改良垂直鋼絲聯合鋼絲環扎內固定治療髕骨下極骨折的效果及對骨代謝、疼痛因子的影響

【摘要】 目的：對比改良垂直鋼絲聯合鋼絲環扎內固定與鋼絲張力帶聯合微型鋼板固定對髕骨下極骨折患者術后膝關節功能及生活質量的影響，以及兩者對骨代謝、疼痛介質的影響。方法：回顧性選取鷹潭一八四醫院2021年6月—2022年12月診治的99例髕骨下極骨折患者臨床資料，根據手術方法不同，將改良垂直鋼絲聯合鋼絲環扎內固定的髕骨下極骨折的患者作為觀察組（50例），將鋼絲張力帶聯合微型鋼板固定的患者作為對照組（49例）。隨訪12個月，觀察兩組手術時間、切口長度、術中出血量、術后骨折愈合及功能恢復情況（B?stman評分、膝關節活動度）、術前術后疼痛視覺模擬評分（VAS）、術后3個月日常生活能力（Barthel指數）、骨代謝指標[血清骨鈣素（BGP）、骨堿性磷酸酶（BALP）、骨膜蛋白（POSTN）]及疼痛介質水平[血清神經肽Y（NPY）、前列腺素E2（PGE2）、P物質（SP）、多巴胺（DA）]。結果：兩組手術時間、切口長度、術中出血量差異均無統計學意義（Pgt;0.05）；骨折愈合情況及功能恢復：兩組術后骨折愈合時間差異無統計學意義（Pgt;0.05），術后12個月觀察組B?stman評分[（28.04±1.93）分]高于對照組[（25.53±2.45）分]（Plt;0.05），兩組術后膝關節活動度隨著時間逐漸增高（Plt;0.05），且觀察組術后1、3、6個月膝關節活動度均高于對照組（Plt;0.05）。觀察組膝關節功能優率高于對照組（Plt;0.05）；疼痛評分：兩組術前、術后3 d、術后7 d的VAS評分差異均無統計學意義（Pgt;0.05），術后30 d，觀察組VAS評分低于對照組（Plt;0.05）。觀察組Barthel指數為（82.53±10.29）分，高于對照組的（70.16±8.45）分（Plt;0.001）。術后30 d，觀察組BGP、BALP、POSTN水平均高于對照組，NPY、PGE2、SP、DA均低于對照組，差異均有統計學意義（Plt;0.05）。兩組均無術后并發癥。結論：改良垂直鋼絲聯合鋼絲環扎內固定與鋼絲張力帶聯合微型鋼板固定治療髕骨下極骨折均安全有效，調節骨代謝，抑制疼痛介質，改善患者膝關節功能，提高生活質量，但改良垂直鋼絲聯合鋼絲環扎內固定在改善髕骨下極骨折患者膝關節功能方面更為優秀。

【關鍵詞】 髕骨下極骨折 改良垂直鋼絲 鋼絲環扎內固定

Modified Vertical Wiring Combined with Wire Cerclage Internal Fixation in the Treatment of Inferior Patella Fracture and Its Effect on Bone Metabolism and Pain Factors/ZHANG Yu， YANG Jun. //Medical Innovation of China， 2024， 21（16）： 0-044

[Abstract] Objective： To compare the effects of modified vertical wiring combined with wire cerclage internal fixation and wire tension band combined with mini-plate fixation on postoperative knee joint function and quality of life in patients with inferior patella fracture， and their influence in bone metabolism and pain mediators. Method： The clinical data of 99 patients with inferior patella fracture in Yingtan No. 184 Hospital from June 2021 to December 2022 were retrospectively selected. According to different surgical methods， patients with inferior patella fracture who were internally fixed with modified vertical wires combined with wire cerclage internal fixation were selected as the observation group （50 cases）， patients fixed with steel wire tension bands combined with mini-plates fixation were selected as the control group （49 cases）. The two groups were followed up for 12 months， and the operation time， incision length， intraoperative blood loss， postoperative fracture healing and functional recovery （B?stman score， knee joint mobility）， preoperative and postoperative VAS， and Barthel index， and bone metabolic markers [serum bone gla protein （BGP）， bone alkaline phosphatase （BALP）， periostin （POSTN）] and pain mediators levels [serum neuropeptide Y （NPY）， prostaglandin E2 （PGE2）， substance P （SP）， dopamine （DA）] at 3 months after operation in both groups were observed. There was no postoperative complication in both groups. Result： There were no statistically significant differences in the operation time， incision length， and intraoperative blood loss between the two groups （Pgt;0.05）; fracture healing and functional recovery： there was no statistical difference in postoperative fracture healing time between the two groups （Pgt;0.05）， the B?stman score of the observation group [（28.04±1.93） points] was higher than that of the control group [（25.53±2.45） points] 12 months after operation （Plt;0.05）， and the postoperative knee joint mobility gradually of the two groups were increased over time （Plt;0.05）， and the knee joint mobility of the observation group were higher than those of the control group 1， 3， 6 months after surgery （Plt;0.05）. The rate of knee joint function in the observation group being excellent was higher than that in the control group （Plt;0.05）; pain score： there were no significant differences in VAS scores between the two groups before operation， 3 days and 7 days after operation （Pgt;0.05）. On the 30th day after operation， VAS score in the observation group was lower than that in the control group （Plt;0.05）. The Barthel index of the observation group was （82.53±10.29） points， which was higher than （70.16±8.45） points of the control group （Plt;0.001）. 30 days after surgery， the BGP， BALP， and POSTN levels of the observation group were higher than those of the control group， while NPY， PGE2， SP， and DA were lower than those of the control group， the differences were statistically significant （Plt;0.05）. Conclusion： Modified vertical wiring combined with wire cerclage internal fixation and steel wire tension band combined with micro-plate fixation are safe and effective in treating inferior patella fracture， can regulate bone metabolism， inhibit pain mediators， improve the function of patients' knee joints and quality of life， but modified vertical wiring combined with wire cerclage internal fixation is better at improving knee joint function in patients with inferior patella fracture.

[Key words] Inferior patella fracture Modified vertical wiring Wire cerclage internal fixation

First-author's address： Department of Orthopedics， Yingtan No. 184 Hospital， Yingtan 335000， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2024.16.008

髕骨下極骨折是指髕骨遠端1/4處骨折，常由直接暴力、牽引暴力及二者聯合引起，髕骨是人體最大的籽骨，附著有股四頭肌肌腱、髕腱、髕韌帶，骨折嚴重影響膝關節功能。髕骨下極骨折的治療以盡力保留髕骨，恢復連續性伸膝裝置，盡可能解剖復位，促進髕骨生物力學功能恢復，維持股四頭肌肌力傳導及力臂長度[1]。主要手術方法有髕骨下極切除髕韌帶修補、切開復位內固定、垂直鋼絲固定技術、藍網狀鋼板、微型鋼板等[2-5]，各有優缺點。其中，藍網狀鋼板對髕韌帶結構和功能存在較大損傷，使髕韌帶縮短或破裂[6]。研究顯示，鋼絲張力帶聯合微型鋼板固定在髕骨下極骨折中獲得較好療效，但這些研究多為單臂研究[7-8]。垂直鋼絲固定由Song首次使用，逐步在臨床推廣，手術效果較好，固定強度大，且操作簡單[9]。但垂直鋼絲固定仍存在局限性，在支具的保護下雖然可以早期鍛煉，但對于老年骨質疏松患者，不能進行完全伸屈功能，也不能早期負重功能鍛煉。而經過不斷改進，改良垂直鋼絲聯合鋼絲環扎內固定應運而生[10-11]。本研究對比鋼絲張力帶聯合微型鋼板固定、改良垂直鋼絲聯合鋼絲環扎內固定在髕骨下極骨折的臨床效果，以期為臨床術式選擇提供依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性選取2021年6月—2022年12月鷹潭一八四醫院診治的99例髕骨下極骨折患者臨床資料。納入標準：經影像學檢查，符合髕骨下極骨折臨床診斷標準[12]；骨折前四肢健全，肢體功能正常；骨折移位gt;3 mm，具備手術指征；單側新鮮骨折；同一組治療醫師完成手術；入院后手術行改良垂直鋼絲聯合鋼絲環扎內固定，或鋼絲張力帶聯合微型鋼板固定；接受并配合隨訪12個月以上。排除標準：高齡；重度骨質疏松；合并嚴重基礎疾病；肝腎等重要臟器損傷；凝血功能異常；病理性骨折、多發性骨折、陳舊性骨折；代謝性骨病；伴發骨關節炎癥性病變。根據手術方法不同，將改良垂直鋼絲聯合鋼絲環扎內固定的髕骨下極骨折的患者作為觀察組（50例），將鋼絲張力帶聯合微型鋼板固定的患者作為對照組（49例）。本研究已通過鷹潭一八四醫院醫學倫理委員會審核批準（2023081250）。

1.2 方法

1.2.1 對照組 采用鋼絲張力帶聯合微型鋼板固定。患者仰臥，將止血帶綁于患側大腿根部，硬膜外麻醉或全身麻醉，取髕骨正前方縱向切口，將髕骨骨折斷端、髕韌帶髕骨止點顯露后，清除患肢血腫、軟組織、關節內骨碎屑，沖洗關節腔時注意查看骨質缺損及判斷骨折斷端復位，然后開始復位骨折端。伸直患肢，暴露髕骨肌腱及脛骨面間隙，預先彎微型鋼板，將鋼板自脛骨面間隙插到髕骨下緣，骨塊較大者經鋼板置入螺釘，將鋼板與骨塊固定牢固，之后鋼絲張力帶固定，骨塊較小者先利用縫線將骨塊與髕韌帶合并，之后與鋼板固定，以髕骨上極內、外側為入口，鉆入2枚直徑2 mm克氏針，以髕骨縱軸沿髕骨下極經微型鋼板釘孔鉆出，在肌膜外留出5 mm，將鋼絲以“8”字交叉束于髕骨前并扭緊，在C形臂X線機透視下，確認骨折復位及固定牢靠，可吸收縫線修補縫合髕韌帶及兩側支持帶，經X線機透視獲取滿意骨折復位質量。

1.2.2 觀察組 采用改良垂直鋼絲聯合鋼絲環扎內固定。患者仰臥，將止血帶綁于患側大腿根部，硬膜外麻醉或全身麻醉，取髕骨正前方縱向切口，將骨折斷端與髕韌帶髕骨止點顯露，清除血腫、軟組織、關節內骨碎屑，沖洗關節腔時注意查看骨質缺損及判斷骨折斷端復位，然后開始復位骨折端。經髕韌帶緊貼髕骨下極穿入預置（不收緊）1根環扎鋼絲（1 mm），取克氏針（1 mm）在髕骨上極鉆孔形成骨隧道，從髕骨近端骨折斷端進針，沿關節面從近端髕骨中上方的前側皮質鉆出，穿入鋼絲（直徑1 mm，3根），出口距骨折線3 cm，3根預穿鋼絲遠端經髕骨遠端骨塊后方、預置的1根環扎鋼絲遠端穿過髕韌帶，繞至髕骨中上方的前側皮質，骨折斷端復位，在X線機透視下，確定骨折復位后，將垂直鋼絲在髕骨前側中上方收緊，接著收緊環扎的鋼絲，確定固定牢靠，可吸收縫線修補縫合髕韌帶及兩側支持帶，常規沖洗傷口、逐層縫合、包扎。膝關節充分被動屈伸，檢測骨折穩定性，判斷膝關節活動度。

1.2.3 術后處理 兩組術后無支具固定，常規預防控制切口感染，給予止痛等對癥治療。術后次日協助患者進行功能鍛煉。術后2周督促并指導髕骨下極骨折患者負重鍛煉，術后4～6周膝關節屈曲gt;120°。骨折愈合后自主負重鍛煉。

1.3 觀察指標及評價標準

兩組均隨訪12個月。觀察指標包括：手術時間、切口長度、術中出血量、術后骨折愈合及功能恢復（膝關節功能、膝關節功能優良率）、疼痛情況[疼痛視覺模擬評分（VAS）]、日常生活能力（Barthel指數）、骨代謝指標及疼痛介質水平。

骨折愈合情況及功能恢復：骨折愈合標準，患者術后經檢查，患肢無壓痛、叩擊痛，X線片檢查結果為連續性骨痂通過骨折線；統計兩組骨折愈合時間；膝關節功能，術后12個月采用B?stman評分，條目包括膝關節活動范圍、疼痛、上樓梯等，總分30分，分值越高，膝關節功能越好。膝關節功能優良率評定，將術后12個月B?stman評分gt;27分設為優，評分20～27分設為良，評分lt;20分設為差，統計比較兩組優良率；膝關節活動度：于術后1、3、6個月由同一組醫師測量膝關節主動最大屈曲活動度。

疼痛情況及日常生活能力：于術前、術后3 d、術后7 d、術后30 d患者靜息時，以VAS評定兩組疼痛情況，總分10分，評分越高疼痛越重。術后3個月評測兩組日常生活能力，采用Barthel指數，條目包括步行、二便控制、上下樓梯等，0～100分，分值越高骨折患者日常生活能力越好[13]。

實驗室指標：分別在術前、術后3 d、術后30 d，采集患者空腹靜脈血5 mL，離心（4 000 r/min、10 min），將上清液低溫（-80 ℃）保存待測。兩組骨代謝指標和疼痛介質水平采用酶聯免疫吸附法檢測（邁瑞BS-280全自動化分析儀，萬孚生物技術有限公司提供試劑盒），骨代謝指標包括血清骨鈣素（BGP）、骨堿性磷酸酶（BALP）、骨膜蛋白（POSTN）；疼痛介質水平包括血清神經肽Y（NPY）、前列腺素E2（PGE2）、P物質（SP）、多巴胺（DA）水平。

1.4 統計學處理

所得數據采用SPSS 26.0處理，計量資料以（x±s）描述，正態分布時行t檢驗，兩組髕骨下極骨折患者不同時間段指標的對比觀察采用F檢驗。計數資料以率（%）表示，比較采用字2檢驗。以Plt;0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組基線資料比較

兩組基線資料差異均無統計學意義（Pgt;0.05），見表1。

2.2 兩組手術時間、切口長度、術中出血量比較

兩組手術時間、切口長度、術中出血量差異均無統計學意義（Pgt;0.05），見表2。

2.3 兩組骨折愈合情況及功能恢復比較

兩組術后骨折愈合時間差異無統計學意義（Pgt;0.05）。術后12個月，兩組膝關節功能對比，觀察組B?stman評分高于對照組（Plt;0.05）。兩組術后膝關節活動度隨著時間逐漸增高（Plt;0.05），術后1、3、6個月觀察組膝關節活動度均優于對照組，兩組差異均有統計學意義（Plt;0.05）。見表3。觀察組膝關節功能優46例（92.00%），良4例（8.00%），對照組膝關節功能優35例（71.43%），良14例（28.57%），兩組均未出現膝關節評分lt;20分（差）。兩組膝關節功能優良率一致，但觀察組膝關節功能優率高于對照組（字2=7.040，P=0.008）。

2.4 兩組疼痛評分比較

兩組術前、術后3 d、術后7 d的VAS評分差異均無統計學意義（Pgt;0.05）；術后30 d，觀察組VAS評分低于對照組（Plt;0.05）。見表4。

2.5 兩組Barthel指數比較

術后3個月，觀察組的Barthel指數為（82.53±10.29）分，對照組為（70.16±8.45）分，觀察組高于對照組，差異有統計學意義（t=6.530，Plt;0.001）。

2.6 兩組骨代謝指標比較

術前、術后3 d，兩組骨代謝指標（BGP、BALP、POSTN）水平比較，差異均無統計學意義（Pgt;0.05）；術后30 d，觀察組骨代謝指標（BGP、BALP、POSTN）水平均高于對照組，差異均有統計學意義（Plt;0.05）。見表5。

2.7 兩組疼痛介質水平比較

術前、術后3 d，兩組疼痛介質（NPY、PGE2、SP、DA）水平比較，差異均無統計學意義（Pgt;0.05）；術后30 d，觀察組NPY、PGE2、SP、DA四項疼痛介質水平均低于對照組，差異均有統計學意義（Plt;0.05）。見表6。

2.8 兩組術后并發癥比較

術后兩組切口均愈合，無感染，切口未發生延遲愈合，鋼絲環扎內固定無松動、斷裂、激惹反應等。

3 討論

髕骨下極骨折屬關節外骨折，其不累及關節面。治療方法主要分為，（1）形成骨與骨愈合，保留髕骨下極并進行骨折內固定；（2）實現骨與肌腱愈合，切除髕骨下極聯合髕韌帶重建。目前以前者為主，完整的髕骨結構可以維持自身生物力學狀態，促進伸膝裝置連續性恢復。后者去除髕骨下極骨塊后，股四頭肌力臂縮短，髕骨關節面壓強增大，術后容易出現髕骨關節退行性改變，但對于骨缺損較多的患者、骨質疏松嚴重及患者軟組織條件差的，切除髕骨下極聯合髕韌帶重建也是較常用且有效的方法[14-15]。

本研究兩組手術時間、切口長度、術中出血量差異均無統計學意義（Pgt;0.05）。說明改良垂直鋼絲聯合鋼絲環扎內固定與鋼絲張力帶聯合微型鋼板固定耗時差異不大，同樣耗時下切口長度、患者術中出血量無明顯差異。骨折愈合情況及術后疼痛：兩組術后骨折愈合時間及術前、術后3 d、術后7 d的VAS評分差異均無統計學意義（Pgt;0.05），術后30 d，觀察組VAS評分疼痛評分低于對照組（Plt;0.05）。說明兩種術式術后髕骨下極骨折患者骨折愈合良好，療效相當，且愈合時間無明顯差異，但在降低髕骨下極骨折患者疼痛方面，觀察組更有優勢。且隨訪12個月后，觀察組B?stman評分高于對照組（Plt;0.05），雖然兩組術后膝關節活動度隨著時間逐漸增高（Plt;0.05），但觀察組術后1、3、6個月膝關節活動度均高于對照組（Plt;0.05），膝關節功能優率（B?stman評分28～30分）高于對照組（Plt;0.05）。說明改良垂直鋼絲聯合鋼絲環扎內固定與鋼絲張力帶聯合微型鋼板固定雖然隨著時間增長，膝關節活動度增加，但使用改良垂直鋼絲聯合鋼絲環扎內固定的髕骨下極骨折患者術后膝關節功能恢復更好，膝關節活動幅度改善得更為明顯，優于鋼絲張力帶與微型鋼板聯合固定。在術后日常生活能力方面，觀察組術后3個月日常生活能力評分Barthel指數明顯高于對照組（Plt;0.001）。說明改良垂直鋼絲與鋼絲環扎聯合內固定術后患者日常生活能力改善優于鋼絲張力帶聯合微型鋼板固定。分析原因，改良垂直鋼絲與鋼絲環扎聯合內固定，在垂直鋼絲技術的基礎上增添了鋼絲環扎，使張力帶及環扎技術的優點結合，有效固定髕骨下極散碎骨塊，將髕骨前方的張力轉變成軸向壓力，骨塊間的聚合力隨之增高[16-18]。優于鋼絲張力帶聯合微型鋼板固定，原因還可能與改良垂直鋼絲是骨與骨之間加壓，減少了內固定物對軟組織造成的激惹反應，加上鋼絲環扎是對髕骨邊緣加壓，降低了骨道內軟組織壓力，因此術后疼痛癥狀較少，膝關節活動度增大，使患者術后日常生活能力更早開始，更為獨立[19-20]。徐希斌等[10]研究也證實，髕骨下極骨折患者采用改良垂直鋼絲與鋼絲環扎聯合內固定，手術操作不僅簡單，術后患者切口均一期愈合，療效可靠，術后患者可盡早進行功能鍛煉，B?stman評分平均28.9分，膝關節功能恢復較為滿意。

骨折愈合過程中，骨代謝發生著變化，疼痛介質影響著患者的痛覺感受。BGP、BALP、POSTN均為臨床常用的骨代謝指標，BGP為成熟骨細胞釋放，在骨折愈合過程中，調節骨代謝平衡，反映骨細胞活性，表達越高骨愈合越有利，BALP為成骨細胞，參與骨折后新骨形成，POSTN為細胞外基質蛋白，可在成年機體的骨組織中表達，骨折術后，POSTN可促進激活成骨細胞分化、增殖和黏附，檢測含量越高骨折恢復程度越佳。NPY、PGE2、SP及DA水平是臨床常見的觀察患者疼痛的介質因子，機體在創傷后DA逐步上升，刺激感覺神經末梢，患者產生疼痛感，PGE2通過刺激損傷感覺神經末梢受體，增強痛覺感受，SP廣泛存在于細胞神經纖維中，是一種傷害性刺激神經肽，促進增強神經疼痛的傳遞，NPY為骨內調節因子，通過促進間充質干細胞成骨，來促進骨折后愈合。本研究結果顯示，術后3 d，兩組骨代謝指標（BGP、BALP、POSTN）和疼痛介質水平（NPY、PGE2、SP、DA）差異均無統計學意義（Pgt;0.05），但術后30 d，觀察組BGP、BALP、POSTN三項骨代謝指標水平均高于對照組（Plt;0.05），NPY、PGE2、SP、DA四項疼痛介質水平均低于對照組（Plt;0.05）。說明改良垂直鋼絲聯合鋼絲環扎內固定與鋼絲張力帶聯合微型鋼板固定后，均可通過調控骨代謝，加速骨重建，改善骨愈合，但前者更利于骨重建，術后疼痛更輕。可能與改良垂直鋼絲聯合鋼絲環扎內固定后，張力帶結合環扎技術，將髕骨下極散碎骨塊合理固定，增加聚合力，骨與骨間加壓，髕骨前方產生軸向壓力，另外鋼絲環扎降低了骨道內軟組織壓力，減少了內固定物對軟組織造成的激惹反應，局部炎癥因子釋放減少，最終使疼痛介質水平降低，促進骨代謝[21]。

綜上所述，改良垂直鋼絲聯合鋼絲環扎內固定與鋼絲張力帶聯合微型鋼板固定治療髕骨下極骨折均安全有效，可調控骨代謝，抑制疼痛介質，改善髕骨下極骨折后膝關節功能，提高髕骨下極骨折患者生活質量，但與鋼絲張力帶聯合微型鋼板固定對比，改良垂直鋼絲聯合鋼絲環扎固定更利于髕骨下極骨折膝關節功能恢復，提高患者生活質量。本研究樣本量有限，今后仍需進一步多中心、大樣本、生物力學試驗等前瞻性研究。

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（收稿日期：2023-12-21） （本文編輯：何玉勤）

①鷹潭一八四醫院骨科 江西 鷹潭 335000

通信作者：楊俊