新型縫線固定技術治療髁間嵴骨折的力學實驗

王江濤，步建立，常 晗，錢宇航，羅 濤，劉玉杰

(1.中國人民解放軍聯勤保障部隊第980醫院骨二科，河北 石家莊 050082;2.中國人民解放軍聯勤保障部隊第92196醫院骨科，山東 青島 266000;3.中國人民解放軍總醫院骨科，北京 100853)

Ⅲ、Ⅳ型脛骨髁間嵴撕脫骨折骨塊與骨床分離，前交叉韌帶松弛，同時半月板前角撕裂移位嵌夾在骨折塊之間，影響骨折復位，非手術治療效果欠佳，需要手術治療[1-4]。如果治療不當可致膝關節松弛、關節僵硬、骨折畸形愈合或骨折不愈合等，影響膝關節運動功能[5]。縫線固定、螺釘固定和縫合錨釘固定是臨床上常用的3種固定方法[6-8]。研究表明，縫線領帶結套扎固定強度明顯優于螺釘固定和縫合錨釘固定，特別適合骨折塊小或粉碎性骨折以及嚴重骨質疏松患者，臨床治療效果良好[9-11]。但是，筆者發現該方法在治療骨折塊較大的Ⅲ型脛骨髁間嵴骨折時容易出現骨折塊前部翹起、旋轉移位等問題。為此，設計了縫線網狀套扎固定法。本研究旨在通過生物力學測試，比較縫線網狀套扎固定與縫線領帶結套扎固定Ⅲ型脛骨髁間嵴撕脫骨折的生物力學性能，為臨床應用提供依據。報告如下。

1 資 料 與 方 法

1.1一般資料 選取新鮮豬膝關節標本24個，購自同一飼養場，品種和飼養方法相同，均為雌性，平均月齡7個月，置于-20 ℃冷凍保存，實驗前室溫下復溫24 h。去除膝關節周圍軟組織，保留前交叉韌帶。用特制骨鑿(寬1.5 cm，并刻有深度標記線)沿脛骨髁間嵴前、內、外側緣傾斜45 °角鑿入，深度1.0 cm，然后將髁間嵴完整撬起，制造Ⅲ型脛骨髁間嵴骨折模型，骨塊大小為1.5 cm×1.5 cm×1.0 cm。采用電腦隨機方法將骨折模型分為縫線網狀套扎固定組和縫線領帶結套扎固定組，每組12個關節。本研究由同一術者完成。

1.2骨折固定方法 縫線網狀套扎固定組先將骨折塊解剖復位，使用肩關節縫合彎鉤過線器將6股2號Ultrabraid縫線(Smith & Nephew公司，美國)環繞前交叉韌帶脛骨基底部穿出，每2股縫線以領帶結套扎前交叉韌帶基底部與骨折塊交界處。使用前交叉韌帶脛骨定位器(角度45 °)自脛骨結節前內側1.5 cm間隔8 mm向骨折塊兩側鉆取2個直徑1.2 mm骨道，將縫線由骨道牽出，每側骨道2股縫線于皮質骨骨橋上打結固定。于脛骨結節處鉆取直徑1.2 mm的橫向骨道，將另外2股縫線由骨折塊前方，經皮下引出并交叉穿過骨道，在皮質骨骨橋上打結固定(圖1)。技術要點：①縫線環型套扎前交叉韌帶基底部不穿過韌帶實質部，對韌帶組織和骨塊無直接損傷；②縫線對折環繞前交叉韌帶后，線尾穿過線環形成活袢樣固定結構，避免因捆扎過緊造成韌帶血運障礙；③骨道關節內口分別自骨塊前內、前外穿出，即4∶30和7∶30方位，盡量避免損傷脛骨平臺軟骨；④骨塊前方2股縫線經脛骨近端前方由皮下隧道潛行牽出，可使用鈍頭硬膜外穿刺針帶2號PDS線沿脛骨結節兩側皮下至關節腔，導引線將縫合線牽出，可避免因暴力操作致皮下隧道過大造成不必要組織損傷或術后關節液外滲；⑤尾線于皮質骨橋上打結時以3～5個方結為宜，降低線結對局部組織刺激。

縫線領帶結套扎固定組將骨折塊解剖復位后，使用縫合過線器將4股2號Ultrabraid縫線環繞前交叉韌帶脛骨附著處穿出，每2股縫線環形套扎于前交叉韌帶脛骨附著處。使用前交叉韌帶脛骨定位器(角度45 °)自脛骨結節前內側1.5 cm間隔8 mm向骨折塊兩側鉆取2個直徑1.2 mm骨道，將縫線牽出骨道，每側骨道2股縫線，并于皮質骨骨橋上打結固定(圖2)。技術要點：①縫線環繞前交叉韌帶脛骨基底部不穿過韌帶實質部；②鉆頭鉆取脛骨骨道時避免損傷股骨髁軟骨，盡量避免損傷脛骨軟骨；③尾線于皮質骨橋上打結時注意避免絞入周圍軟組織。

圖1 縫線網狀套扎組

1.3生物力學測試 模型制備完成后，室溫下將標本固定于力學測試機上(ElectroForce 3520；BOSE公司，美國)，股骨干與脛骨干呈60 °夾角固定，以便沿前交叉韌帶方向傳導載荷，力學測試機最大位移限定為17 mm。生物力學試驗先進行疲勞測試，測試開始前先給予1 Hz、5～20 N、20次循環預載荷以消除標本黏滯性，后加載5～150 N力并以100 mm/min速率進行200次循環，每20 Hz采樣1次，記錄載荷和位移變化數據。隨后進行拔出試驗，給予0.5 mm/s的速率施加單次拔出載荷直至失敗，測量并記錄最大失敗載荷、失效載荷、拔出剛度及循環位移數據。最大失敗載荷定義為固定失敗時所施加的負荷，即載荷位移曲線最高點的載荷數值；失效載荷定義為載荷不再直線上升時的載荷數值；拔出剛度定義為載荷位移曲線中直線區域的斜率；循環位移是指施加200次循環載荷后骨塊位移程度。

1.4統計學方法 應用SPSS 23.0統計軟件分析數據。正態分布的計量數據比較采用獨立樣本的t檢驗；非正態分布的計量資料比較采用Wilcoxon秩和檢驗。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

所有標本均完成測試，未發生骨折、韌帶斷裂等實驗失敗情況。失敗模式：縫線網狀套扎固定組位移超限12例；縫線領帶結套扎固定組位移超限7例、骨塊翹起3例、骨塊旋轉2例，骨塊失穩率41.7%，其中骨塊翹起為25%，骨塊旋轉為16.7%(圖3～6)。生物力學顯示，縫線網狀套扎固定組最大失敗載荷、失效載荷高于縫線領帶結套扎固定組，循環位移低于縫線領帶結套扎固定組，差異有統計學意義(P<0.05)；2組拔出剛度差異無統計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 2組生物力學測試指標比較Table 1 Comparison of biomechanical indexes between two groups (n=12)

3 討 論

Ⅲ、Ⅳ型脛骨髁間嵴撕脫骨折骨塊移位明顯[12]，臨床上采用的固定方式有多種，哪種效果最佳尚無定論[13-14]?？招穆葆敼潭ㄖ饕糜诠潭ㄖ睆酱笥诼葆斨睆?倍以上的骨折塊完整的骨折，不適合骨折塊小或粉碎性骨折，而且存在骨塊骨折、骨折畸形愈合、內撞擊和骺板損傷的問題，術后需要二次手術取出內固定材料[11,15]?？p合錨釘固定可用于骨折塊小或粉碎性骨折，但是其固定強度較低，易發生錨釘拔出，特別伴有嚴重骨質疏松患者[16]；傳統縫線固定法的優點是價格低廉，可用于骨折塊小或粉碎性骨折、伴有嚴重骨質疏松患者，但是其固定強度較低，術后早期膝關節需制動，影響功能康復[17-18]?？p線領帶結套扎固定法繼承了傳統縫線固定的諸多優點，同時固定強度更大，生物力學測試其固定強度明顯優于空心螺釘固定和縫合錨釘固定，術后早期膝關節無需固定，利于膝關節功能鍛煉[10]。但是，筆者發現該方法在固定骨折塊較大的Ⅲ型脛骨髁間嵴骨折時容易出現骨折塊前部翹起和旋轉移位等問題。

筆者在縫線領帶結固定的基礎上設計了縫線網狀套扎固定法，對骨折塊構成多向網狀加壓固定，防止骨折塊移位，保證骨塊固定的穩定性。生物力學研究表明，縫線網狀套扎固定法治療Ⅲ型脛骨髁間嵴骨折，其最大失敗載荷、失效載荷高于縫線領帶結套扎固定法。失敗模式方面，縫線領帶結套扎固定組發生骨塊翹起3例，骨塊旋轉移位2例，骨折失穩發生率為41.7%?？p線網狀套扎固定組骨折塊未發生以上情況，主要是通過增加骨塊前外、前內兩個方向的縫線固定，從而彌補了縫線領帶結套扎固定骨塊前部的薄弱環節，固定骨塊更加穩定。理論上該固定方法較空心螺釘固定、縫合錨釘固定法的生物力學性能更具有獨特的優勢。

文獻報道，人體日?；顒訒r，前交叉韌帶受力約為150 N，上樓、慢跑等較劇烈的活動時受力約450 N[19]，膝關節前后位移<5 mm。本研究結果顯示，縫線網狀套扎固定組最大失敗載荷均數為517.42 N，平均循環位移中位數為2.46 mm，符合早期關節功能鍛煉的生物力學要求。因此，Ⅲ型脛骨髁間嵴撕脫骨折患者術后可以早期功能鍛煉。

縫線固定脛骨髁間嵴骨折術中常采用穿過前交叉韌帶縫扎固定和環扎前交叉韌帶而不穿過實質部分2種技術[11,16]。本研究2種方法均采用不穿過前交叉韌帶實質部分的環扎固定技術，避免了因固定物切割致前交叉韌帶斷裂，造成試驗失敗的意外情況。因為脛骨髁間嵴骨折可能伴有前交叉韌帶實質部分損傷[20]。術中穿刺韌帶縫扎，人為加重韌帶損傷，發生韌帶斷裂風險增高。同時，前交叉韌帶血供和營養主要來源于韌帶周圍的滑膜組織，術中反復穿刺縫扎會破壞韌帶的供血，加重韌帶損傷，降低韌帶強度。

縫線網狀套扎固定的不足：①操作步驟增加，手術時間相對延長，縫線網狀套扎固定相較縫線領帶結套扎增加了骨塊前方2個方向縫線的操作，手術時間延長約20 min；②存在膝前軟組織損傷風險，骨塊前方縫線自皮下潛行隧道穿出，暴力操作時有膝前軟組織損傷及皮下淤血的風險；③存在脛骨嵴骨折風險，脛骨嵴骨道建立時如位置過于靠前、導針過于粗大、操作過于暴力可能導致醫源性脛骨嵴骨折。

本研究不足之處：①本文研究對象為非人體標本，且因實驗條件局限無法完全模擬人體膝關節屈伸和旋轉等活動，研究結果不能完全代表人體實驗結果；②本試驗為非臨床試驗，研究結果不能代表臨床實際情況，需進一步臨床試驗驗證；③本研究樣本數量有限，研究結果可能存在一定誤差。

綜上所述，縫線網狀套扎固定Ⅲ型脛骨髁間嵴撕脫骨折的生物力學性能優于縫線領帶結套扎固定法，術后可有效預防骨折塊翹起、旋轉等對位不良問題，利于膝關節早期功能鍛煉。