續縫合先斷裂，多為縫線從肌腱斷端切割出來，少部分為線節根部斷裂。繼續牽拉后，腱心縫合線縫線抽出或發生斷裂。內鎖縫合組的腱心縫線全部斷裂，而改良kessler縫合和半結鎖定式縫合組則不同，僅有部分發生縫線斷裂(見表2)。

表2 三種屈肌腱縫合方法肌腱縫合斷裂方式比較(束)

2.4 斷裂間隙 表1顯示，最大的斷裂間隙出現在半結鎖定式縫合組(8.5±1.3)mm，與改良kessler縫合(5.7±0.6)mm和內鎖縫合(5.6±0.7)mm相比差異具有統計學意義。而改良kessler縫合和內鎖縫合之間相比無明顯差別。

2.5 縫合時間 表1顯示，改良kessler縫合、內鎖縫合、半結鎖定式縫合的縫合時間分別為(11.1±1.4)min、(15.4±1.1)min、(15.8±0.9)min。結果顯示，與改良kessler縫合相比，內鎖縫合和半結鎖定式縫合的縫合時間顯著延長(P<0.05)，而兩者間的縫合時間無顯著差異(P>0.05)。

3 討 論

手部屈肌腱損傷是臨床最常見的手外科疾病之一。目前臨床常用的屈肌腱縫合方法有改良Kessler、雙Kessler、Silfverskiold[10]、套圈法[11]、Tsuge[12]、“8”字縫合法[13]等，但療效并不確定。手部屈肌腱縫合對縫合方法所能提供的抗張力要求較高，要滿足術后早期功能鍛煉的最大抗張力和2mm抗張力，強度至少應大于30N[14]。目前常用的縫合方法中，有一些無法提供大于30 N的2 mm抗張力[8-9]，還有一些雖然可以提供，但操作較為復雜[15]，或者影響肌腱的血液供應而影響愈合[16]，不易于臨床推廣。本文研究結果顯示，三種屈肌腱縫合方式所能提供的2 mm裂隙抗張強度均大于30 N，均符合肌腱修復的需求。

內鎖縫合和半結鎖定式縫合是兩種在臨床上具有較大應用潛力的屈肌腱縫合方式，但以往研究缺乏兩者的直接比較研究。本研究系統比較了兩者的生物力學性能差異及操作難易程度、縫合時間的不同，以期為臨床應用提供幫助。研究結果顯示，與傳統的改良kessler縫合相比，結合了鎖式和抓握式縫合優勢的內鎖縫合和半結鎖定式縫合，均能顯著增加縫合肌腱的生物力學性能，增加縫合肌腱的抗張強度，顯示出優秀的生物力學性能。兩者在修復肌腱的2 mm裂隙抗張強度和操作時間方面差距不大，但內鎖縫合的斷裂抗張強度更大、斷裂間隙更小，顯示出更優秀的力學性能，是更為理想的屈肌腱縫合方式。兩者在操作難易程度及縫合時間上無明顯差異，但在實際應用中仍有一些區別和側重。

屈肌腱縫合技術主要分為抓握式縫合和鎖式縫合兩種。鎖式縫合可以通過鎖式結構鎖緊肌腱束抵抗外力，更有效抵御間隙形成，而抓握式縫合則更容易在外力作用下被抽出。研究表明，將抓握式縫合與鎖式縫合相結合可發揮兩種縫合的優勢，明顯增加修復肌腱的生物力學性能[2，17]。內鎖縫合是在Kessler抓握式縫合的基礎上，在腱心處輔以扣鎖結構，利用內鎖結構和走行在肌腱纖維內的縫線提供更大的牽張力。這種縫合方式使內鎖結構的兩根縫線間往往存在較大的交叉剪切力，可能增加縫線斷裂的風險。實驗中我們也發現，內鎖縫合更易于發生縫線斷裂。此外，當肌腱縫合時縫線預張力不足時，這種縫線絞索產生的旋轉應力易導致肌腱斷端的扭轉和斷端不穩定，嚴重影響肌腱內源性愈合。因此，內鎖縫合更適合于縫合經驗較為豐富的術者采用，而且，對縫合線的抗張強度要求更高，需要采用更高質量的縫合線。而半結鎖定式縫合采用鎖式結構鎖定部分肌腱纖維，依靠套圈的縫線與肌腱間的摩擦力來鎖住肌腱[18]。肌腱中交聯的膠原纖維不僅將對縫線產生向上拉力，減少了滑脫及腱劈裂機會，而且斷端張力較小，可能有利于促進肌腱修復。因此，相對而言，內鎖縫合更適合經驗豐富的術者采用，且需要采用更高質量的縫合線。而半結鎖定式縫合則可減少腱心的線結數量，減少線結松脫和縫線斷裂的危險，也可能有利于促進肌腱修復，仍需要進一步的后續實驗驗證。

相比傳統的改良Kessler縫合，內鎖縫合和半結鎖定式縫合均能顯著增加縫合肌腱的生物力學性能，增加縫合肌腱的抗張強度，有效抵御間隙形成。與半結鎖定式縫合相比，內鎖縫合斷裂抗張強度更大、斷裂間隙更小，顯示出更優秀的力學性能，是更為理想的屈肌腱縫合方式。

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Biomechanical Analysis of Three Flexor Tendon Suture Techniques

Yang Wenfeng，Ren Yuanfei，Liang Wu，et al

(Department of 1st Hand and Foot Surgery Orthopedics，Central Hospital of Dalian，Dalian 116033，China)

Objective To perform biomechanical analysis of three flexor tendon suture techniques.Methods A total of 24 porcine flexor digitorum profundus tendons were harvested and randomly divided into 3 groups.The tendons were transversely cut and then repaired using 3 different techniques including Modified Kessler suture，Interlock Stitch Tendon suture and Semi Kessler-Loop lock suture.All of them were combined with running suture.The time required for suturing was recorded and compared among the groups.The 2 mm gap load，the ultimate failure load and the gap at failure were compared.Results Results showed that，in comparison with Modified Kessler suture，Interlock Stitch Tendon suture and Semi Kessler-Loop lock suture could significantly improve the 2 mm gap load and the ultimate failure load of tendon repair.The 2 mm gap load was not significantly different between Interlock Stitch Tendon suture(58.8±8.1)N and Semi Kessler-Loop lock suture(53.7±6.0)N.The ultimate failure load of Interlock Stitch Tendon suture(72.7±6.0)N was greater than Semi Kessler-Loop lock suture(60.4±6.6)N，while Modified Kessler suture(46.5±4.5)N was the lowest.The gap at failure was the largest in Semi Kessler-Loop lock suture(8.5±1.3)mm.The time spent in performing Modified Kessler suture(11.1±1.4)min was shorter than in performing Interlock Stitch Tendon suture(15.4±1.1)min and Semi Kessler-Loop lock suture (15.8±0.9)min.Conclusion In comparison with Modified Kessler suture and Semi Kessler-Loop lock suture，Interlock Stitch Tendon suture can remarkably improve the biomechanical properties of tendon repair and effectively prevent gap formation，which could be useful in clinical applications.

modified kessler suture；interlock stitch tendon suture；semi kessler-loop lock suture；flexor tendon suture；biomechanical study

1008-5572(2017)01-0032-04

國家自然科學基金面上項目(81271394)；大連市科技計劃項目(2015E21SF008)；*本文通訊作者：張鐵慧

楊文峰，任遠飛，梁武，等.三種屈肌腱縫合方法的生物力學研究[J].實用骨科雜志，2017，23(1)：32-35.

R686.1

B

2016-10-25

楊文峰(1981- )，男，主治醫師，大連市中心醫院手足外一科，116033。