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(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(jìn)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(yàn)確定等缺陷。因此，迫切需要利用新的科學(xué)技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)小夾板進(jìn)行改良，進(jìn)而研發(fā)出能夠在臨床中被廣泛使用的新型小夾板?，F(xiàn)通過對(duì)醫(yī)用小夾板固定機(jī)理進(jìn)行總結(jié)，并對(duì)小夾板的現(xiàn)狀及其改良緊張中存在的問題進(jìn)行分析討論，以求促進(jìn)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(jī)理

晚唐時(shí)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(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)”奠定了“動(dòng)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(diǎn)。同時(shí)，也指出了小夾板外固定在臨床使用中的注意事項(xiàng)，有力推動(dòng)了其規(guī)范化的發(fā)展。近年來，基于對(duì)夾板固定骨折生物力學(xué)機(jī)理的研究，小夾板固定技術(shù)的機(jī)理得到了進(jìn)一步補(bǔ)充和發(fā)展。

1.1 動(dòng)靜結(jié)合原則 “動(dòng)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(jī)理。

“靜”即靜止不動(dòng)，小夾板固定治療骨折時(shí)，尤其強(qiáng)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(duì)抗骨折的成角移位和側(cè)方移位。同時(shí)，“靜”的原則還強(qiáng)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(diǎn)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(dòng)”即運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)。宏觀運(yùn)動(dòng)是指患者針對(duì)患部進(jìn)行的主動(dòng)及被動(dòng)的運(yùn)動(dòng)，包括適度的功能鍛煉及醫(yī)生的手法治療；微觀運(yùn)動(dòng)是指患部的血流循環(huán)的變化及肌肉自主性收縮活動(dòng)。春秋戰(zhàn)國時(shí)期的著作《呂氏春秋·季春紀(jì)》認(rèn)為：“流水不腐，戶樞不蠹，動(dòng)也；形不動(dòng)則津不流，津不流則氣郁”充分體現(xiàn)了“動(dòng)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(jìn)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(dòng)，用藥貼，將絹片包之，后實(shí)施運(yùn)動(dòng)，蓋曲則得伸，得伸則不得曲，或屈或伸，時(shí)時(shí)為之方可”。

歷代醫(yī)家皆重視“動(dòng)”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(qiáng)調(diào)“動(dòng)”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(shí)，非常注重動(dòng)靜結(jié)合的原則?！办o”是“動(dòng)”的基本要求和前提，“動(dòng)”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?dòng)有助于骨折斷端的康復(fù)。患部的適當(dāng)活動(dòng)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(huì)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(qiáng)調(diào)“靜”的觀點(diǎn)，為了預(yù)防骨折部位固定器具的松動(dòng)，對(duì)患肢進(jìn)行絕對(duì)固定，強(qiáng)調(diào)絕對(duì)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(duì)骨折提出了治療固定治療四項(xiàng)原則，即“骨折解剖復(fù)位、堅(jiān)強(qiáng)內(nèi)固定、無創(chuàng)傷操作、早期關(guān)節(jié)活動(dòng)”。臨床實(shí)踐表明，過分強(qiáng)調(diào)骨折治療中以“靜”為原則的剛性固定，會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力遮擋，血運(yùn)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(dòng)靜結(jié)合為原則的彈性固定，充分利用“動(dòng)”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(diǎn)[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(yàn)，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(dòng)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(xiàng)臨床研究皆表明了以“動(dòng)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(jìn)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(dòng)理念 骨折端一定程度的活動(dòng)可以刺激骨癡形成。Goodship等[8]對(duì)固定后的羊脛骨骨折段每天實(shí)施持續(xù)17 min、頻率為0.5 Hz的軸向微動(dòng)，經(jīng)過12周的實(shí)驗(yàn)之后的影像學(xué)檢查和顯微鏡照片結(jié)果表明，微動(dòng)刺激明顯促進(jìn)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(duì)比性研究證實(shí)了微動(dòng)在促進(jìn)骨折愈合方面具有重要的作用。

隨著國外學(xué)者對(duì)微動(dòng)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(dòng)物實(shí)驗(yàn)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(jìn)一步建立和完善微動(dòng)刺激的時(shí)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(duì)骨折治療中微動(dòng)刺激的理論總結(jié)并進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究和臨床研究[11-12]。近幾年，多項(xiàng)研究表明骨折段適當(dāng)?shù)奈?dòng)刺激能夠顯著促進(jìn)骨痂的生長、提高骨痂的強(qiáng)度和剛度從而加速骨折愈合[13-16]，進(jìn)一步完善了在骨折治療過程中具有重要作用的微動(dòng)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(shí)，微動(dòng)也是小夾板固定技術(shù)的重要機(jī)理之一。小夾板固定兼具能動(dòng)性質(zhì)和彈性固定的特點(diǎn)。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(jìn)行功能鍛煉活動(dòng)。小夾板外固定系統(tǒng)所產(chǎn)生的外在動(dòng)力與早期功能鍛煉時(shí)肌肉收縮活動(dòng)所產(chǎn)生的內(nèi)在動(dòng)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(dòng)相似的縱向擠壓作用，從而形成主動(dòng)性的微動(dòng)刺激，能夠促進(jìn)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(jìn)而促進(jìn)骨折愈合。

1.3 固定機(jī)理的研究進(jìn)展及問題 動(dòng)靜結(jié)合原則與微動(dòng)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(duì)小夾板固定技術(shù)進(jìn)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(duì)小夾板固定技術(shù)機(jī)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(huì)直接影響骨折端的血流變化及骨痂形成的硬度和強(qiáng)度，應(yīng)力過高可能會(huì)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(huì)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(shí)，應(yīng)盡可能給以適當(dāng)?shù)膽?yīng)力刺激。針對(duì)一些關(guān)節(jié)面骨折及粉碎性骨折進(jìn)行早期固定時(shí)，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(píng)價(jià)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(dòng)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(dòng)都是其中能夠促進(jìn)骨折愈合的一個(gè)重要因素。從當(dāng)前國內(nèi)外學(xué)者的研究文獻(xiàn)中可以發(fā)現(xiàn)，不同的微動(dòng)參數(shù)指標(biāo)對(duì)骨折愈合有著不同的影響。在誘發(fā)微動(dòng)的方式、微動(dòng)作用的方向、微動(dòng)的力學(xué)參數(shù)、微動(dòng)的頻率以及微動(dòng)的持續(xù)時(shí)間和時(shí)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(dòng)靜結(jié)合原則與微動(dòng)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(shí)，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(jìn)行基礎(chǔ)性與臨床性研究工作確定臨床最佳微動(dòng)應(yīng)力參數(shù)及指標(biāo)。如能闡明上述問題，對(duì)臨床上促進(jìn)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(jìn)行調(diào)整，如調(diào)整不當(dāng)，小夾板就會(huì)脫落，很可能會(huì)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(jìn)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(huì)選擇缺點(diǎn)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(jìn)步，一些經(jīng)濟(jì)條件較為優(yōu)越的患者會(huì)選擇接受手術(shù)治療。小夾板在臨床實(shí)踐中的應(yīng)用便受到了很大局限，沒有實(shí)踐應(yīng)用基礎(chǔ)，也就無法開展相關(guān)的科學(xué)研究及進(jìn)一步研發(fā)更加簡便、實(shí)用、療效突出的新型小夾板。

3 進(jìn)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(jìn)展有了一些起色，一些學(xué)者和研究人員根據(jù)實(shí)際情況開展了相關(guān)的研究，開發(fā)出了一些相對(duì)于傳統(tǒng)小夾板更為新型的、實(shí)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?？偨Y(jié)現(xiàn)存的幾類新型小夾板，主要存在以下幾點(diǎn)不足之處：第一，智能小夾板的電路頻率數(shù)量級(jí)不夠，檢測精度不高，且其系統(tǒng)運(yùn)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(jìn)行中心大樣本的臨床研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)論有待進(jìn)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(jì)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(xiǎn)[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(duì)小夾板治療骨折進(jìn)行了大量的深入研究，并逐漸趨向于專業(yè)化、系統(tǒng)化、個(gè)體化，如固定機(jī)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(jià)值。然而，針對(duì)小夾板的研究還存一些不足，如作用機(jī)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(dòng)了西方接骨術(shù)的發(fā)展，為西方接骨術(shù)注入了生機(jī)與活力，而具有中醫(yī)特色的小夾板發(fā)展仍然相對(duì)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(jì)算機(jī)三維有限元建模技術(shù)[25]及力學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)的相關(guān)研究[26-28]，進(jìn)行動(dòng)物及臨床實(shí)驗(yàn)，搭建生物力學(xué)測試平臺(tái)，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(jī)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(duì)小夾板的結(jié)構(gòu)及類型進(jìn)行改良，全面提升性能，真正實(shí)現(xiàn)無創(chuàng)傷治療骨折。

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