中醫(yī)小夾板作用機理及發(fā)展

孔 博 顏 威 李飛躍 奚小冰

(1 上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院，上海，200025； 2 上海市中西醫(yī)結(jié)合防治骨與關(guān)節(jié)病損重點實驗室，上海，200025)

小夾板作為重要的骨折外固定工具有著數(shù)千年的歷史，有關(guān)其最早的歷史記載見于漢代的《中藏經(jīng)》，其中包含有關(guān)于骨折固定的記載，即“大段折傷者，上更以竹片夾之”。晉代葛洪在《肘后救卒方》中則詳細(xì)記載了用竹板固定治療骨折，拓展了小夾板治療骨折的歷史。隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進步，小夾板受到西方內(nèi)固定技術(shù)的沖擊，已經(jīng)失去了原有的優(yōu)勢；另一方面，傳統(tǒng)的醫(yī)用小夾板一般是木板或者樹皮改造而成的，在使用過程中存在笨重、透氣性差以及板間壓力僅能靠醫(yī)生多年經(jīng)驗確定等缺陷。因此，迫切需要利用新的科學(xué)技術(shù)對傳統(tǒng)小夾板進行改良，進而研發(fā)出能夠在臨床中被廣泛使用的新型小夾板。現(xiàn)通過對醫(yī)用小夾板固定機理進行總結(jié)，并對小夾板的現(xiàn)狀及其改良緊張中存在的問題進行分析討論，以求促進新型小夾板的研發(fā)，為臨床更好的治療橈骨遠(yuǎn)端骨折提供更加優(yōu)良的治療方案。

1 醫(yī)用小夾板的固定機理

晚唐時期的骨傷科大家藺道人于《仙授理傷續(xù)斷秘方》所記載的“凡由轉(zhuǎn)腳凹之類不可夾縛，恐后伸不得”“將絹片包之，后時時運動”奠定了“動靜結(jié)合、筋骨并重”的骨折治療原則，充分體現(xiàn)了小夾板“簡、便、效、廉”的優(yōu)點。同時，也指出了小夾板外固定在臨床使用中的注意事項，有力推動了其規(guī)范化的發(fā)展。近年來，基于對夾板固定骨折生物力學(xué)機理的研究，小夾板固定技術(shù)的機理得到了進一步補充和發(fā)展。

1.1 動靜結(jié)合原則 “動靜結(jié)合”不僅是骨折治療的重要原則之一，中國接骨學(xué)的理論基石，更是小夾板彈性固定治療骨折的重要機理。

“靜”即靜止不動，小夾板固定治療骨折時，尤其強調(diào)固定牢靠，保證骨折部位不發(fā)生移位，為骨折正確復(fù)位和早期愈合創(chuàng)造有力條件。夾板固定技術(shù)是通過扎帶、夾板和壓墊的外部作用力固定患部以對抗骨折的成角移位和側(cè)方移位。同時，“靜”的原則還強調(diào)患者要多注意休息、靜養(yǎng)。眾所周知在，固定在骨折治療中的重要作用。到了19世紀(jì)，石膏繃帶外固定技術(shù)的出現(xiàn)，使固定治療骨折的觀點得以推廣和廣泛應(yīng)用。當(dāng)前，“靜”仍然是骨折固定治療中的重要原則之一。

“動”即運動，指患者在骨折治療和恢復(fù)的過程中，自身一切宏觀和微觀的運動。宏觀運動是指患者針對患部進行的主動及被動的運動，包括適度的功能鍛煉及醫(yī)生的手法治療；微觀運動是指患部的血流循環(huán)的變化及肌肉自主性收縮活動。春秋戰(zhàn)國時期的著作《呂氏春秋·季春紀(jì)》認(rèn)為：“流水不腐，戶樞不蠹，動也；形不動則津不流，津不流則氣郁”充分體現(xiàn)了“動的重要性”。在唐代醫(yī)籍《仙授理傷續(xù)斷秘方》中，就有關(guān)于患部固定后要進行功能鍛煉的記載，即“凡曲轉(zhuǎn)，如手腕腳凹手指之類，要轉(zhuǎn)動，用藥貼，將絹片包之，后實施運動，蓋曲則得伸，得伸則不得曲，或屈或伸，時時為之方可”。

歷代醫(yī)家皆重視“動”與“靜”的關(guān)系，認(rèn)為二者之間不是孤立，而是相互協(xié)調(diào)發(fā)揮作用的，因此不能單方面強調(diào)“動”或者“靜”。祖國傳統(tǒng)骨傷科學(xué)受古代哲學(xué)思想影響，在治療骨折時，非常注重動靜結(jié)合的原則。“靜”是“動”的基本要求和前提，“動”是“靜”的根本目的，亦為臨床治療的最終目標(biāo)。相關(guān)的生物力學(xué)研究和臨床研究表明[1-2]，生理范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)幕顒佑兄诠钦蹟喽说目祻?fù)。患部的適當(dāng)活動必須以骨折斷端良好的固定為基礎(chǔ)。如果固定不牢，不僅不能充分發(fā)揮早期功能鍛煉在骨折治療中的積極作用，更會引起骨折斷端再移位，繼而導(dǎo)致骨折斷端畸形愈合，延期愈合，甚至引起骨不連等嚴(yán)重后遺癥。在治療早期，如果過分強調(diào)“靜”的觀點，為了預(yù)防骨折部位固定器具的松動，對患肢進行絕對固定，強調(diào)絕對休息，反而不利于患肢的恢復(fù)，容易引起患處皮膚壓瘡及相鄰關(guān)節(jié)的僵硬。20世紀(jì)60年代初，瑞士的Muller等針對骨折提出了治療固定治療四項原則，即“骨折解剖復(fù)位、堅強內(nèi)固定、無創(chuàng)傷操作、早期關(guān)節(jié)活動”。臨床實踐表明，過分強調(diào)骨折治療中以“靜”為原則的剛性固定，會導(dǎo)致應(yīng)力遮擋，血運破壞，甚至二次手術(shù)等不利于骨折愈合的情況[3]。小夾板固定技術(shù)所具有的就是一種以動靜結(jié)合為原則的彈性固定，充分利用“動”與“靜”的關(guān)系，發(fā)揮小夾板在骨折治療中的優(yōu)勢，為新型夾板的研發(fā)提供研究方向和觸發(fā)點[4]。

在20世紀(jì)60年代末期，天津的方先之、尚天裕等著名骨傷科專家總結(jié)自身的臨床經(jīng)驗，結(jié)合國內(nèi)同行的的優(yōu)勢，編著了《中西醫(yī)結(jié)合治療骨折》一書，首次提出了“動靜結(jié)合，筋骨并重，內(nèi)外兼治，醫(yī)患合作”的治療骨折的原則，奠定了中西醫(yī)結(jié)合治療骨折的臨床基礎(chǔ)。之后的多項臨床研究皆表明了以“動靜結(jié)合”為原則的彈性固定在骨折固定治療中，不僅能夠促進骨折愈合，減少后遺癥的發(fā)生，而且顯著提高了患者的生命質(zhì)量[5-7]。

1.2 微動理念 骨折端一定程度的活動可以刺激骨癡形成。Goodship等[8]對固定后的羊脛骨骨折段每天實施持續(xù)17 min、頻率為0.5 Hz的軸向微動，經(jīng)過12周的實驗之后的影像學(xué)檢查和顯微鏡照片結(jié)果表明，微動刺激明顯促進了羊骨骨痂的形成及骨折斷端的愈合。唐浩琛等[9]和于滿秋等[10]通過臨床對比性研究證實了微動在促進骨折愈合方面具有重要的作用。

隨著國外學(xué)者對微動與骨折關(guān)系研究的不斷深入，張先龍等人基于國外的相關(guān)研究指出僅僅依靠動物實驗得出的資料來指導(dǎo)臨床工作帶有一定的盲目性，還需要進一步建立和完善微動刺激的時長和周期及相關(guān)的力學(xué)參數(shù)。隨后，國內(nèi)有關(guān)學(xué)者也相繼開展了針對骨折治療中微動刺激的理論總結(jié)并進行了相關(guān)實驗研究和臨床研究[11-12]。近幾年，多項研究表明骨折段適當(dāng)?shù)奈哟碳つ軌蝻@著促進骨痂的生長、提高骨痂的強度和剛度從而加速骨折愈合[13-16]，進一步完善了在骨折治療過程中具有重要作用的微動理念，形成系統(tǒng)的理論體系，為今后骨折治療手段的研究和發(fā)展提供了重要參考。

同時，微動也是小夾板固定技術(shù)的重要機理之一。小夾板固定兼具能動性質(zhì)和彈性固定的特點。小夾板固定的患肢不存在應(yīng)力遮擋，能夠允許患者盡早進行功能鍛煉活動。小夾板外固定系統(tǒng)所產(chǎn)生的外在動力與早期功能鍛煉時肌肉收縮活動所產(chǎn)生的內(nèi)在動力相互作用，可以使骨折兩端產(chǎn)生應(yīng)力增加，在骨折斷端之間產(chǎn)生一種與肌肉收縮活動相似的縱向擠壓作用，從而形成主動性的微動刺激，能夠促進骨折端血管的滋生，使骨折端的成骨細(xì)胞活性增加，加快骨膜骨痂的形成，進而促進骨折愈合。

1.3 固定機理的研究進展及問題 動靜結(jié)合原則與微動理念是小夾板固定技術(shù)的重要理論支撐。專家學(xué)者針對小夾板固定技術(shù)進行了大量的研究，形成了一定的理論體系，并將這些理論用于傳統(tǒng)小夾板的改良及新型小夾板的研發(fā)。結(jié)合當(dāng)前的現(xiàn)狀，針對小夾板固定技術(shù)機理的研究還是不夠充分和完善，在臨床應(yīng)用方面仍然存在一定的不足。

在骨折愈合的不同力學(xué)階段均有與之相適應(yīng)的力學(xué)狀態(tài)，這種狀態(tài)將會直接影響骨折端的血流變化及骨痂形成的硬度和強度，應(yīng)力過高可能會造成骨折端供血不足及新生骨小梁的崩解壞死，應(yīng)力過低則可能會導(dǎo)致患肢廢用性萎縮，嚴(yán)重影響骨折的愈合。骨折愈合的中后期狀況與早期不同，在固定的同時，應(yīng)盡可能給以適當(dāng)?shù)膽?yīng)力刺激。針對一些關(guān)節(jié)面骨折及粉碎性骨折進行早期固定時，由于骨折端不能夠形成一定的軸向牽引力，因此很難防止骨折部位的軸向壓縮，也不易保持骨折斷端的穩(wěn)定性，極易導(dǎo)致骨折畸形愈合或患肢關(guān)節(jié)的功能障礙，雖然傳統(tǒng)小夾板在治療訴求偏向于功能復(fù)位的老年患者中綜合評價不差于手術(shù)治療[17]，但其整體治療效果仍不及手術(shù)治療[18-19]。目前，動靜結(jié)合原則僅僅是小夾板固定技術(shù)的特色及理論參考，缺乏具體的力學(xué)數(shù)據(jù)及指標(biāo)，不能夠很好的指導(dǎo)小夾板固定技術(shù)在臨床骨折固定治療全過程中的應(yīng)用。

無論是小夾板固定技術(shù)與外固定支架治療，亦或是內(nèi)固定技術(shù)，微動都是其中能夠促進骨折愈合的一個重要因素。從當(dāng)前國內(nèi)外學(xué)者的研究文獻中可以發(fā)現(xiàn)，不同的微動參數(shù)指標(biāo)對骨折愈合有著不同的影響。在誘發(fā)微動的方式、微動作用的方向、微動的力學(xué)參數(shù)、微動的頻率以及微動的持續(xù)時間和時長等問題上仍然缺乏確切數(shù)據(jù)及指導(dǎo)方案。

目前，在小夾板固定技術(shù)的動靜結(jié)合原則與微動理念的研究中還存在一些有待解決的問題：第一，需要探索小夾板固定時，骨折斷端的血流變化與相關(guān)肌力變化的具體參數(shù)；第二，需要進行基礎(chǔ)性與臨床性研究工作確定臨床最佳微動應(yīng)力參數(shù)及指標(biāo)。如能闡明上述問題，對臨床上促進骨折愈合具有深遠(yuǎn)的指導(dǎo)意義。

2 小夾板的現(xiàn)狀

目前，在骨折的臨床固定技術(shù)選擇方面，由于患者腫脹程度的不斷改變，小夾板固定的松緊需要不定期的進行調(diào)整，如調(diào)整不當(dāng)，小夾板就會脫落，很可能會導(dǎo)致患者骨折斷端再次移位，而許多患者不具備調(diào)整小夾板固定松緊度的能力，也不愿意頻繁找醫(yī)務(wù)人員進行調(diào)整，因此，不少患者為了省事，加上其僥幸的心理還是會選擇缺點明顯的石膏固定。另一方面，隨著內(nèi)固定材料和手術(shù)治療技術(shù)的不斷發(fā)展與進步，一些經(jīng)濟條件較為優(yōu)越的患者會選擇接受手術(shù)治療。小夾板在臨床實踐中的應(yīng)用便受到了很大局限，沒有實踐應(yīng)用基礎(chǔ)，也就無法開展相關(guān)的科學(xué)研究及進一步研發(fā)更加簡便、實用、療效突出的新型小夾板。

3 進展

隨著一些新興技術(shù)和材料的出現(xiàn)，小夾板的研發(fā)進展有了一些起色，一些學(xué)者和研究人員根據(jù)實際情況開展了相關(guān)的研究，開發(fā)出了一些相對于傳統(tǒng)小夾板更為新型的、實用的改良型小夾板。然而，這些新型的小夾板在骨科臨床中均沒有被廣泛使用。總結(jié)現(xiàn)存的幾類新型小夾板，主要存在以下幾點不足之處：第一，智能小夾板的電路頻率數(shù)量級不夠，檢測精度不高，且其系統(tǒng)運行不穩(wěn)定[20]；第二,小夾板的固定程度容易受到醫(yī)生和患者的直觀感受的影響，且沒有進行中心大樣本的臨床研究，實驗結(jié)論有待進一步論證[21-22]；第三,改良的智能小夾板構(gòu)造不夠簡便，其附帶了傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、PIC16LF873微控制器等精密電子設(shè)備，提高了醫(yī)療成本，加重了患者的經(jīng)濟負(fù)擔(dān)；第四、部分夾板雖然具有利于骨折恢復(fù)，具有防止骨折端短縮的牽引作用，但是屬于有創(chuàng)操作，有感染風(fēng)險[23-24]；此外，由于患者肢體外形的差異性，統(tǒng)一規(guī)格的小夾板不能夠很好地與患肢匹配，固定不當(dāng)容易導(dǎo)致患者的不適和痛苦。

4 討論

綜上所述，許多學(xué)者對小夾板治療骨折進行了大量的深入研究，并逐漸趨向于專業(yè)化、系統(tǒng)化、個體化，如固定機理的量化研究，從宏觀向微觀的轉(zhuǎn)變、從普通材料向高科技材料的發(fā)展，為小夾板在臨床上的應(yīng)用提供理論依據(jù)，說明它的安全性、有效性和積極的臨床應(yīng)用價值。然而，針對小夾板的研究還存一些不足，如作用機理不夠明確、力學(xué)研究深度及規(guī)范化不足、醫(yī)學(xué)與工程學(xué)之間有待深入合作等。當(dāng)前，快速發(fā)展的科學(xué)技術(shù)與不斷更新的醫(yī)學(xué)理念極大地推動了西方接骨術(shù)的發(fā)展，為西方接骨術(shù)注入了生機與活力，而具有中醫(yī)特色的小夾板發(fā)展仍然相對滯后。

當(dāng)前，生物力學(xué)科學(xué)快速發(fā)展，應(yīng)更深一步研究夾板的彈性模量，量化應(yīng)力遮擋現(xiàn)象，尋找最佳的夾板制作材料，或者利用生物材料工程技術(shù)手段，合成新型彈性固定物，并借助現(xiàn)代精密儀器、試劑盒、最新的計算機三維有限元建模技術(shù)[25]及力學(xué)虛擬實驗的相關(guān)研究[26-28]，進行動物及臨床實驗，搭建生物力學(xué)測試平臺，檢測其穩(wěn)定性能及三維狀態(tài)下的力學(xué)變化，探索微觀狀態(tài)下的夾板固定機理和生物力學(xué)原理。在此基礎(chǔ)之上，借助日臻成熟的3D打印技術(shù)[29-30]對小夾板的結(jié)構(gòu)及類型進行改良，全面提升性能，真正實現(xiàn)無創(chuàng)傷治療骨折。

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