經皮鈦纜固定治療髕骨骨折生物力學分析與臨床應用

張興國+王忠偉

【摘要】 目的：研究經皮鈦纜固定治療髕骨骨折的生物力學分析及手術適應證。方法：對2011年10月-2016年6月本院收治的236例C3型髕骨骨折中可手法復位的68例患者采用經皮鈦纜固定治療。結果：68例患者易接受手術治療且隨訪及時，平均隨訪1.5年。X線片示骨折復位和內固定滿意，遠期隨訪膝關節功能按照Levack髕骨骨折療效評分系統評價57例獲得優良。結論：經皮鈦纜&-α治療髕骨骨折可以選擇經手法復位滿意的C型關節內骨折。手術優勢：骨折復位能良好滿足生物力學，患者容易接受，麻醉要求低，手術切口小，操作簡單，時間少，固定牢靠，下地早，功能恢復早。

【關鍵詞】 髕骨骨折； 經皮； 鈦纜； 生物力學； 手術適應證

【Abstract】 Objective：To study operative indication and biomechanical characteristics of patellar fracture treated by percutaneous internal fixation with titanium cable.Method：From October 2011 to June 2016，in 238 patients with type C3 patellar fracture，68 cases were treated by manipulative reduction and percutaneous internal fixation with titanium cable.Result：The patients were more easy to accept the operation and were visited regularly on average 1.5 years.All patients healed over without obvious displacement.The satisfying effects were judged by the functions of the patients knee joints and the results of X-ray examinations in different periods after operation.According to Levacks standard evaluated by the therapeutic effect showed：57 patients were excellent.Conclusion：Type C patellar fracture by satisfying manipulative reduction can use percutaneous internal fixation with titanium cable &-α.Not only fits well for biomechanics but also many advantages such as easy to be accepted，light narcosis，minimal invasion，simple operation，less time，firmly fix，early exercise，quick recovery and so on.

【Key words】 Patellar fracture； Percutaneous； Titanium cable； Biomechanics； Operative indication

First-authors address：The TCM-WM Hospital of Tongzhou，Beijing 101100，China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2018.02.004

髕骨骨折三維觀，冠狀位涉及伸膝裝置的連續性[1]，水平位涉及軟骨面、小兒骨骺、髕韌帶擴張部的完整性[2]，矢狀位涉及骨折移位及骨折分型[3]，經皮實施手術與開放膝關節不同[4]。本研究介紹手法復位經皮鈦纜固定治療髕骨骨折，并評價療效，確定手術適應證。現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2011年10月-2016年6月本院收治的236例C3型髕骨骨折中可手法復位的68例患者。本組68例中，男29例，女39例，年齡29～80歲，平均64歲，均為閉合骨折。新鮮骨折62例，陳舊骨折或二次手術微型清創復位后6例；合并股骨髁上骨折2例，合并Hoffa骨折1例，合并膝后叉韌帶撕脫骨折1例。合并16種嚴重合并癥如：小兒麻痹綜合征、高齡、嚴重骨質疏松、糖尿病合并下肢靜脈閉塞。損傷原因：跌傷49例，機車相關19例。術前常規檢查，拍片可加髕骨軸位片或CT掃描，術前時間（3.0±1.2）d。

1.2 納入與排除標準 按照AO/OTA分型[5]，骨折A型為關節外、B型為部分關節內，C型完全關節內。其中C1為簡單橫形骨折，C2為≤3骨折塊的粉碎骨折，C3為>3骨折塊的粉碎骨折。入選C型骨折68例，包括獨立的新鮮骨折39例，全身合并損傷的新鮮骨折25例，翻修的陳舊骨折8例。手術同意書患者選擇微創方案的。采用國產鈦纜&-α固定。

1.3 手術方法 連續硬膜外麻醉，平臥位。消毒鋪巾畢10 mL注射器沿髕骨周圍四個象限關節間隙抽吸關節腔內淤血，手法閉合復位骨折輕松臨時固定，必要時經皮直徑2.0 mm克氏針撬撥嵌插、塌陷骨片，屈膝極限利用股骨髁面形態復位髕骨關節面，屈膝15°、30°、90°，檢查膝關節及髕骨穩定性，透視骨折位置滿意。鈦纜尾部鋼絲鉗管制，帶針鈦纜從髕骨外上方經皮潛行股四頭肌總腱間向內出針并原位入針并潛行髕骨背側，從髕骨外下方出針再原位從外入內經髕韌帶間，再潛行髕骨背側回到髕骨外上方形成髕背&形張力帶，再接續從外上經股四頭肌腱間—髕骨內側緣—髕韌帶間—髕骨外側緣—髕骨外上方建立髕周α形荷包，注意應用注射針頭標志關節間隙，切取1.0 cm皮膚切口，鈦纜兩端入扣，屈膝條件下術者收攏鈦纜、維持張力與助手伸膝、屈膝動作配合，分次收攏緊固，臨時鉗夾透視位置好。鉗緊纜扣，沖洗傷口，7號線將扣結貼骨面包埋于深筋膜下，縫合切口一針。必要時加脛骨結節減張環。皮膚節點可克氏針松解，鈦針經皮建立張力帶可配合使用。endprint

1.4 術后處理 術前應用抗感染藥物一次，麻醉恢復即可功能鍛煉[6]，考慮鈦纜袢于軟組織腱性組織間，鍛煉力度經驗選擇術式鋼絲8字加O形環扎[7]與克氏針張力帶術式間合適應力被動完成，術前軟組織相對完整或骨折線呈輻輳樣粉碎性骨折[8]或移位小于3 mm，術后第2天可被動屈膝90°以上一次，可1周后下地負重。術前骨折線不規則或骨折移位大于3 mm或CT掃面髕骨骨折冠狀位分層，支具保護扶拐下地活動，逐漸屈伸膝關節鍛煉，3～6周后再屈伸膝關節鍛煉。每天按摩股四頭肌和預防骨質疏松治療，形成一繃（繃股四頭肌）、二抬（抬下肢）、三屈伸（膝）的活動流程。住院時間（9.0±2.8）d。

2 結果

本組68例患者，手術時間（30±16）min，關節腔內抽血（42±27）mL，術后第1天，可床上屈膝鍛煉；（10±6）d后可帶支具扶拐下地，（3.5±3.0）周練習膝關節屈伸，所有患者隨訪3～6個月，平均4.6個月，均獲終末隨訪，骨折復位和髕骨形態滿意，術后均骨性愈合，無鈦纜過敏、松動和斷裂。術后X線片滿意，膝關節功能恢復良好。根據Levack髕骨骨折療效評分系統[9]獲得優良：57例，可11例，差0例。6～12個月拆除內固定。典型病例，見圖1～4。

3 討論

3.1 髕骨骨折治療現狀 髕骨骨折手術縱軸涉及伸膝裝置的完整性，橫軸涉及髕骨和膝關節穩定性，矢狀軸涉及關節開放，生物力學的發展決定重建手術的不斷創新，筆者總結既往髕骨骨折張力帶手術的固定軌跡（表1）。Rajagopalakrishnan等[10]認為髕骨形態重塑、髕骨滑動軌跡和髕骨關節面壓力改變對手術效果、內固定材料損害、并發癥關節粘連和創傷性關節炎直接相關。生物力學的發展決定重建手術的不斷創新。筆者總結髕骨張力帶固定的生物力學特點有關縱軸支撐、向心張力滿足橫向張力、張力帶強度、并發癥等四個方面特點（表2）。Rathi等[11]認為經皮固定髕骨骨折是醫用新材料發展的結果。用經皮鈦纜&-α方式固定髕骨骨折，結合了張力帶及捆扎理論，改善了鋼絲張力帶切開內固定技術的缺陷。

3.2 經皮鈦纜&-α方式固定術 遵循髕骨骨折捆扎術和AO張力帶理論，加強了關節腔淤血抽吸和閉合手法復位骨折，對手術適應證的選擇和經皮潛行抽動鋼絲的操作技術研究。孫海波等[12]認為鈦纜彈塑和強度發揮依賴髕骨周圍軟組織完整，針對軟組織保護開展臨床試驗，該手術固定軌跡不是⑧，而是&接續α。另外王湘江等[13]認為經皮荷包技術對關節囊、髕韌帶擴張部軟組織撕裂預防是有益的。依據手術材料的剛性和塑性（表3），筆者總結手術技巧：（1）手法復位和經皮撬撥需要經驗積累，經皮臨時固定后檢查膝及髕骨穩定性；（2）帶針鈦纜的針根據入針需要弧度可以折彎調整；（3）貼骨面經股四頭肌總腱和髕韌帶間的手感來源開放O+8的經驗；（4）原位經皮出入時鈦纜皮外易形成α，助手將α旋轉為Ω，接著松Ω并抽緊鈦纜；（5）鈦纜收攏維持張力并屈伸和旋轉膝關節再進一步收緊并緊扣鎖實；（6）內固定結束后必須再次檢查膝和髕骨穩定性[14]。從手術結果判斷該手術支持C型骨折各亞型的治療。

3.3 鋼絲與鈦纜 鈦纜有獨特的材料力學特性和良好的生物相容性。李小榮等[15]總結鈦纜的優點：（1）優越的生物力學固定性能；（2）操作簡單，易于固定，不剝離骨膜；（3）強度保障，彈性模量利于骨塑性與模造，應力遮擋小。骨針鈦纜結合可吸收線固定，帶針設計縮短了手術時間，滑動加壓效果好，有效防止鋼絲力量過大收攏時的切割骨面及磨損后期鋼絲斷裂。本研究既采用醫用鈦纜替代傳統鋼絲材料，一方面利用了其易滑動，將鋼絲獨立O+8內固定術轉為&-α連續固定，另一方面發揮了鈦纜相對鋼絲的抗張力、抗疲勞力、抗磨損及術者操作彈性好不易死結的優點。也驗證了鈦纜組織相容性好，無毒副作用適合人體內置。本組52例患者終末隨訪均無排異不適，X線片示鈦攬無斷裂，無松脫，下蹲功能無鈦纜刺激不適。

3.4 捆扎與張力帶 徐海棟等[16]分析單純鈦纜捆扎術優點是方法簡單，可以早期功能鍛煉；缺點是無法限制膝關節屈伸過程中骨折塊前方分離移位，固定不穩，易出現創傷性關節炎，術后長時間制動關節發生粘連、僵硬。按生物力學規律張力帶技術應該滿足（表2）：（1）髕骨縱軸線上支撐；（2）固定髕骨向心張力滿足屈膝時橫向分力；（3）重建髕骨表面張力帶強度滿足；（4）關節開放的程度與手術并發癥的預防。該技術解決了環扎技術的缺點，但兩針針距、與髕骨中心相關性、與骨折類型難以把握，保證兩針平行是一種目標，實際操作多有誤差，另外軟組織尚未得到有效重視。張力帶微創固定[13]、經皮固定[17]借助手法復位經驗，以較小的軟組織損傷為原則固定骨折，但仍具備穿針難度、針尾刺激、鋼絲斷裂二次手術的不足。從鈦纜材料力學和本院實際出發，將髕骨骨折切開復位鈦纜與克氏針、鈦針、空心螺釘制作張力帶與鋼絲環形加8字的固定經驗結合，應用經皮鈦纜&-α捆扎，這與Buezo等[18]報道鈦纜切開手術不同，Rathi等[11]鋼絲獨立的O+8是切開復位，固定軌跡是⑧。Diane等[19]的經驗更重視髕骨上下極軟組織結構，故經皮筋膜下穿鈦纜先建立&并接續α，屈膝較大用力收緊并鎖扣，必要時鈦纜經皮繼續加脛骨結節α減張并二次鎖扣，見圖2（k）。其優點縱軸張力帶張力提高時環扎向心力經傳導提高，而不是獨立提高，兩張力通過鈦纜的滑動獲得張弛同步，雙力合一，適合骨折在早期鍛煉中重塑。

3.5 單純髕骨骨折與合并髕骨骨折 本組研究中發現合并股骨髁上骨折2例，Hoffa骨折1例，均經皮鈦纜固定，術后即開始功能鍛煉，未出現髕骨斷端分離現象。筆者認為要重視四點：一則有效保護了髕骨周圍軟組織，二則增加了固定強度，三則避免了髕骨縱軸上克氏針術后撬裂固定好的髕骨骨折，四則縱向張力與向心張力同步互濟，這與Petrie等[20]、Hambright等[21]提出髕骨復合損傷的處理一致。髕骨骨折合并膝后叉韌帶止點撕脫骨折1例，側臥位先經皮行粉碎性髕骨骨折鈦纜固定，再經腘窩復位骨折鋼絲脛前重建。隨訪功能良好。另外合并脊髓灰質炎后遺癥患肢、高齡、嚴重骨質疏松、糖尿病合并下肢靜脈閉塞等重度合并癥26例，均順利手術，術后皮膚愈合、關節功能評分優良。endprint

3.6 C型髕骨骨折與髕骨骨折翻修術 C型骨折完全穿越關節面，矢狀位骨折容易注意，冠狀面上存在骨折或游離骨片，髕骨骨折內固定術后一旦鋼絲斷裂或克氏針松動、退出、骨折移位、關節無法活動，有效的手段是翻修術。清創完畢復位骨折碎片，克氏針使用存在原位松動和重鉆困難的兩難處境，骨質疏松者擔憂鋼絲的切割。Volgas等[22]應用網狀固定材料。筆者采用微創取出殘存內固定，清創復位骨折經皮鈦纜荷包樣固定骨折4例，3 d后帶支具下地，遠期隨訪，患者滿意，功能良好。強調應用脛骨結節α限制環與孫海波等[12]意見一致。

總之，髕骨骨折內固定術各具特點，根據骨折分型、衡量利弊選擇合適手術方式。鈦纜材料力學和生物力學[23]優于鋼絲，其力學效能能完成捆扎術及張力帶固定術。經皮鈦纜固定能夠固定C型髕骨骨折，在合并膝多發損傷、全身欠佳的情況下更具有選擇性。該術減少切口，增加固定強度，在髕骨骨折翻修手術中也是一種理想的選擇。

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（收稿日期：2017-06-21） （本文編輯：程旭然）endprint