橈骨遠端骨折治療的生物力學研究進展*

賴福崇 ，李具寶 ，廖建青 ，李清輝 ，趙文韜 △

（1.云南中醫藥大學，云南 昆明 650500；2.南昌大學第一附屬醫院，江西 南昌 330000；3.云南省中醫醫院，云南 昆明 650011）

橈骨遠端骨折屬于骨科常見疾病，主要發生在患者橈骨遠端2～3 cm范圍中，部分患者通常伴有橈腕關節、下尺橈關節受損，臨床癥狀表現為不同程度腕部壓痛及腫脹等，嚴重者甚至牽連手腕部活動能力受限，從而降低生活質量。橈骨遠端骨折是指距離橈骨遠端關節面3 cm以內的骨折，約占成人全部骨折15%，更為嚴重的約有半數橈骨遠端骨折會累積至尺橈關節及橈腕關節[1]。近年來，隨著我國老齡化程度的不斷加深，橈骨遠端骨折的發生率逐年升高，加上疾病的損傷類型較為復雜多樣，不僅增加對患者的傷害，同時提升臨床治療的困難程度。相關數據顯示[2]，橈骨遠端骨折的發生率約占成人全部骨折的15%左右，其中大部分患者均伴有橈腕關節、下尺橈關節受損現象，直接危及患者身體健康及日常生活能力，受到醫療界重點關注。

目前臨床針對橈骨遠端骨折患者的治療方式較多，一旦選擇不當，極易增加患者腕關節慢性疼痛甚至僵硬發生的風險，還可能牽連其功能衰退[3-4]。隨著臨床治療觀點的轉變，通過生物力學指導選擇合適的治療方式對患者關節及橈骨遠端的解剖結構進行恢復，同時保持解剖復位或者接近解剖復位，最大可能達到穩定內外固定的效果，促進橈腕關節、橈尺的穩定性，從而保護患者腕部功能[5-6]。為分析橈骨遠端骨折治療生物力學研究的現狀進展，筆者對相關研究文獻進行了回顧總結。

1 橈骨遠端骨折的生物力學

人們一旦發生跌倒時，其上肢能夠對頭部、胸部等重要臟器進行保護，從而防止其重要臟器發生生理功能的應激反應。而上肢吸收倒地時出現的撞擊能量，其發生與受傷位置完全取決于跌倒后受力大小方向及骨的力學強度。既往研究表明[7]，腕關節遭受1.1~4.1 kN的沖擊力就可引發橈骨遠端骨折。隨后臨床專家提出[8]，利用動力學實驗及模型計算方式，意外跌倒造成的沖擊力均可產生上述閾值。而橈腕關節的動力學中，發現大部分的應力可經過橈腕關節傳遞，其余小部分應力則經過尺腕關節，而橈骨遠端的舟狀窩承擔了45%左右的應力，月骨窩承擔了32%左右，月骨的尺側半向尺骨遠端傳導15%左右的應力，最后8%應力由三角骨向尺骨傳遞。一旦橈骨遠端骨折尺偏角丟失可降低手舟骨接觸面積及應力，從而利用月骨的負荷，在尺偏角減小10°左右時更為明顯，最終造成橈月關節骨性關節炎的慢性疼痛幾率升高。另外當前臂旋轉或者腕關節體位改變均能夠造成腕關節應力傳遞發生變化，分析原因可能與橈骨遠端、近排腕骨、尺骨的接觸方式發生變化有關。一旦前臂旋轉，經過尺側的應力提升至37%左右；而當腕關節尺偏后，尺腕應力可提升至28%左右；而橈偏后，腕關節的應力可提升至87%左右，因此在腕關節掌屈、背伸過程中，腕關節應力傳導的分布改變較小[9-10]。

隨后臨床利用壓敏薄膜對橈腕關節的接觸情況進行分析，結果顯示橈腕關節中手舟骨及橈骨、月骨及橈骨、月骨及尺骨之間存在相互接觸，與月骨相比，手舟骨的接觸面積更大，其接觸面大小可能隨著腕關節的體位發生改變，其中僅有少數接觸面能夠在任一體位下接觸關節面[11]。另外上肢在伸展過程中，其運動學行為極易影響橈骨遠端的受損情況，一旦腕部受到沖擊載荷后，可能同時出現腕關節快速伸展現象，但肘關節的伸直角度可能隨之升高，甚至提升跌倒高度及峰值沖擊力，明顯提高橈骨遠端骨折發生的風險。臨床專家學者發現[12]，機體在跌倒后雙上肢并不對稱，分析原因與行走時上下肢前后交替運動息息相關，一旦發生跌倒后，其中一側先著地，因此其生物力學的改變可能造成損傷機制或者病理發生變化。

2 臨床治療原則和復位標準的生物力學基礎

臨床治療橈骨遠端骨折的原則為促進關節面恢復，防止組織進一步受損，保證解剖復位或者接近解剖復位，最大可能穩定內外固定，提升橈腕關節、橈尺的穩定性，最終達到保護腕部功能的目的[13-14]。而復位標準包含功能復位及解剖復位，前者的標準設置為尺偏角超過15°，背傾角不足10°，橈骨縮小不足5 mm，關節面骨折塊的分離不超過2 mm，另外橈骨遠端乙狀切跡、尺骨頭基本完整，并無腕骨異常排列現象；而后者標準為受損位置的結構恢復，橈骨遠端高度、尺偏角及掌傾角恢復，促進橈腕關節面、下尺橈關節面恢復[15-16]。

2.1 閉合復位夾板或者石膏外固定生物力學基礎夾板固定作為外固定形式，夾板力需通過肌肉等軟組織才能作用于骨斷端。此時采取固定夾板時，可扎緊布帶力并作用于肢體，軟組織可在外力作用下壓縮變形，彈性屈限限度以前，壓力與形變關系服從胡克定律，根據軟組織材料特點，此時外力解除后，壓縮下儲存彈性勢能釋放，軟組織有恢復形變趨勢[17-18]。內應力方向與壓縮外力方向相反，固定周徑布帶可構成對夾板位移約束[19]。

2.2 經皮克氏針固定生物力學基礎 此時對骨折部位應用克氏針內固定，從固定牢固性表現上得出，不易引起植入物變形以及移位。從移位數據上得出，此時在生理載荷作用下，橈骨遠端固定期間骨折線移位偏小，進一步得出，通過采取經皮克氏針固定，可有效固定骨折端，防止移位[20-21]。橈骨遠端骨折患者進行經皮克氏針固定中，選擇2枚克氏針穿過尺骨，并將橈骨遠端上下骨折端與尺骨相連后，妥善固定成框架結構，從而使患者自身尺骨發揮出對橈骨遠端骨折的支撐固定作用，保證固定的牢靠性，同時避免骨折短縮移位，保持橈骨高度，促進患者盡早進行功能鍛煉。另外經皮克氏針固定對患者的傷害較小，有效避免對骨折位置血供的影響，促進骨折快速愈合，并為關節功能恢復提供前提[22-23]。

2.3 外固定器生物力學基礎 功能性外固定器利用獨特立體幾何構型、縱橫方向及多平面固定方式，對骨折端位置進行加壓延長、旋轉及平移、調整角度，可達到最佳復位效果。立體交叉固定及橫向針與橈骨背側垂直針應用，可固定骨折端[24]。可使骨折端牢固性增強，對松質骨骨折遠端更為實用。若固定不理想，此時可調整進釘，直至臨床滿意，實現復位及固定同步性[25-26]。對部分遠端粉碎較為嚴重或無法固定患者，外固定器安裝上動力掌骨牽引固定桿，固定在第2掌骨，行超腕關節固定，術后4周松開外固定器，可開展腕關節鍛煉[27]。

2.4 切開復位內固定生物力學基礎 骨折端固定期間不僅僅依靠螺釘對骨質把持力，更取決于內固定框架結構，現代建筑學中“框架結構”，穩定性往往與墻壁、梁柱內鋼筋框架相一致。通過整體結構重建，骨折塊之間相互咬合，并非依靠螺釘依靠穩定性，當螺釘通過鋼板至對側骨折塊，對遠端骨折塊起到加強固定作用，對遠端骨折塊具有連接及加壓作用[28-29]。切開復位內固定中包含掌側入路、背側入路等不同手術入路方式，其中掌側切口治療對患者的損傷較小，并不影響患者橈骨遠端的骨性及腱鞘結構，加上橈骨掌側面較為平坦，手術操作較為容易，更加符合張力帶原則，避免對軟組織的傷害，保證背側軟組織合頁的完整[30-31]。另外手術操作并不會進入關節，減少對掌側韌帶結構的傷害，促進術后關節功能康復，提升復位效果，也減少植骨外露現象產生，為預后提供保障。

2.5 腕關節鏡輔助下復位固定生物力學基礎 骨折彎曲力學特點，背側骨皮質受壓，此時骨折造成肌肉等組織牽拉力及殘余暴力作用，使得骨折端出現移位。通過腕關節鏡腹腔鏡輔助下復位固定，不僅減少對局部組織損傷，通過腕關節鏡，可觀察到近端移位情況，橈側移位情況，減少復位期間誤差形成[32-33]。腕關節鏡屬于新型微創技術，隨著腕關節鏡的廣泛運用，其幫助橈骨遠端骨折的關節內骨折實施復位、聯合內外固定治療橈骨遠端骨折的技術也隨之成熟。臨床對此進行實驗，選擇橈骨遠端關節內骨折患者作為實驗對象，并給予腕關節鏡下復位固定治療，結果發現所有患者的的橈骨關節面高度明顯恢復，且恢復的關節面較為平整，值得臨床推廣使用[34-35]。

3 治療方式選擇的生物力學依據

臨床治療橈骨遠端骨折的方式較多，且專家學者在其療效上存在較大爭議。近年來，隨著對腕關節生物力學的深入探究，臨床對橈骨遠端骨折復位及重建的要求明顯提升，且治療觀念也隨之發生變化，同時提出較多治療方案。

3.1 閉合復位夾板或者石膏外固定 當小兒或者中老年人出現低能量損傷、關節外骨折時，閉合復位滿意后選擇夾板或者石膏進行妥善固定，可有效緩解病情。其中小夾板固定后的管理干預應受到重點關注，一旦手法復位后，就需要完全依賴外固定方式保持。而固定帶的約束力屬于夾板固定骨折的動力來源，其松緊程度直接影響治療結果，成為臨床治療生物力學的主要環節[36-37]。其中約束力不僅決定固定的穩定性，同時對肢體血流及血容量影響較大。一旦約束力使用不恰當，可能給患者帶來嚴重危害，增加腕關節僵硬、壓迫性潰瘍、骨質疏松、骨折畸形愈合、肌肉萎縮等并發癥發生率[38-39]。

3.2 經皮克氏針固定 與切開復位內固定相比，經皮克氏針固定在無明顯移位的關節內骨折中效果更好，存在操作簡便、取出容易及危害較小等優勢，對患者肌肉功能影響較小，受到臨床及患者的廣泛關注[40]。另外針對不同類型的骨折患者可選擇針對性的穿針方式，其中穿針位置其中穿針位置包含橈骨莖突、尺骨莖突、下尺橈關節穿針等[41]。經皮克氏針不僅可作為單獨的外固定方式，同時可成為石膏外固定或者外固定支架的輔助治療。與其他方式聯合使用后，克氏針可促進小骨片復位或者翹起塌陷的關節面。有研究表明[42]，與單純石膏外固定相比，聯合經皮克氏針固定治療效果更優，尤其是在骨折復位的穩定性及腕關節功能上具有重要意義。

3.3 外固定架固定 外固定架固定中包含非橋接外固定支架、超關節外固定支架2種，均能夠有效縮短患者關節僵硬及康復時間，促進早日功能鍛煉，且2種支架治療的結果相比并無明顯差異，主要應遵照患者骨折類型及適應癥來選擇合適的固定器，其中針對關節外骨折或者牽連橈尺關節骨折的患者而言，可選擇關節周邊方式的外固定支架，并將直接遠端的穿針位置確定在橈骨遠端骨片上，近端確定在患者橈骨骨干距離骨折線3～4 cm位置[43-44]。另外針對存在橈腕關節受損或者橈尺關節受損的關節內骨折患者，利用外固定架時需要超關節使用，其遠端穿針位置確定在第2掌骨，而近端與關節周邊使用方式相似[45]。

一旦發生橈骨遠端骨折后，其橈骨背側皮質粉碎，且骨折端成角，出現重疊移位及嵌插現象，均可提升閉合復位、復位位置難以保持的困難程度。外固定架能夠保持骨端軸向牽引，減輕橈骨背側皮質粉碎骨折端重疊移位現象，避免橈骨短縮造成的不穩定現象產生[46-47]。因此針對嚴重橈骨粉碎性骨折患者，其橈骨短縮顯著，用盡早選擇外固定支架方式進行治療[48]。而針對關節內骨折選擇外固定支架時，應聯合橈骨莖突經皮穿針方式妥善固定橈骨遠端的骨折塊，從而進一步擴增外固定支架的使用范圍。

3.4 切開復位內固定 切開復位內固定在復雜的關節內骨折、Barton骨折等不穩定骨折患者中至關重要。其中橈骨遠端縮短大于2.5 mm時可提升尺骨負荷傳導11%～42%。臨床認為橈骨遠端關節面移位大于2 mm，其局部應力可提升27%～50%[49-50]。這時大多數應力中心傳遞至尺骨，從而造成腕關節位置及運動發生改變，甚至可能增加腕關節創傷性關節炎發生的風險性，直接限制腕關節能力[51]。雖然近年來切開復位內固定受到臨床的廣泛關注，但目前尚無有力證據證實內固定較外固定有效，因此在選擇治療方式時，應針對性選擇，切記盲目求新，導致手術治療擴大化。

3.5 腕關節鏡輔助下復位固定 腕關節鏡輔助下復位固定屬于微創治療，不僅能夠降低骨與軟組織再次受損，同時可對關節面分離及移位進行評價，并檢查腕關節韌帶。相關報道中顯示[52-53]，利用X線及腕關節鏡輔助下對骨折塊進行復位，可有效平整關節面，且保證克氏針妥善固定，與單一X線透視復位相比效果更好[54]。但腕關節鏡存在一定局限性，針對急性損傷患者，其局部血腫尚未吸收完全，水腫未消退，因此不宜使用腕關節鏡進行治療。另外腕關節鏡使用過程中，可能需要大量補液來沖洗腕關節，從而維持術野的清晰程度，加上對操作者的技術要求較高，操作時間過長可能引發較多并發癥。

4 問題與展望

綜上所述，臨床上關于橈骨遠端骨折的治療方式較多，均獲得了不同程度的療效，隨著醫療水平的迅猛發展，骨折治療進入數字化及信息化時代，在現代生物力學研究成果的指導下，治療的方法不斷改善，因此要求臨床使用更多現代方式進行治療，同時聯合患者具體病情，選擇針對性、安全簡單的治療方式來獲得滿意結果。其中閉合復位石膏、外固定、克氏針固定等各項治療效果深入，客觀評估可明確各自適應癥。對橈骨遠端骨折治療新方法相繼提出，各類微創事業步入外科領域，并取得顯著成效。后續仍需有大量基礎實驗及臨床療效進一步驗證及評估各自效果和相關并發癥，嚴格確定適應癥。醫師對治療方式選擇上，需依據患者一般資料及適應癥合理選擇，如客觀評估患者年齡、骨折類型、經濟情況及對骨折預后要求，合理選擇正確治療對術后局部肢體功能恢復起著重要作用。術后仍需加強對患者患肢整體功能鍛煉，幫助患者恢復局部肢體功能。