生物力學在股骨干骨折病人術后康復護理中的應用

李建華

（太原市急救中心，山西030001）

股骨干骨折多發于老年群體，臨床常使用內固定治療。骨科生物力學以人體骨骼、肌肉系統的研究為主，涵蓋了靜力學、動力學、運動學、材料學、生物摩擦學等相關領域，目的是應用生物力學的原理來解決骨科臨床護理中面臨的問題[1-3]。主要依據力學理論中的正壓力、反作用力以及摩擦力等原理對病人骨骼、肌肉以及其他組織的功能恢復過程進行指導[4]，既可以在宏觀層面上提供科學的護理與康復指導，又可以在微觀層面為病灶部位骨骼、肌肉、皮膚等組織的愈合提出科學的力學解釋與防護指導。從股骨干骨折愈合過程中力學性能的變化以及肌腱力學性能等方面探究生物力學對骨骼與軟組織的影響，運用合理的生物力學原理指導護理工作，可以減輕護理人員的工作量，促進骨折病人的康復，避免康復過程中其他組織的病變。本研究采用計算機數字技術結合臨床研究了解股骨干骨折護理中生物力學變化，通過模擬股骨干閉合性斜形骨折接骨板固定治療的真實案例，研究各個階段中的股骨應力傳遞與應力分布的差異，軟組織生物力學、肌腱生物力學變化，從生物力學的角度解釋接骨板固定法在股骨骨折治療中的優勢，并為骨折病人的治療與護理提供指導。

1 生物力學在護理過程中的應用

骨折病人主要采用手術剛性固定骨骼斷裂部位，從而防止外力作用下斷裂骨質的移動造成骨折部位的再次骨折以及裂骨對其他組織的二次傷害。接骨板為金屬材質，由于接骨板與固定裂骨材料屬性差異較大，出現應力屏蔽現象[5]，導致骨折部位的力學性能不平衡，引起骨質流失，造成骨溶解，對病人骨折部位的力學性能恢復極為不利[6]。另外，病人骨折的同時會造成周圍肌肉及其他組織的損傷，損傷部位的肌肉由于伸縮力不平衡易造成肌肉痙攣，給病人帶來不利影響[7-8]。骨折對病人整體，特別是骨折部位的循環代謝以及營養物質、鈣質吸收造成影響。內固定手術后病人會產生較大的應激反應，需要良好的護理干預來提升康復效果。生物力學研究貫穿于病人整個護理過程中，在保證治療效果的同時，應注意其生物力學原理。護理干預時可適當使用托墊，保持脊柱的生理曲線，避免局部受壓，預防足下垂畸形、膝關節屈曲畸形、髖關節屈曲畸形、肩內收畸形等并發癥。股骨干骨折術后不同康復時期力學性能恢復效果見圖1。

圖1 股骨干骨折術后不同康復時期力學性能恢復效果圖

2 術后急性期軟組織生物力學變化及護理干預

股骨干骨折術后病人由于長期臥床，康復鍛煉較少，易出現壓瘡、肌肉萎縮等并發癥。壓瘡主要是由于機體局部組織長時間受壓，血液循環障礙，無氧代謝產物的影響，使受壓部位皮膚及皮下組織出現缺血、潰爛及壞死等情況[9]。急性期護理人員應注意病人患肢遠端的感覺、運動以及血液循環情況，定時抬高患肢進行被動運動及遠端關節活動。舒張運動可以促進骨折部位的愈合、對周圍肌肉組織的功能恢復及血液循環十分有益，亦可防止壓瘡的產生。護理干預：①采用氣墊床，定時翻身，避免病人局部組織長期受壓，觀察病人皮膚組織情況，預防壓瘡的發生。②保持病人皮膚干燥，及時更換床單、衣物，保持清潔，護理時不要拖拽病人，盡量減少摩擦。③進行飲食指導，為骨折愈合提供充足的營養，提高機體抵抗力。④進行心理護理，使病人保持心情愉悅，促進病人的康復。⑤加強對病人及家屬的健康宣教，以提高病人的壓瘡預防意識，更好地防止壓瘡的發生。

3 功能鍛煉期肌肉的生物力學變化及護理干預

功能鍛煉的原則是盡早開始，主動為主，被動為輔，持之以恒，循序漸進。病人因手術治療長期活動受限，肌肉組織出現萎縮、粘連現象，護理人員應鼓勵病人進行功能鍛煉。肌肉為黏彈性組織，其生物力學性能獨特，不僅可以承受肌肉的拉應力，還可以承受剪切力與壓應力，如圖2 所示。第一區域為趾區域，即肌纖維在載荷作用下由卷曲狀態變為拉直伸展狀態。第二區域為線性區域，即被拉直的肌纖維在載荷作用下呈線性拉伸；線性區域后再承受過度載荷，肌腱將發生不可恢復的變形，即纖維產生微觀斷裂損傷。在微觀斷裂繼續承受載荷，肌腱將出現宏觀斷裂即肌腱斷裂。由于肌腱的黏彈性，其在低應變變形時，肌腱會吸收載荷，但傳遞載荷較低，這與其自身組織構成有關。因此，肌腱的力學性能與年齡、性別與運動情況直接相關[10]。功能鍛煉期護理干預是在治療原發疾病的基礎之上加強康復功能訓練，其目的在于促進肌肉、骨關節生物力學性能恢復以及預防功能障礙[11]。隨著骨折部位的愈合及周圍損傷軟組織的逐步修復，康復鍛煉循序漸進，活動范圍由小到大，次數由少到多，時間由短至長，強度由弱至強，逐步恢復患肢的關節功能。康復鍛煉以病人不感疲勞為宜，骨折部位不感疼痛為度。康復護理干預可以顯著提高骨折病人的關節功能恢復優良率，縮短住院時間，并且使出院半年后的日常生活能力得到明顯的改善。科學合理、積極主動的康復護理對恢復關節力學功能尤為重要。另外，功能鍛煉的同時需為病人提供合理的膳食及必要的心理疏導，普及力學知識，消除病人恐懼心理。

圖2 肌腱的應力應變曲線

4 中后期運動系統的生物力學變化及護理干預

中后期護理干預以病人感覺輕微酸脹、無明顯疼痛為原則，增加肌力鍛煉、關節活動。骨折部位逐漸愈合，但是由于植入物與骨骼的剛度嚴重不適配，造成該處的應力只能通過剛度大的植入物進行傳導，而對應的股骨骨折區域則受力較小，出現了應力屏蔽現象，影響肢體的應力傳遞，重者導致骨折部位發生骨質流失和骨溶解，不利于骨折后期恢復。病人需在護理人員的協助下,持雙腋拐患肢不持重原則下進行步態練習。護理人員應正確指導病人使用雙腋拐，初期行走時靠兩上肢支持體重,防止應力不均導致二次骨折。使用雙拐時同時移向兩腿前方,然后健肢移到兩拐前方,再將雙拐同時移到健肢前方,如此反復。無不適可逐漸增加活動量。末期階段骨折周圍骨細胞加速生長，骨痂形成，此時機體通過骨改型作用適應周圍應力變化，確保骨折內固定牢靠、無松動、無骨質吸收現象，病人可持雙拐下肢負重行走,注意架拐支撐體重時,健肢跨前一步,使兩拐間距離與健肢保持等邊三角形。此時病人可通過內外側拉伸來平衡內外側應力，避免出現應力偏移現象，逐漸穩妥后實現棄拐行走。

5 小結

探究股骨干的生物力學性能變化、軟組織和肌肉的生物力學性能，依據人體生物力學原理為骨折病人提供科學、合理的臨床護理，可以促進病人骨折部位愈合、功能恢復，防止壓瘡、肌肉萎縮、關節活動受限等現象。術前、術后整個護理干預過程中應注意保證病人舒適，肌肉放松，避免關節畸形，適當使用托墊，保持脊柱生理曲線，避免局部受壓的同時預防足下垂畸形、膝關節屈曲畸形、髖關節屈曲畸形、肩內收畸形等。生物力學理論可以為護理人員科學護理提供指導依據，減輕繁重的護理任務；同時，可以減輕病人的恐懼心理，降低病人康復過程中其他組織病變或二次骨折發生的風險。