王江濤，步建立，滕立佳，常 晗，錢宇航，周 勇，車建偉，羅 濤，孫 成，劉玉杰

1解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學(xué)中心 骨科，北京 100853；2白求恩國(guó)際和平醫(yī)院 骨二科，河北石家莊 050000；3解放軍第984醫(yī)院 骨科，北京 100094；4解放軍92196部隊(duì)，山東青島 266000

脛骨髁間嵴撕脫骨折常發(fā)生于兒童及青少年，膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶附著處脛骨撕脫骨折造成膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)，可使半月板前角附著處損傷，導(dǎo)致關(guān)節(jié)功能障礙[1-3]。Ⅰ、Ⅱ型脛骨髁間嵴撕脫骨折可保守治療，Ⅲ、Ⅳ型骨折則需手術(shù)復(fù)位固定，治療不當(dāng)可造成膝關(guān)節(jié)殘疾[4-5]。髁間嵴大塊骨折多采用空心螺釘固定，小塊骨折或粉碎性骨折則難以處理。本研究設(shè)計(jì)了縫線網(wǎng)狀套扎固定法，旨在通過(guò)生物力學(xué)試驗(yàn)，探討其生物力學(xué)性能，為臨床應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐。

材料與方法

1 實(shí)驗(yàn)材料及分組 選取平均月齡7個(gè)月的新鮮豬膝關(guān)節(jié)16個(gè)，-20℃冷凍保存，實(shí)驗(yàn)前室溫下復(fù)溫24 h。去除膝關(guān)節(jié)周圍軟組織，保留前交叉韌帶，制備脛骨髁間嵴撕脫骨折Ⅲ型模型，骨塊大小為1.5 cm×1.5 cm×1.0 cm。根據(jù)固定方法將骨折模型分為縫線網(wǎng)狀套扎組(A組)和空心螺釘組(B組)，每組8個(gè)關(guān)節(jié)。本研究實(shí)驗(yàn)操作均由同一術(shù)者完成。

2 縫線網(wǎng)狀套扎骨折固定法(A組) 方法概要：將骨折塊解剖復(fù)位，采用肩關(guān)節(jié)縫合過(guò)線器引導(dǎo)6股2號(hào)Ultrabraid縫線(Smith & Nephew公司，美國(guó))環(huán)繞前交叉韌帶脛骨基底部穿出，每2股縫線以領(lǐng)帶結(jié)樣環(huán)形套扎于ACL基底部與骨塊交界處。自脛骨結(jié)節(jié)前內(nèi)側(cè)向骨折塊兩側(cè)鉆取兩個(gè)直徑1.2 mm骨道，將縫線自兩脛骨骨道牽出，每側(cè)骨道2股縫線，縫線引出后在脛骨結(jié)節(jié)內(nèi)側(cè)骨橋上打結(jié)固定。其余縫線由骨塊前方經(jīng)脛骨前方皮下引出，于脛骨結(jié)節(jié)處鉆取橫向骨道，將縫線穿過(guò)骨道后在骨橋上打結(jié)固定(圖1)。技術(shù)要點(diǎn)：1)縫線環(huán)抱前交叉韌帶基底部而非穿過(guò)韌帶實(shí)質(zhì)部，避免損傷韌帶組織和骨塊；2)雙股縫線環(huán)繞前交叉韌帶后，線尾穿過(guò)頂部線環(huán)形成活袢樣結(jié)構(gòu)，避免因捆扎過(guò)緊導(dǎo)致前交叉韌帶血運(yùn)障礙；3)關(guān)節(jié)內(nèi)兩脛骨骨道分別自骨塊前內(nèi)、前外穿出，即4：30和7：30兩個(gè)方位，并盡量避免損傷脛骨平臺(tái)軟骨；4)制作脛前皮下潛行隧道時(shí)可使用鈍頭硬膜外穿刺針沿脛骨上行直至關(guān)節(jié)腔，導(dǎo)引線將縫合線牽出，避免皮下隧道過(guò)大造成不必要的組織損傷或關(guān)節(jié)液外滲致切口感染、愈合不良；5)尾線打結(jié)時(shí)不易過(guò)多，以3 ～ 5個(gè)方結(jié)為宜，在保證線結(jié)牢靠的前提下最大程度降低線結(jié)對(duì)局部組織刺激。

3 空心螺釘骨折固定法(B組) 將骨折塊解剖復(fù)位后使用電鉆于骨塊中心自前上向后下鉆入導(dǎo)針(直徑2.7 mm)，沿導(dǎo)針擰入空心螺釘(直徑3.5 mm，Johnson & Johnson公司，美國(guó))固定骨折塊(圖1)。

4 生物力學(xué)測(cè)試指標(biāo) 實(shí)驗(yàn)于室溫下進(jìn)行。標(biāo)本制備完成后，使用特制夾具將標(biāo)本固定于力學(xué)測(cè)試儀(ElectroForce 3520；BOSE公司，美國(guó))，使股骨干與脛骨干呈60°夾角，以便載荷更好地沿ACL方向傳導(dǎo)，力學(xué)測(cè)試機(jī)最大位移限定為17 mm。首先進(jìn)行疲勞實(shí)驗(yàn)，給予1 Hz、5～20 N、20次循環(huán)預(yù)載荷消除組織黏滯性；隨后加載5 ～ 150 N力并以100 mm/min速率循環(huán)200次；每20 Hz采樣1次，記錄載荷和位移變化數(shù)據(jù)。而后進(jìn)行抗拔出測(cè)試，以0.5 mm/s的速率施加單次拔出載荷直至失敗，記錄最大失敗載荷、失效載荷、拔出剛度及循環(huán)位移數(shù)據(jù)。最大失敗載荷定義為固定失敗時(shí)所施加的負(fù)荷，即載荷位移曲線最高點(diǎn)的載荷數(shù)值；失效載荷定義為載荷不再直線上升時(shí)的載荷數(shù)值；拔出剛度定義為載荷位移曲線中直線區(qū)域的斜率；循環(huán)位移是指施加200次循環(huán)載荷后骨塊的位移程度。

5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS23.0軟件進(jìn)行。計(jì)量數(shù)據(jù)以表示，均為正態(tài)分布或輕微偏態(tài)，采用參數(shù)檢驗(yàn)，組間比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

圖1 脛骨髁間嵴撕脫骨折固定模型A：縫線網(wǎng)狀套扎組； B：空心螺釘Fig. 1 Fixation modes for tibial eminence avulsion fractureA： Reticular loop ligature fixation;B： Cannulated screw fi xation

結(jié) 果

1 失敗模式 所有標(biāo)本均完成測(cè)試，無(wú)前交叉韌帶斷裂、骨折等實(shí)驗(yàn)失敗情況發(fā)生?？p線網(wǎng)狀套扎組(A組)失敗模式為位移超限8例，未發(fā)生縫線斷裂、骨塊碎裂等情況，表明縫線網(wǎng)狀套扎法固定效果良好。空心螺釘固定組(B組)失敗模式為螺釘拔出6例、骨塊碎裂2例，螺釘拔出概率75%，骨塊碎裂概率25%，表明螺釘固定最常見的失效原因是螺釘拔出。見圖2。

2 生物力學(xué)結(jié)果 縫線網(wǎng)狀套扎組(A組)的最大失敗載荷平均為517.798 N，空心螺釘組(B組)平均為247.841 N，A組是B組的2.089倍(P=0.000)?？p線網(wǎng)狀套扎組(A組)的失效載荷平均為278.769 N，空心螺釘組(B組)平均為149.063 N，A組是B組的1.870倍(P=0.001)。縫線網(wǎng)狀套扎組(A組)的循環(huán)位移平均為2.316 mm，空心螺釘組(B組)平均為4.522 mm，A組明顯小于B組(P=0.000)。縫線網(wǎng)狀套扎組(A組)的拔出剛度平均為40.062 N，空心螺釘組(B組)平均為38.253 N，A組略大于B組，但兩組差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.780)。生物力學(xué)結(jié)果表明，縫線網(wǎng)狀套扎固定組的固定強(qiáng)度和固定穩(wěn)定性明顯優(yōu)于空心螺釘固定組，能夠滿足術(shù)后膝關(guān)節(jié)早期功能鍛煉的力學(xué)要求；空心螺釘固定組固定強(qiáng)度較低，術(shù)后膝關(guān)節(jié)需制動(dòng)，以免螺釘受力造成內(nèi)固定失效導(dǎo)致骨折塊再次移位。見表1。

表1 兩組生物力學(xué)測(cè)試指標(biāo)比較Tab. 1 Comparison of biomechanical indexes between the two groups

討 論

關(guān)節(jié)內(nèi)骨折治療關(guān)鍵是解剖復(fù)位，堅(jiān)強(qiáng)固定[6]。關(guān)節(jié)鏡技術(shù)的應(yīng)用解決了微創(chuàng)條件下脛骨髁間嵴撕脫骨折解剖復(fù)位的問(wèn)題[7]。目前，臨床上固定方式多樣，哪種固定方式最佳尚無(wú)定論[8-12]?？招穆葆敼潭ǖ膬?yōu)勢(shì)在于固定直徑大于螺釘直徑3倍以上且骨塊完整的大骨塊，可以起到直接復(fù)位、加壓固定的作用[11-12]，但需再次手術(shù)取出內(nèi)固定，有發(fā)生醫(yī)源性骨塊碎裂、內(nèi)撞擊及骺板損傷的危險(xiǎn)，特別是骨質(zhì)疏松的患者容易發(fā)生螺釘拔出失效[13-16]?？p合錨釘?shù)膬?yōu)點(diǎn)是可用于骨折塊小或粉碎性骨折的病例，但是其價(jià)格昂貴，抗拔出力弱和固定強(qiáng)度較低，術(shù)后易發(fā)生錨釘拔出導(dǎo)致固定失效，影響早期康復(fù)鍛煉[17]。傳統(tǒng)縫線固定為柔性固定，取材方便、價(jià)格低廉，但其骨道穿過(guò)骨塊可致再骨折[16]。因其固定強(qiáng)度低且單點(diǎn)固定易導(dǎo)致骨塊翹起或骨塊旋轉(zhuǎn)，術(shù)后早期需膝關(guān)節(jié)制動(dòng)，影響膝關(guān)節(jié)早期功能康復(fù)鍛煉[18]。筆者設(shè)計(jì)了縫線網(wǎng)狀套扎固定法，通過(guò)生物力學(xué)研究證實(shí)該方法的固定性能可靠。

圖2 兩組力學(xué)測(cè)試的失敗模式A：位移超限； B：螺釘拔出； C：骨塊碎裂Fig. 2 Failure modes of biomechanical testA: Displacement is beyond limit; B: Pullout of cannulated screw; C: Bone fragment refracture

研究結(jié)果顯示，縫線網(wǎng)狀套扎組失效載荷及最大失敗載荷均大于空心螺釘組，循環(huán)位移小于空心螺釘組，提示縫線網(wǎng)狀套扎固定的生物力學(xué)性能優(yōu)于空心螺釘固定。主要是由于縫線網(wǎng)狀套扎術(shù)在不同方向的縫線均勻分散了載荷，有效地保證了骨折塊的穩(wěn)定性?？p線尾端通過(guò)脛骨前方骨橋固定，此處為皮質(zhì)骨，強(qiáng)度高，抗負(fù)載能力強(qiáng)，而螺釘固定處為松質(zhì)骨，骨質(zhì)抗拉強(qiáng)度低，抗拔出能力弱。生物力學(xué)表明網(wǎng)狀縫線套扎固定法可滿足術(shù)后早期康復(fù)鍛煉要求。

文獻(xiàn)報(bào)告，人體正常行走及日?；顒?dòng)時(shí)，前交叉韌帶受力約為150 N，上樓梯或慢跑等較劇烈的活動(dòng)時(shí)受力約450 N[19]。本研究顯示縫線網(wǎng)狀套扎固定法的最大失敗載荷平均為517 N，理論上能夠滿足術(shù)后膝關(guān)節(jié)早期功能鍛煉的力學(xué)要求。在模擬早期功能鍛煉及日常活動(dòng)中膝關(guān)節(jié)受力環(huán)境下，縫線網(wǎng)狀套扎固定組的平均循環(huán)位移為2.32 mm，表明早期康復(fù)鍛煉時(shí)能夠維持膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性。因此，縫線網(wǎng)狀套扎固定術(shù)后可無(wú)需過(guò)度制動(dòng)，便于早期康復(fù)鍛煉?？招穆葆敼潭ńM循環(huán)位移接近5 mm，提示術(shù)后需早期制動(dòng)，以避免受力后導(dǎo)致內(nèi)固定松動(dòng)或移位。以上結(jié)論與相關(guān)臨床研究相符[20-21]。

文獻(xiàn)報(bào)道，空心螺釘固定主要失敗模式是螺釘拔出及繼發(fā)骨塊碎裂[22]。本研究螺釘拔出6例，骨塊碎裂2例?？招穆葆斨萌脒^(guò)程中發(fā)生骨塊碎裂1例，究其原因主要是空心螺釘擰入骨塊，局部壓力大而發(fā)生骨折。研究結(jié)果與既往報(bào)道相似?？p線網(wǎng)狀套扎固定組的失敗模式皆為位移超限，未發(fā)生因固定強(qiáng)度問(wèn)題導(dǎo)致的失效現(xiàn)象，表明其固定性能優(yōu)于螺釘固定。

縫線網(wǎng)狀套扎固定主要適用于Ⅲ型以上的脛骨髁間嵴撕脫骨折，特別適合骨折塊小、粉碎性骨折或骨質(zhì)疏松嚴(yán)重者。該方法對(duì)于關(guān)節(jié)鏡技術(shù)要求較高，有一定學(xué)習(xí)曲線。術(shù)中注意事項(xiàng)包括：1)縫線環(huán)抱前交叉韌帶基底部而非穿過(guò)韌帶實(shí)質(zhì)部；2)脛骨骨道關(guān)節(jié)內(nèi)口分別自骨塊前內(nèi)、前外穿出，避免損傷脛骨平臺(tái)軟骨；3)制作脛前皮下潛行隧道時(shí)可使用鈍頭硬膜外穿刺針沿脛骨上行直至關(guān)節(jié)腔，導(dǎo)引線將縫合線牽出，避免皮下隧道過(guò)大造成不必要組織損傷或關(guān)節(jié)液外滲致切口感染、愈合不良；4)尾線打結(jié)時(shí)不易過(guò)多，以3 ～5個(gè)方結(jié)為宜，在保證線結(jié)牢靠的前提下最大程度降低線結(jié)對(duì)局部組織刺激。

綜上所述，縫線網(wǎng)狀套扎固定法生物力學(xué)性能較空心螺釘固定法更好，有利于術(shù)后早期功能康復(fù)。尤其對(duì)于髁間嵴骨折塊小、粉碎性骨折或骨質(zhì)疏松病例，縫線網(wǎng)狀套扎固定法具有明顯優(yōu)勢(shì)。