空心拉力螺釘加金屬線纜治療髕骨骨折

張偉，鄭均炬，陳芒芒

（溫州市中心醫(yī)院 骨科，浙江 溫州 325000）

髕骨骨折占全身骨折的0.5%～1.5%[1]。目前治療髕骨骨折較常用的為切開復位AO克氏針鋼絲張力帶內固定技術，該技術仍存在以下問題：①鋼絲金屬疲勞松動或斷裂[2]；②鋼絲從克氏針一側滑脫；③收緊鋼絲張力帶松緊程度不易控制；④鋼絲穿過組織時容易變彎打圈，環(huán)扎及繞扎有一定難度；⑤克氏針因松動滑脫移位而穿出皮膚，甚至引起皮膚潰爛；⑥克氏針未折彎端及鋼絲接頭部位刺激周圍軟組織引起滑囊炎、皮下紅腫觸痛。本研究就空心拉力螺釘加金屬線纜內固定與AO克氏針鋼絲張力帶內固定的臨床療效及生物力學研究進行比較分析，探討前者在髕骨大塊骨折治療中的臨床應用價值。

1 資料和方法

1.1 一般資料 收集2012年1月至2016年1月溫州市中心醫(yī)院收治的閉合髕骨大塊骨折患者53例，隨機分為觀察組和治療組。觀察組26例，男13例，女13例；年齡26～67歲，平均（43.2±0.8）歲；左側15例，右側11例；致傷機制：間接暴力10例，直接暴力16例；受傷至手術時間為1～7 d，平均（4.3± 0.5）d；采用空心拉力螺釘加金屬線纜內固定治療。對照組共27例，男17例，女10例；年齡25～68歲，平均（44.1±0.4）歲；左側16例，右側11例；致傷機制：間接暴力11例，直接暴力16例；受傷至手術時間為1～7 d，平均（4.1±0.4）d，采用AO克氏針鋼絲張力帶內固定治療。觀察組隨訪時間6～20個月，平均（13.1±0.2）個月；對照組隨訪時間6～20個月，平均為（13.2±0.3）個月。2組均選用Rockwood分類[3]I型、 II型、VI型的患者進行對比研究。本研究經(jīng)溫州市中心醫(yī)院和溫州醫(yī)科大學倫理委員會審核批準。

1.2 手術方法

1.2.1 觀察組：采取持續(xù)椎管內麻醉，患者平臥位，于患側大腿根部上止血帶，取膝前正中縱行切口，逐層切開皮膚及皮下組織達髕骨，暴露骨折端，清除凝血塊，沖洗關節(jié)腔，將嵌入骨折端的軟組織翻回至髕骨表面，使用復位鉗復位骨折端并固定，直視髕骨表面及手指探及髕骨軟骨面復位滿意，將2枚直徑1.5 mm導針以垂直于骨折線方向平行導入，C臂透視下見骨折端對位對線良好、導針位置滿意，計算并量取適宜長度空心拉力螺釘（為使空心拉力螺釘能起到拉力加壓效果，其螺紋需全部過骨折線），開口，順導針方向擰入2枚直徑4.0 mm（內徑 1.5 mm）空心拉力螺釘（購自江蘇雙羊醫(yī)療器械有限公司）。釘尾包埋于骨皮質內3～5 mm（避免釘尾外露刺激軟組織、皮膚及切割金屬線纜），釘帽陷入骨皮質內2～3 mm，金屬線纜才能起到張力帶加壓作用。拔出2枚導針，取2根直徑為1.3 mm單頭帶針的金屬線纜（購自江蘇雙羊醫(yī)療器械有限公司）分別通過2枚空心拉力螺釘并在髕骨表面行“8”字張力帶，使用收緊器收緊線纜，并用束縛器鎖緊接頭固定于一側釘帽旁，線纜剪剪除多余線纜，行破壞試驗，檢查固定穩(wěn)定程度。檢查髕韌帶擴張部是否完整，如有撕裂傷，予以修補，沖洗創(chuàng)口，逐層縫合切口。術后X線檢查，見圖1。

圖1 觀察組術后膝關節(jié)X線檢查

1.2.2 對照組：采取持續(xù)椎管內麻醉，患者平臥 位，于患側大腿根部上止血帶，取膝前正中縱行切口，逐層切開皮膚及皮下組織達髕骨，暴露骨折端，清除凝血塊，沖洗關節(jié)腔，將嵌入骨折端的軟組織翻回至髕骨表面，使用復位鉗復位骨折端并固定，直視髕骨表面及手指探及髕骨軟骨面復位滿意。AO克氏針鋼絲張力帶（購自上海醫(yī)療器械有限公司，克氏針直徑2.5 mm，鋼絲直徑1.2 mm），將2枚直徑2.5 mm克氏針以垂直于骨折線方向平行導入，C臂透視下見骨折端對位對線良好、導針位置滿意。取直徑為1.2 mm鋼絲經(jīng)過2枚克氏針下方在髕骨前面行“8”字張力帶，在髕骨上極或下極韌帶旁逐漸收緊打結，行破壞試驗，檢查固定穩(wěn)定程度。檢查髕韌帶擴張部是否完整，如有撕裂傷予以修補，沖洗創(chuàng)口，逐層縫合切口。

1.3 術后處理 術后創(chuàng)口加壓包扎，2組患者均不使用外固定，常規(guī)使用抗生素預防感染，術后第2天開始進行逐漸增加屈曲角度的膝關節(jié)功能鍛煉（未發(fā)現(xiàn)伸直活動受限的患者），個別患者輔以持續(xù)被動訓練機訓練。術后要求患者3 d內、1個月、2個月、3個月復查膝關節(jié)正側位X線檢查，以后不定期門診或電話隨訪。膝關節(jié)功能根據(jù)文獻[4]陸氏療效評定標準評分。

1.4 生物力學研究

1.4.1 標本材料：由溫州醫(yī)科大學解剖教研實驗室提供成人膝關節(jié)標本8具（年齡21～52歲，男3具，女5具，左5具，右3具），包括膝上20 cm股骨和膝下20 cm脛骨，保留股四頭肌肌腱、髕韌帶、關節(jié)囊及骨性組織。通過肉眼觀察及影像學檢查排除骨質疏松、退行性骨關節(jié)炎、骨折及其他明顯病變。密封于雙層塑料袋中，置于-20℃冰柜中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.4.2 實驗器材：①直徑為1.3 mm金屬線纜、直徑為4.0 mm空心拉力螺釘（購自江蘇雙羊醫(yī)療器械有限公司）。②直徑為1.2 mm鋼絲、直徑為1.5 mm和2.5 mm金屬克氏針（購自上海醫(yī)療器械有限公司）。③甲基丙烯酸甲酯共聚粉。④義齒基托樹脂液（ II型）。⑤電子吊秤，精度0.1（單位kg），量程300（單位kg）。⑥北鋼研究院納克電子引伸計，型號YYU-10/50。⑦精密壓力傳感器，精度0.1（單位kg），額定載荷500（單位kg）；智能顯示儀表型號XMT-808（購自安徽蚌埠傳感器系統(tǒng)工程有限公司）。⑧實驗用工具組合套裝：實驗平臺、布巾鉗、血管鉗、滑輪座、滑輪、膨脹螺絲、自制肌腱夾、砝碼、鋼絲繩、手套、電源等；膝關節(jié)力學裝置，根據(jù)Bend Schnabel等力學研究裝置定制，見圖2。

圖2 膝關節(jié)力學實驗裝置示意圖

1.4.3 實驗方法：從冰柜取出標本，常溫下解凍24h，隨機分成2組，每組4具，將實驗標本股骨近 端及脛骨遠端包埋于牙托粉中，再固定于自制的標本夾具中，使用擺鋸橫行切斷髕骨（注意不要損傷髕腱），再將2組分別做成空心拉力螺釘加金屬線纜（實體實驗觀察組）固定和AO克氏針鋼絲張力帶（實體實驗對照組）固定髕骨骨折模型。將一片厚度為 2 mm直徑為2 cm鐵片置于骨折端上方，再將壓力傳感器置于鐵片上方，傳感器受力感應點對準鐵片中心（防止傳感器受力點因接觸凹凸不平的髕骨表面而致測量值不準）。在骨折線兩端各鉆一小孔，其連線需垂直于骨折線，放置并固定位移引伸儀。逐漸收緊張力帶，直至肉眼下見骨折分離消失，8具標本均顯示讀數(shù)：傳感器15 N（1 kg=9.8 N）、捆扎力9 N，這時將位移引伸儀讀數(shù)調零。按照圖2裝搭好，于脛骨末端開始逐漸加載重量，使膝關節(jié)由初始伸直位逐漸屈曲至90°，每次遞增5 kg，記錄加載的重量、壓力傳感器讀數(shù)及骨折端位移變化（因肌腱特性會蠕動而產(chǎn)生應變量，故需快速讀取加載后數(shù)據(jù)），逐漸加載直至位移引申儀的讀數(shù)為1 mm。見圖3。

圖3 實體實驗圖

1.5 統(tǒng)計學處理方法 采用SPSS16.0統(tǒng)計學軟件進行數(shù)據(jù)分析，計量資料采用±s表示，2組間比較采用t檢驗；計數(shù)資料用率來描述，2組間比較用Fisher確切概率法。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 2組手術時間和骨性愈合時間比較 2組手術時間和骨性愈合時間比較差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），見表1。

2.2 2組術后6個月膝關節(jié)功能評分比較 2組術后6個月膝關節(jié)功能評分差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），見表2。

表1 2組手術時間和骨性愈合時間比較（±s，min）

表1 2組手術時間和骨性愈合時間比較（±s，min）

組別 例數(shù) 手術時間 骨性愈合時間對照組 27 70±11 3.9±0.2觀察組 26 72± 9 3.7±0.3 t 0.723 0.953 P 0.473 0.647

表2 2組術后6個月膝關節(jié)功能評分比較

2.3 2組并發(fā)癥情況比較 對照組內固定物松脫或斷裂3例，局部明顯疼痛3例，骨折復位丟失1例，并發(fā)癥發(fā)生率為25.9%，觀察組無一例發(fā)生并發(fā)癥，2組差異有統(tǒng)計學意義（P=0.01）。

2.4 2組實體實驗髕骨作用力比較 髕骨骨折斷端裂隙移位1 mm距離下，實體實驗觀察組髕骨作用力（602±46）N，實體實驗對照組為（421±39）N，差異有統(tǒng)計學意義（t=-6.003，P＜0.05）。2組各實體實驗髕骨骨折間隙與所受張力關系曲線見圖4-5。

圖4 實體實驗觀察組髕骨骨折間隙與所受張力關系曲線

圖5 實體實驗對照組髕骨骨折間隙與所受張力關系曲線

3 討論

髕骨骨折的受傷機制大多為直接或間接暴力，其治療的關鍵為恢復伸膝裝置的連續(xù)性和完整性，使膝關節(jié)能早期進行功能鍛煉[5-6]。目前治療髕骨骨折的手術方法有很多，如克氏針鋼絲張力帶、髕骨爪、鋼絲環(huán)扎、空心加壓螺釘、Cable-pin系統(tǒng)、關節(jié)鏡下經(jīng)皮螺釘?shù)?，但多項研究證實克氏針鋼絲張力帶內固定仍為治療髕骨骨折的主要有效方 法[7]，其仍存在以下不足：克氏針松動、移位、滑脫，克氏針未折彎端刺激皮膚軟組織形成滑囊炎、皮下觸痛，甚至刺破皮膚引起破潰、感染；鋼絲金屬疲勞松動、滑脫、斷裂[2]；切割骨質，接頭處刺激皮膚或軟組織致疼痛。鋼絲穿過組織時容易變彎打圈，環(huán)扎及繞扎有一定難度。為了更好地解決上述問題，本研究使用空心拉力螺釘加金屬線纜內固定治療髕骨大塊骨折，從臨床療效及生物力學方面研究證實，其較AO克氏針鋼絲張力帶內固定治療臨床并發(fā)癥少、生物力學固定牢度程度更高。

觀察組采用空心拉力螺釘加金屬線纜內固定治療髕骨大塊骨折?？招睦β葆斕攸c：①金屬鈦合金材質，具有良好的組織相容性；②螺紋結構對髕骨具有抓持力且直接加壓于骨折端，固定強度高，不容易松動、滑脫；③金屬強度高，不容易折彎、斷裂；④金屬線纜從空心拉力螺釘中空部分通過，減少了對髕骨周圍軟組織血運影響，有利于骨折愈合。金屬線纜特點：①由多根鈦合金細束集合而成，大大提高了韌性和強度，不容易發(fā)生金屬疲勞斷裂，相同直徑的金屬線纜抗疲勞能力是鋼絲的9～48倍，抗牽拉的強度是鋼絲的3～6倍[8]；②組織相容性良好，對周圍軟組織及髕骨刺激性??；③金屬穩(wěn)定性好，同為鈦合金材質，不易發(fā)生電解質反應；④符合 張力帶生物力學原理，當膝關節(jié)由伸直位逐漸屈曲時將張力轉變?yōu)閷钦鄱说膲簯Γ龠M骨折愈合。

空心拉力螺釘加金屬線纜內固定治療髕骨大塊骨折具有設計符合生物力學原理、固定牢靠、操作簡便、并發(fā)癥少、可早期進行膝關節(jié)功能鍛煉的優(yōu)點。其手術當中需要注意以下幾點：①選擇合適的病例，該術式主要適用于髕骨橫行、縱形或上下極大塊骨折；②選擇合適的手術時機，受傷6h以內 （膝關節(jié)未開始水腫）或受傷后3～6 d（膝關節(jié)腫脹消退）；③選擇合適的內固定材料，鈦合金材質半螺紋空心拉力螺釘，鈦合金線纜（直徑1.3 mm）；④測量螺釘長度要準確，保證螺釘全長包埋于骨質中，一方面減少釘尾對軟組織的刺激及切割金屬線纜，另一方面使金屬線纜在釘頭釘尾部均與骨質接觸，伸屈膝活動時起到張力帶加壓作用；⑤盡量平行導入2枚空心拉力螺釘，其間距2 cm以上，并垂直于骨折線；⑥金屬線纜在髕骨表面行“8”字型張力帶固定時，盡量貼緊骨面，這樣在膝關節(jié)伸直位時對骨折端也有水平加壓作用；⑦將金屬鎖扣尖端朝向骨質面，減少軟組織刺激；⑧正確使用金屬線纜及鎖扣專用工具?？招睦β葆敿咏饘倬€纜內固定治療髕骨大塊骨折的不足：①不適用于髕骨上下極骨折及髕骨嚴重粉碎骨折；②內固定材料價格昂貴；③需行第二次手術，取出內固定物。

2組患者術后均無外固定，早期功能鍛煉對膝關節(jié)的功能恢復相當重要，一般建議第2天在床上做膝關節(jié)伸屈運動，個別輔以持續(xù)被動訓練機訓練，防止關節(jié)僵硬。術后2周下地部分負重行走，之后根據(jù)復查X線結果逐漸增大負重，8～10周可正常下地負重行走，至骨性愈合后開始正常運動。

空心拉力螺釘加金屬線纜內固定和AO克氏針鋼絲張力帶內固定治療髕骨大塊骨折都能取得良好的臨床療效。本臨床實驗研究使用空心拉力螺釘加金屬線纜內固定治療髕骨大塊骨折，彌補了AO克氏針鋼 絲張力帶內固定的缺點，在臨床方面具有綜合療效好、并發(fā)癥少的優(yōu)點；在生物力學方面具有固定強度 更高的優(yōu)點，符合力學原理，有利于早期功能鍛煉。

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