外固定和內固定對股骨骨折患者生物力學的影響比較

張小克 魏冰 應春寧 劉奕兵

[摘要] 目的 探討外固定和內固定對股骨骨折患者生物力學的影響。方法 選擇2017年1月至2018年6月浙江省永康市第一人民醫(yī)院收治的80例股骨骨折患者進行研究，隨機分為外固定組（n=40）和內固定組（n=40）。外固定組接受外固定術，內固定組接受內固定術。統(tǒng)計兩組的一般臨床資料，比較兩組術中指標、股骨生物力學指標、術后關節(jié)功能、并發(fā)癥發(fā)生率。 結果 兩組手術時長、愈合時間、關節(jié)功能、愈合延遲的發(fā)生率比較，差異均無統(tǒng)計學意義（P>0.05）;外固定組術中出血量明顯少于內固定組（P<0.05）;外固定組接骨板、股骨、螺桿的步態(tài)最大應力及爬樓梯最大應力明顯大于內固定組（P<0.05），兩組骨折區(qū)域步態(tài)最大應力、爬樓梯最大應力、股骨各部位的最大位移比較，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）;外固定組感染率及再骨折發(fā)生率均明顯高于內固定組（P<0.05）。 結論 外固定和內固定對股骨骨折均有較好的治療效果，外固定股骨各部位應力大于內固定，臨床可根據患者的病情需要選擇適宜的固定方式。

[關鍵詞] 外固定;內固定;股骨骨折;生物力學

[中圖分類號] R683.4? ? ? ? ? [文獻標識碼] B? ? ? ? ? [文章編號] 1673-9701（2022）12-0072-04

[Abstract] Objective To compare the biomechanical effects of external fixation and internal fixation in patients with femoral fracture. Methods Eighty patients with femoral fracture admitted to the First People′s Hospital of Yongkang in Zhejiang Province from January 2017 to June 2018 were randomly divided into the external fixation group （n=40） and the internal fixation group（n=40）.The external fixation group received external fixation， and the internal fixation group received internal fixation. The general clinical data of the two groups were statistically analyzed. The intraoperative indicators，femoral biomechanical indicators， postoperative joint function， and incidence of complications were compared between the two groups. Results There was no significant difference in the operation time， healing time， joint function， and the incidence rate of delayed healing between the two groups （P>0.05）. The intraoperative blood loss in the external fixation group was significantly less than in the internal fixation group （P<0.05）. The maximum gait stress and stair climbing maximum stress of the bone plate， femur， and screw in the external fixation group were significantly greater than those in the internal fixation group（P<0.05）.There was no significant difference in the maximum gait stress，stair climbing maximum stress，and the maximum displacement of each femur part between the two groups（P>0.05）.The infection rate and the incidence rate of refracture in the external fixation group were significantly higher than those in the internal fixation group（P<0.05）. Conclusion Both external fixation and internal fixation have an excellent therapeutic effect on femoral fracture. The stress in each part of the femur for external fixation is more significant than internal fixation. Clinically， the appropriate fixation method can be selected according to the patient′s condition.

[Key words] External fixation; Internal fixation; Femoral fracture; Biomechanics

股骨可將人體上身的重量傳遞至下肢，解剖位置極為重要，主要承受壓力、張力、剪力、錯位力、平切力等外力，在受到外界撞擊后，內部肌肉作用于股骨的力量可為體重的數倍，易造成骨折[1-2]。股骨干骨折是骨科臨床中下肢骨折常見的一種，保守治療患者需長期臥床、下肢制動，且復位后的穩(wěn)定性較差、并發(fā)癥多，治療效果不佳[3]，且股骨周邊有大量肌肉組織，發(fā)生骨折后，若斷端移位嚴重，不及時復位，可引起嚴重后果，如股四頭肌肌力變化、膝關節(jié)功能障礙等[4-5]。內固定術對骨折周邊軟組織具有較好的保護作用，可減輕周邊組織的損傷;而外固定術可使骨折斷端的骨膜、血運等免受破壞，且固定作用較牢固[6]。目前，股骨骨折術后的固定方式尚未統(tǒng)一，本研究比較外固定和內固定對股骨骨折患者生物力學的影響，以期為臨床固定方式的選擇提供參考，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇2017年1月至2018年6月浙江省永康市第一人民醫(yī)院收治的股骨干骨折患者進行研究。納入標準[7]：符合股骨骨折臨床診斷標準;未合并其他部位的骨折/脫位;意識清楚可配合研究。排除標準[7]：粉碎性骨折、開放性骨折、陳舊性骨折等;由原發(fā)性/轉移性腫瘤引發(fā)的骨折;合并重要器官如心臟、腎臟、肝臟等損傷;伴有嚴重感染;合并嚴重骨性關節(jié)炎或長期臥床，下肢行走功能喪失;意識障礙或有精神類疾病，無法配合研究者。共納入80例股骨干骨折患者進行研究，隨機分為外固定組和內固定組，每組各40例。本研究已經醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會審核并通過，研究對象均簽署知情同意書。

1.2 方法

收集兩組患者的一般臨床資料，如年齡、性別、患肢（左/右）、體質量指數（BMI）、受傷至接受手術的時間等。兩組患者術前骨折情況見圖1。

外固定組患者進行局麻/椎管內麻醉，取仰臥位，牽引患肢的外側，進行閉合手法復位，若操作成功，即可安裝外固定支架，若操作不成功，需在骨折處對應的大腿前外側切4 cm切口，將骨折斷端在直視下復位，并在骨折的遠端、近端分別進行定位，置入2枚平行的皮質螺紋針，最后安裝外固定支架，固定螺母及連桿。再次對骨折位置、固定處進行透視，沖洗切口并縫合。

內固定組患者經全麻/連續(xù)硬膜外麻醉，取仰臥位，牽引患肢的外側，透視拍攝患肢骨折處，在骨折處對應的大腿前外側切4 cm切口，將骨折斷端在直視下復位，在骨折遠端的大腿內側和外側各置入1枚髓內釘，將骨折的斷端進行固定。再次對骨折位置、固定處進行透視，固定滿意后，完成切口的沖洗及縫合。

兩組患者的術后復查情況見圖2，兩組患者的術后1年情況見圖3，內固定組拆除內固定后見圖4。

1.3 觀察指標及評價標準

①統(tǒng)計兩組的手術操作時間、術中出血量及術后骨折愈合時間，骨折愈合標準為，患處局部無壓痛/縱向叩擊痛、無活動異常、影像學發(fā)現形成連續(xù)性骨痂且骨折線模糊、可平地行走3 min且多于30步、連續(xù)2周患處無變形。②對膝關節(jié)功能進行美國特種外科醫(yī)院評分（hospital for special surgery，HSS）[8]，膝關節(jié)可完全伸直、屈曲120°、無疼痛/成角、短縮<1 cm為優(yōu);可完全伸直、屈曲90°、輕微疼痛/成角、短縮<2 cm為良;差10°伸直、活動范圍>60°、經常疼痛、內外角<10°、短縮<3 cm為尚可;差10°伸直、活動范圍<60°、明顯疼痛、內外角>10°、短縮>3 cm為差。（優(yōu)良率=優(yōu)+良）例數/總例數×100%;③對髖關節(jié)功能進行Harris髖關節(jié)評分（harris hip score）[9]，根據髖關節(jié)有無疼痛、功能活動情況、患側肢體有無畸形得分，滿分100分，90～100分為優(yōu)，80～89分為良，70～79分為中，<70分為差，優(yōu)良率=（優(yōu)+良）例數/總例數×100%。④根據橋接組合式內固定系統(tǒng)測定兩組股骨多部位的步態(tài)最大應力、步態(tài)最大位移、爬樓梯最大應力、爬樓梯最大位移[10]。⑤比較兩組的并發(fā)癥，如感染、再骨折、愈合延遲等的發(fā)生率。

1.4 統(tǒng)計學方法

采用SPSS 22.0統(tǒng)計學軟件對本次研究的數據進行統(tǒng)計處理分析，計量資料用均數±標準差（x±s）表示，采用t檢驗;計數資料采用χ2檢驗，P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 兩組患者的一般臨床資料比較

兩組患者的一般臨床資料比較，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。見表1。

2.2 兩組患者的手術情況及愈合時間比較

外固定組的術中出血量明顯少于內固定組（P<0.05）。兩組的手術時間及愈合時間比較，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。見表2。

2.3 兩組患者治療后膝關節(jié)、髖關節(jié)評分優(yōu)良率比較

兩組患者的治療后膝關節(jié)、髖關節(jié)評分優(yōu)良率比較，差異均無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。見表3。

2.4 兩組患者的股骨各部位最大應力及最大位移比較

外固定組接骨板、股骨、螺桿的步態(tài)最大應力及爬樓梯最大應力明顯大于內固定組（P<0.05），兩組的骨折區(qū)域、股骨各部位的步態(tài)最大應力及爬樓梯最大應力比較，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。見表4。

2.5 兩組不良反應發(fā)生率比較

外固定組感染率明顯高于內固定組（P<0.05），再骨折發(fā)生率明顯高于內固定組（P<0.05），兩組的愈合延遲發(fā)生率比較，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。見表5。

3 討論

股骨骨折在臨床外科中較為常見，是較為容易發(fā)生骨折的部位，因股骨是連接上半身和下半身的重要位置，承受大量的壓力、張力、剪力、錯位力、平切力等，在受到外界撞擊后，內部肌肉作用于股骨的力量可為體重的數倍，易造成骨折。由于股骨解剖位置極為重要，股骨骨折的治療更需引起重視，股骨干骨折是股骨骨折中較為常見的一種，若治療失當，可引發(fā)畸形、嚴重疼痛、關節(jié)活動障礙、創(chuàng)傷性關節(jié)炎等多種不良并發(fā)癥，甚則致殘、致死。目前，手術治療是股骨干骨折的主要方式，可分為外固定術、內固定術等多種。

內固定術是用金屬螺釘、鋼板、髓內針、鋼絲或骨板等物直接在斷骨內或外面將斷骨連接固定起來。這種手術多用于骨折斷裂嚴重需要切開復位，以保持骨折端的復位。據報道，大部分股骨干骨折采用內固定術后可取得良好效果，內固定具有牢固、創(chuàng)傷性小等優(yōu)勢[11-13]，但操作過程中易破壞骨量、且對醫(yī)師技術要求較高、材料昂貴[14-15]。對骨量流失較多、破碎性較大的骨折，無法耐受麻醉的患者可采用外固定術[16-17]，可保護骨折斷端附近的軟組織、骨膜及血液循環(huán)，相對較牢固[18-19]，但外固定支架的針道不便于護理、影響穿衣行動、攜帶不便，甚則支架松動、感染。但外固定也有其優(yōu)勢，主要在于外固定術可使骨折斷端的骨膜、血運等免受破壞，且固定作用較牢固[20-21]。本研究顯示，兩組患者的手術操作時間及術后骨折愈合時間無明顯差異，外固定組的術中出血量明顯少于內固定組，可見，內固定組對骨量破壞較大。兩組患者的治療后髖關節(jié)、膝關節(jié)功能評分未見明顯差異，可見，兩種手術方式均可取得較好治療效果，髖關節(jié)、膝關節(jié)功能恢復較好。

本研究顯示，兩組患者的步態(tài)最大應力、爬樓梯最大應力均出現在螺桿部位，其次是接骨板處，股骨及骨折區(qū)域應力較小。其中，外固定組接骨板、股骨、螺桿的步態(tài)最大應力及爬樓梯最大應力明顯大于內固定組，兩組的骨折區(qū)域應力比較，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05），兩組的股骨各部位步態(tài)最大位移、爬樓梯最大位移比較，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。外固定組的再骨折及感染發(fā)生率均明顯高于內固定組，可見，外固定支架的牢固性不如內固定組，骨折處固定不牢易出現再次骨折，且外固定架護理不當易引發(fā)感染。兩組的愈合延遲發(fā)生率比較，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。

綜上所述，外固定和內固定對股骨骨折均有較好的治療效果，內固定對骨量的破壞較大，而外固定術后具有感染、再骨折的風險，外固定股骨各部位應力大于內固定，臨床可根據患者的病情需要選擇適宜的固定方式，由于本研究樣本量較小，兩種固定方式的優(yōu)劣仍需進一步研究。

[參考文獻]

[1]? ?郭美振，宿玉璽.彈性髓內釘與外固定支架治療兒童股骨骨折的臨床研究[J].第三軍醫(yī)大學學報，2019，41（20）：2006-2011.

[2]? ?王愛國，鄭昆侖，張榮位，等.股骨粗隆間骨折術后步行狀態(tài)的生物力學特性[J].中國中西醫(yī)結合外科雜志，2019， 25（5）：754-759.

[3]? ?溫利波，郭巖鳳.閉合復位髓內釘內固定治療創(chuàng)傷性股骨干骨折的效果[J].中外醫(yī)療，2019，38（27）：45-47.

[4]? ?侯繼光，汪琦，張楠，等.股骨干骨折術后骨折不愈合經手術治療后再次骨折的醫(yī)源性原因分析及處理[J].中國骨與關節(jié)損傷雜志，2019，34（2）：157-158.

[5]? ?倘艷鋒，楊玉霞，李紅軍，等.應用“菱形理念”治療股骨干骨折髓內固定術后不愈合[J].中國修復重建外科雜志，2020，34（8）：1012-1017.

[6]? ?Gathen M，Ploeger MM，Jaenisch M. Outcome evaluation of new calcium titanate schanz-screws for external fixators. First clinical results and cadaver studies[J].J Mater Sci Mater Med，2019，30（11）：124.

[7]? ?朱雙印，谷福順，王愛國，等.單臂外固定架近端不同固定方式固定股骨粗隆間骨折的生物力學性能分析[J].中華中醫(yī)藥學刊，2015，33（10）：2422-2425，2418.

[8]? ?劉奕寧，劉利春，李曉彬，等.3D打印截骨導板在TKA術中的應用效果分析[J].中國骨與關節(jié)損傷雜志，2019， 34（2）：36-39.

[9]? ?王爭榮，魏翀，劉利軍.兩種髖關節(jié)置換術對股骨頭壞死患者髖關節(jié)Harris評分及運動功能影響的比較[J].貴州醫(yī)藥，2019，43（4）：96-98.

[10]? 熊鷹，李群輝，柳百煉，等.橋接組合式內固定系統(tǒng)與鎖定接骨板釘系統(tǒng)在股骨骨折應用中的有限元分析[J].中國組織工程研究，2012，16（30）：5516-5519.

[11]? 崔愛東.股骨干骨折內固定術臨床治療分析研究[J].中國藥物與臨床，2019，19（8）：1283-1285.

[12]? 張偉，王科，劉小波.PFNA內固定與人工股骨頭置換治療老年股骨粗隆間骨折的臨床效果分析[J].檢驗醫(yī)學與臨床，2021，18（7）：981-984.

[13]? 孔祥穎，夏陽，秦泗峰.閉合復位國產改進型交鎖髓內釘內固定治療股骨干骨折療效觀察[J].中國骨與關節(jié)損傷雜志，2020，35（4）：59-60.

[14]? 黃波.微創(chuàng)INTERTAN髓內釘與PFNA-Ⅱ髓內釘治療老年股骨粗隆間骨折的臨床療效分析[J].中國現代藥物應用，2021，15（7）：27-29.

[15]? Li B，Wang S，Zhang Z. Transarticular external fixation versus deltoid ligament repair in treating SER IV ankle fractures：A comparative study[J].BMC Musculoskelet Dis-ord，2019，20（1）：453.

[16]? 楊濤，羅蘋原，張鵬，等.不同固定方式手術治療股骨干骨折后骨不連的療效觀察以及對下肢功能的影響[J].創(chuàng)傷外科雜志，2019，21（12）：940-943.

[17]? 劉玉昌，羅軍忠，李亞洲，等.兒童股骨干骨折外固定復位器的設計及應用[J].中華創(chuàng)傷骨科雜志，2019，21（10）：869-873.

[18]? 郭保逢，趙巍，徐執(zhí)揚，等.Ilizarov外固定"手風琴技術"治療成人股骨骨不連[J].中國矯形外科雜志，2020，28（3）：81-84.

[19]? 阿布都瓦哈皮·買買提阿布都拉，艾合買提江·玉素甫，馬創(chuàng)，等.交鎖髓內釘，鎖定鋼板與外固定架固定治療成人股骨干骨折不愈合的療效觀察[J].中國骨與關節(jié)損傷雜志，2019，34（2）：53-54.

[20]? 黃衛(wèi)，李新志，李意，等.下肢閉合穿釘輔助外固定支架治療脛骨干骨折的臨床療效[J].臨床骨科雜志，2020， 23（2）：268-271.

[21]? 陳飛強，吳耿，黃麗儀，等.外固定支架輔助牽引復位內固定治療股骨遠端骨折[J].臨床骨科雜志，2020，23（2）：105-107.

（收稿日期：2021-04-15）