跟骨骨折的生物力學研究進展

李海濤

摘要 ：跟骨骨折在臨床上較為常見，占跗骨骨折的60%。該疾病治療較為困難，且患者預后情況較差，需要對患者進行詳細檢查之后，分析其形態發生的復雜變化，進而制定個性化的治療方案。近些年來臨床中多對其進行骨折分型與治療方面的研究，生物力學是一門新興的學科，集中應用了生理體系以及經典力學體系，能夠為跟骨骨折的治療提供一個新的研究方向，進而從另一個角度看待該骨折現象，能夠提高患者的愈合效果。本文就將跟骨骨折的生物力學展開綜述。

關鍵詞：跟骨骨折;生物力學;應力

【中圖分類號】R-02?? 【文獻標識碼】A??? 【文章編號】2107-2306（2020）02-279-01

一、跟骨骨折的力學機制

跟骨骨折是跗骨骨折中常見的類型，由于該部位形態不規則，且解剖部位復雜，因此手法復位的可能性較小，因此臨床上給予其手術治療。林娟穎，劉曉穎，邢立杰，等^[1]研究中顯示，跟骨是人體中較為重要的負重骨，保障了人體的正常活動，該部位承受了人體50%的重量，且人體在行走時，該部位承受重量較正常體重的4倍。跟骨發生骨折的原因與高出墜落或者是暴力有關，人體從高出跳落后跟骨先著地，垂直暴力與地面的反作用直接作用與跟骨與距骨，進而會產生一種較強的剪切力，使得其向后或者向下移位，因此跟骨骨折常伴有距骨骨折。許燦，李明清，李康華，等^[2]認為距下關節后臺階面與跟骨骨折術后的恢復有著較大的關系，且臨床意義已經被力學實驗所證實，換而言之跟骨三維形態學的改變，會將踝-后足的生物力學功能破壞。黃諸侯，李俊，陳日齊，等^[3]認為，人體從高出跳落時，足跟若著地，則會引起壓縮性骨折的發生，跟骨內側載距與中距下關節面發生軸向劈裂，從而產生“Y”型骨折;舌型骨折則是由于骨折線后支沿著水平方向延伸所致;壓縮性骨折是由于骨折線沿著垂直方向走形。有研究指出給予其跟骨骨折的動力學試驗中可發現，跟骨骨折承受著軸向均勻沖擊時，則應力作用會沿著跟距關節進行傳遞，因此若在根據最大的英里處發生撞擊等，則會導致劈裂裝粉碎骨折的發生^[4]。

二、生物學力學實驗

王成偉^[5]在踝關節外側不穩定功能重建的生物力學研究中，招募了25名研究者，且均為青年男性，平均身高為176厘米，體重為75 kg，研究者身體健康且沒有發生過踝關節等骨折，使用128排螺旋CT對其進行影像學檢查，檢查后的數據進行重建，之后輔助生成醫學模型的三角結構，使用有限元軟件對其進行分析，證實了踝關節處于600 n處于垂直加載時，距骨以及脛骨的接觸 應力為2.78 Mpa。采用模擬人體正常站立下的受力情況，跟骨應力較為均勻，且應力較小，且最大的應力均分布在根據底部，該實驗與距骨關節面承受人體大部分體重的實施一致^[6]。距下關節不同的應力下有著不同的差別，該研究有利的證明跟骨骨折發生壓縮性骨折的原因。在生成三維CAD的研究中模仿了根據大部分缺損的情況，且建立了更具大部骨質缺損的模型，也模擬了相應的治療模式，結果可知跟骨缺損后移植位較正常的足力大50倍，且髂骨板重建于骨缺損后，穩定性、最大應力、抗變形能力等明顯優^[7]。

三、跟骨骨折的治療

跟骨骨折的治療原則是要將骨折的關節面進行復位，且經跟骨的幾何外形進行恢復，將距下關節面以及與三個關節面的正常解剖關系進行恢復，將跟骨的負重力線與其G、B角恢復。治療該類型骨折有三種方法，其一為非手術治療，該種方法不利于患者跟骨功能的恢復，且愈合后容易發生畸形，以至于跟骨關節面沒有獲得復位，進而發生跟骨的增寬或者是縮短，該手術適應于患有嚴重疾病的患者，且該類患者有手術禁忌癥，比如開放性骨折、威脅生命的嚴重損傷;其二為早期距下關節融合術，該手術方式適用于難以使用手術方法恢復距下關節面平整的情況，也可以適用于骨折時間超過1個月的患者，適用于距下關節面軟組織損傷的患者;其三為手術治療^[8]。

四、跟骨骨折后內固定術的生物力學研究

跟骨骨折內固定的適應癥為伴有跟骨周圍脫位的患者;跟骨粗隆有明顯外翻或者是內翻的患者;跟骰骨關節不平整的患者等。該手術的手術指征較寬，由于該類型的骨折屬于關節內骨折，恢復對合關系較為重要，因此需要對其生物力學等進行相關研究，以提高手術效果。

沈超，蔡攀，王秀會，等^[9]研究中，將跟骨關節骨折的患者分為A、B、C三組（根據骨折后內翻角進行分組），所有患者均給予X線片、CT檢查后確認骨折的治療方案，三組均給予了內固定手術，結果顯示影響跟骨骨折術后恢復的因素是跟骨內翻畸形，且聚下關節炎的出現與術后跟骨高度、后關節面塌陷等有關，因此手術的恢復程度、內翻程度與足踝功能不是絕對相關。王凱，徐華^[10]研究中將跟骨骨折的患者分為兩組，分別給予L型外側切開術（對照組）以及改良后微創小口內固定術（觀察組），研究結果顯示給予觀察組患者的踝關節功能恢復情況良好，原因與手術切口小，對機體損傷小，另外其方法有利于對跟骨的復位，縮短了手術時間，降低了感染等術后并發癥，因此患者術后恢復較快。該手術采用的空心螺紋釘能夠增加跟骨的承載力，且將其足弓穩定性增強提高，有效避免了關節面的撞擊，緩解了患者術后疼痛程度，也提高了愈合效果。丁玉來^[11]研究中給予研究對象微創鋼板復位內固定術，經過手術后患者的恢復時間以及疼痛程度均優，且跟蹤隨訪三個月可知，觀察組患者的跟骨寬度、高度、Bohler角等均比對照組患者優，原因與微創鋼板在術后減少對了軟組織的損害有關，且該手術需要將骨折端組織牽拉后進行操作，避免了對骨膜等的影響，避免了神經損傷，也利于術后恢復。

通過對跟骨骨折以及骨折術后內固定術的研究可知，有限元計算等應用于其中有著較好的作用，在為患者制定治療方案時，可以通過該種方法選擇較好的手術方式，能夠保證患者達到治療目的。跟骨骨折屬于嚴重且復雜的創傷，患者運動受限，且疼痛感聚類，通過手術解剖對其進行骨折復位，明顯提高了踝關節功能的恢復情況^[12]。

總結：

機械力學在患者骨折恢復中有一定的優勢，取決于其能夠較好的對內固定器械、內固定方法以及生物力學等進行指標的量化，由此可以對骨折內應力進行二維、三維的定量分析，通過模擬跟骨試驗，有利于骨折手術的開展，但是該項技術還在不斷地研究與實踐中，在未來醫療技術上能建成理想且精細的三維有限元模型，會對生物力學研究有一定的促進作用，也能夠促進跟骨骨折患者的恢復。

參考文獻

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