鸡爪5种屈肌腱中心缝合方法的即刻生物力学比较

马剑雄，马信龙，朱少文，姬树青,毕 平，马宝意

鸡爪5种屈肌腱中心缝合方法的即刻生物力学比较

马剑雄1，3，马信龙1，朱少文2，姬树青1,毕 平3，马宝意1

目的：比较5种临床常用肌腱中心缝合方法的即刻生物力学特性，为临床肌腱修复提供参考。方法：成年AA白羽鸡爪50只，随机分为5组。锐刀横断Ⅱ区趾深屈肌肌腱，分别用改良Kessler法、津下(Tsuge)法、Cruciate法、改良Tsuge法、Tang法进行中心缝合，不做周边修复。缝合后立即取下肌腱，用冰冻卡具固定两端，在生物力学材料动态力学性能测试仪进行拉伸-断裂测试。测定极限载荷、应变，记录断裂方式，计算出各组肌腱的韧度、极限拉伸强度、弹性模量和断裂功耗并进行统计学分析。结果：Tang法组的极限载荷、极限拉伸强度、韧度和断裂功耗均大于其他4种方法(P＜0.05)，改良Kessler法组各参数均小于其他4种方法(P＜0.05)。结论：临床中最常用的改良Kessler法操作简单，缝合后外观光滑，组织反应轻，但其缝线股数少，抗拉强度较低，有待进一步增加强度。Tang法缝合的各生物力学性能优于其他方法，高抗拉强度可以满足术后早期功能锻炼，为一种可靠的肌腱修复方法。

屈肌腱；缝合技术；生物力学

屈肌腱损伤尤其是手Ⅱ区，腱鞘损伤、手术带来的二次损伤、术后制动均会导致肌腱与腱周组织的粘连[1]，理想的肌腱吻合要具有高抗拉强度，最小程度干扰血运，简单易操作。我们比较了5种中心缝合法（改良Kessler法、Cruciate法、Tsuge法、改良双套圈法和Tang法）在鸡Ⅱ区趾深屈肌腱缝合后即刻的生物力学测试结果,包括极限载荷、极限应力、韧度、弹性模量、断裂功耗、断裂方式，并分析其差异的原因，期望能对临床肌腱修复提供理论基础和参考。

1 材料与方法

1.1 实验标本和器材 选取50只重量为50.2～54.4 g(平均52.1 g)新鲜无外伤的鸡爪（均来自于纯种成年AA白羽鸡，雌雄不拘），按照缝合方法，随机分为5组：改良Kessler组，Cruciate法组，Tsuge（津下双套圈）法组，改良Tsuge法组，Tang法组，每组10只。用生理盐水浸湿的纱布包裹后分别放入塑料袋中，系口，0～4℃冷藏。缝线：同一批次5-0涤纶编织带针缝线，5-0涤纶编织套圈缝线。软组织生物力学测试专用冰冻卡具(BOSE Cooling Capacity Walts)，生物力学材料动态力学性能测试仪器（BOSE Endura TEC ELF3200）及其配套的Wintest生物力学测试软件。

1.2 缝合方法 取出标本，室温下缓慢复温。在第三趾近节指骨掌面向远端做趾正中切口，暴露趾深屈肌腱和趾浅屈肌腱。在趾浅屈肌腱分叉远端用手术刀横断趾深屈肌腱,注意切口距腱纽注入处距离＞0.5 cm。用游标卡尺测量断端长短轴，对其分别进行改良Kessler法，Cruciate法，Tsuge（津下双套圈）法，改良Tsuge法，Tang法等5种方法的缝合。核心缝合用5-0带针缝线或5-0套圈缝线。所有缝合吻合口两端的进出针点距吻合口5 mm，锁扣宽度1 mm[2-4]。缝合过程用生理盐水保持肌腱的湿润。各缝合方式示意如图1。

图1 5种缝合方法示意图

1.3 生物力学测 试用标本两端接触冰冻卡具(BOSE Cooling Capacity Walts)，缝合部位于中间使标本与卡头迅速冻结，并保证肌腱垂直于水平面，缝合部露于卡具中部。卡具与生物力学材料动态力学性能测试仪器（BOSE Endura TEC ELF3200）相连。此测试仪最大量程200 N，精确度0.01 N。5 min后旋紧卡具，此时卡具固定的肌腱已被冻硬，可确保不会有各向滑动，而外露的肌腱仍为常温。施加预负荷1 N，使肌腱紧张后调零。计算机中通过Wintest力学测试软件将两卡具间距设为20.00 mm(尽可能减少正常肌腱对肌腱—缝线复合体的测试影响),最大相对位移设定为6.50 mm，以10 mm/min的速度拉伸肌腱至断裂，设定测试记录点间隔为0.5 s。读取极限载荷（负荷—位移曲线中的最高点力值），读出每个测试点负荷与其对应的应变值（图2）。计算出韧度（负荷—位移曲线中直线部分的斜率）＝负荷/应变（N/mm）；极限拉伸强度＝极限载荷/横截面积（MPa）；弹性模量（应力—应变曲线中直线部分的斜率）=应力/应变（MPa）；能量吸收：为负荷—应变曲线中极限载荷点左侧曲线下面积。按照梯形算法：计算公式E=∑(yi+1+yi)×(xi+1-xi)/2。X∈{X1,X2, X3……Xn},Y∈{Y1,Y2,Y3……Yn}。拉断后统计断裂方式，T：缝线切割肌腱（缝线抽出），L：缝线或线结处断裂。计算切割发生率T/（T+L）。

图2 直线拉伸测试得到的负荷—位移图像

1.4 数据分析 将数据输入计算机，运行软件SPSS 11.5，检验各组数据方差齐性，若方差齐，行单因素方差分析，P＜0.05认为差异有统计学意义。

2 实验结果

2.1 极限载荷、极限应力 极限载荷：直接反映缝合后肌腱—缝线复合体的强度。Tang法最大(25.6±4.6）N，改良Kessler法最小（11.4±2.2）N，与其他各组相比有统计学意义（P＜0.05)。 Cruciate法（18.5±3.2）N、Tsuge法（16.8±3.1）N和改良Tsuge法（15.9±6.0）N间差异无统计学意义。极限应力(拉伸强度)：作用在肌腱单位面积上的最大应力，消除了横截面积带来的差异。Tang法最大(11.4±1.72）MPa，改良Kessler法最小（5.08±0.91) MPa，与其他各组相比有统计学意义（P＜0.05)。Cruciate法（8.13±1.93）MPa、Tsuge法（9.55±2.83） MPa和改良Tsuge法（7.32±2.75）MPa间差异无统计学意义。

2.2 韧度、弹性模量 韧度：类似于胡克定律中的常数k,代表肌腱抗形变，抗断裂的特性,决定于肌腱本身，能直观反映肌腱的“松散”或“坚韧”。Tang法最大(4.72±1.27）N/mm，改良Kessler法最小（2.59± 0.78）N/mm，与其他各组相比有统计学意义（P＜0.05)。Cruciate法（3.65±0.85）N/mm、Tsuge法（3.34±0.79）N/mm和改良Tsuge法（3.49±0.57）N/ mm间差异无统计学意义。弹性模量：表示肌腱抗形变，抗断裂的特性，也是肌腱内在本质的参数，是肌腱—缝线复合体的生物力学性质的反映。Tang法（5.17±1.13）MPa与Tsuge法（4.55±1.05）MPa组差异无统计学意义，而Tsuge法组和改良Tsuge法（4.07±0.96）MPa与Cruciate法（3.94±0.83）MPa 3组间差异无统计学意义，改良Kessler法（2.88± 0.46）MPa组最小（P＜0.05）。Tang法组＞改良Tsuge和Cruciate法组（P＜0.05）。断裂功耗:标本从开始拉伸到断裂期间拉伸所做功的总和，从另一个角度反映了缝合的强度。Tang法（7.85±1.45）J最大，改良Kessler法(2.97±1.27）J组最小，与其他各组相比有统计学意义（P＜0.05）。Tsuge法（4.69± 1.42）J、改良Tsuge法（4.15±1.88）J与Cruciate法（5.03±1.11）J 3组间差异无统计学意义。

2.3 断裂方式和切割发生率 在进行拉伸时，当断裂发生在缝线、线结处时，将断裂方式记为“L”；若缝线未发生断裂，而缝线从肌腱中抽出，记为“T”。见表1。

表1 5种中心肌腱缝合方法的断裂方式和切割发生率

3 讨论

过去认为肌腱无内源性愈合能力，常主张在术后固定3周再进行功能锻炼。Gelberman等学者认为，保护性肌腱活动能促进肌腱内源性愈合能力，防止粘连形成。Becker等认为，早期活动产生张力后，能增加蛋白质、DNA的合成,促进成纤维细胞的增殖及成熟。Takai等发现,与被动活动的愈合肌腱相比,主动活动后肌腱的运动幅度、力量、DNA含量、肌腱营养及愈合率都有进一步提高。实验证实[5]，早期主动或被动功能训练可以增加肌腱的滑程，促进肌腱愈合防止粘连和关节屈曲畸形。故肌腱修复后是否具有足够大的强度来满足早期主、被动功能锻炼是肌腱修复的关键。

Mashadi ZB通过实验得出：在用相同方法缝合肌腱时，跨越断端的缝线股数越多，缝合后的强度越大。本实验再次证实了这点：同为锁扣法的Tsuge法和Tang法，跨越断端股数分别为4束和6束，前者的极限载荷、极限拉伸强度、能量吸收分别为后者的66.57%、83.8%和60.4%。本实验所采用的5种缝合方法中，极限载荷方面，2束跨越法(改良Kessler) (11.4±2.2)N，小于4束跨越法的Cruciate(18.5± 3.2)N、Tsuge（16.82±3.14）N、改良Tsuge（15.9± 6.0）N，小于6束跨越法Tang（25.6±4.6）N。尽管3种4束跨越法各不相同（Cruciate为抓持法，Tsuge为锁扣法，而改良Tsuge法一端是抓持，一端是锁扣）其极限载荷、极限应力的差异却没有统计学意义。从实验结果不难看出，跨越断端的缝线股数是缝合强度的主要决定因素，相同跨越股数的缝合方法间抗拉强度差异不大，跨越股数越多，每根缝线承担的应力会更小，缝合强度越高。本实验中，6束的Tang法无论是极限载荷还是强度均明显高于其他缝合方法。

当然，在临床中也不能盲目追求多股数，股数增加带来的是操作时间延长和缝合难度的增高，对肌腱的过度夹持、操作和较重的组织反应和粘连发生。所以临床中应根据肌腱的粗细，功能训练的开始时间、强度、活动量、活动范围，保护措施如支具、橡皮筋等适当增减缝线股数。

我们对拉伸后的标本进行统计，将断裂方式分为2种：缝线断裂(包括线结处断裂)和缝线切割肌腱。锁式缝合中缝线将肌腱纤维束套紧，依靠套圈的缝线与肌腱间的摩擦力来锁住肌腱，提供拉力。同时肌腱中交联的胶原纤维也对缝线产生向上拉力，减少了滑脱及腱劈裂机会,并且张力主要作用在结扎处腱束上,断端张力小,不易形成间隙,有利于肌腱内源性愈合。

锁式缝合的Tang法和Tsuge法切割断裂只有1例（发生率分别和为12.5%和11.1%），这表示有通过增加缝线的强度来提升缝合强度的空间。而抓持的Kessler法中，缝线切割肌腱的发生率也不高，为11.1%。但抓持法中的Cruciate切割发生率为22.2%，高于其他几种缝合方法，考虑为缝线对肌腱作用夹角太小而容易发生切割，而且Cruciate法中缝线的“十字交叉”在承受功能锻炼的张力时会对端段产生压缩和切割的趋势，故临床中修复挫伤严重或疏松的肌腱应慎用Cruciate法。

改良Kessler法是临床中最常用的肌腱缝合方法，操作简单，对肌腱血运破坏小，在修复较细的肌腱时可显示出其优势。但单线改良Kessler（2束）缝线股数过少，导致强度不足[6]，可以通过增加缝线股数（如双线改良Kessler）或增加缝线直径（4-0、3-0）来提高其强度,通常辅以周边缝合，提高强度的同时使断端平整，减小滑动阻力。在缝合后外观上，改良Kessler法只有一个线结，位于吻合口内，且肌腱表面光滑，利于其在腱鞘中的滑动。Tang法3个线结外露，与腱周组织摩擦力较大，其6束缝合的3棱柱结构在过细或扁平的肌腱中难以实施。但Tang法的3束缝线位于肌腱的乏血管区，对血供影响小，并且能够为早期功能锻炼提供高强度[7]，亦为临床肌腱修复的一种好方法。

[1]郭建平，李炳万，崔树森，等.改良式双套圈肌腱缝合法抗拉强度的生物力学特征[J].中国临床康复，2006,10(33):107.

[2]Jin Bo Tang,Yu Zhang,Yi Cao,et al.Core Suture Purchase Af⁃fects Strength of Tendon Repairs[J].Journal of Hand Surgery No⁃vember,2005,30(6):1262.

[3]Yi Cao,Bei Zhu,Ren Guo Xie,et al.Influence of Core Suture Pur⁃chase Length on Strength of Four-Strand Tendon Repairs[J].Jour⁃nal of Hand Surgery January,2006,31(1):107.

[4]Ren Guo Xie,Hong Guang Xue,Jian Hui Gu,et al.Effects of Locking Area on Strength of 2-and 4-Strand Locking Tendon Re⁃pairs[J].Journal of Hand Surgery May,2005,30(3):455.

[5]Strick MJ,Filan SL,Hile M,et al.Adhesion formation after f l exor tendon repair:a histologic and biomechanical comparison of 2-and 4-strand repairs in a chicken model[J].J Hand Surg,2004,29 (1):15.

[6]Lawrence TM,Woodruff MJ,Aladin A,et al.An assessment of the tensile properties and technical difficulties of two and four strand flexor tendon repairs[J].J Hand Surg[Br],2005,30(3):294.

[7]Tanaka T,Amadio PC,Zhao C,et al.Gliding characteristics and gap formation for locking and grasping tendon repairs:a biome⁃chanical study in a human cadaver model[J].J Hand Surg[Am], 2004,29(1):6.

（收稿：2009-06-06 修回：2009-08-20）

（责任编辑 韩 慧）

Instant Biomechanical Study of Five Core Flexor Tendon Suture Techniques

Ma Jianxiong,Ma Xinlong, Zhu Shaowen,et al. Department of Orthopedics,General Hospital of Tianjin Medical University,Tianjin (300052),China

Objective To compare the instant biomechanical properties among five different core tendon suture techniques. Methods Fifty claws of adult AA white-pinna fowls were randomly divided into five groups.After sharp transsection of the flexor digitorum profundus tendons(FDP)in zone II,Modified Kessler, Tsuge,Cruciate,Modified Tsuge,and Tang methods were employed to repair the tendons respectively.The repaired tendons were cut off immediately and fixed to freezing-lock instrument.The repaired tendon was stressed under linear distraction at the speed of 10 mm/min until it was broken down.The extreme load,the strain,recorded the breaking style,calculated the ultimate tensile strength,stiffness,elastic modulus and breaking energy consumption were measured. Results Tang method was the strongest repair with the significantly greatest ultimate tensile strength on maximum extreme load.Its stiffness and elastic modulus as well as the breaking energy absorption were significantly greater than that of the other four methods(P＜0.05), while modified Kessler had the poorest biomechanical properties(P＜0.05). Conclusion Though the most widely used modified Kessler method is easy to perform with smooth appearance,two strands cannot provide enough strength.While Tang method(6 strands)has the significant biomechanical superiorities to other suture techniques,it is safe to do active or passive exercises early after applying Tang method.

flexor tendons,suture techniques,biomechanics

R318.01

A

1007-6948(2010)02-0199-04

天津市自然科学基金资助项目（043111411）

1.天津医科大学总医院骨科(天津300052)

2.天津医院（天津300211）

3.天津医科大学生物医学工程系（天津300070）

朱少文，Tel：022-60362062，E-mail:mjx969@163.com