钉棒外固定治疗锁骨中段骨折的生物力学研究及其临床应用

刘亚云，汤晓正，李经堂，严 亮，熊 龙

(江西省人民医院骨科，南昌 330006)

钉棒外固定治疗锁骨中段骨折的生物力学研究及其临床应用

刘亚云，汤晓正，李经堂，严 亮，熊 龙

(江西省人民医院骨科，南昌 330006)

目的探讨钉棒治疗锁骨中段骨折的生物力学特性及临床应用可行性。方法取10具新鲜尸体20根锁骨，于锁骨中段造成骨折模型，随机分成2组，分别用钉棒外固定和钢板螺钉内固定两种方法固定建成骨折模型，在力学试验机上行压缩、扭转和三点弯曲试验；对72例锁骨中段骨折临床应用钉棒外固定和钢板螺钉内固定后进行回顾性的分析。结果力学试验证实了钉棒外固定和钢板内固定在压缩、扭转和三点弯曲试验差异无统计学意义(P>0.05)；对72例锁骨中段骨折治疗的患者在手术时间、术中出血量、住院时间方面钉棒外固定组具有明显优势,差异有统计学意义(P<0.05);术后3个月术后肩关节功能恢复情况在钢板镙钉内固定组好于钉棒外固定组,差异有统计学意义(P<0.05),术后6个月差异无统计学意义(P>0.05)。结论钉棒外固定术为锁骨中段骨折提供了一种操作方便、固定可靠、讲究美学的治疗新方法。

锁骨中段骨折； 生物力学； 钉棒外固定

锁骨是上肢带骨，位置表浅，呈“S”形。在外力的作用下容易骨折，占全身各个部位骨折6%以上为锁骨骨折，其中70%～80%发生在锁骨中段[1]。锁骨骨折的治疗有保守与手术两种治疗方法。保守治疗有不愈合或延期愈合、畸形愈合、再骨折、神经刺激症状、血气胸肩关节活动障碍、压疮等并发症。目前手术治疗锁骨骨折的常用方法是钢板螺钉内固定，但具有钢板对局部软组织激惹、需要二次手术取出钢板、钢板发生断裂、瘢痕等弊端[2]。为此，本研究进行了生物力学分析，为该术式的临床应用提供理论依据。江西省人民医院骨科于2010年4月至2016年3月采用钉棒外固定方法治疗锁骨中段骨折36例，取得满意疗效。

1 资料与方法

1.1实验方法

钉棒外固定和钢板螺钉内固定标本后进行生物力学测试，通过该试验来检验钉棒外固定是否可以满足锁骨中段骨折的固定要求。

1)标本模型制作。取10具新鲜尸体20根锁骨标本(排除锁骨骨折)，将所有标本在锁骨中段相同部位骨锯造成骨折模型，并随机数字表法将标本分为2组：钉棒外固定术组(观察组)和钢板螺钉内固定术组(对照组)。

2)力学模型建立与测试。将固定后的标本安装在动态生物力学测试系统(美国英斯特朗公司)上。分别进行压缩、扭转和三点弯曲试验[3]。压缩试验以0.25 Hz循环设定为5～233 N，加载10次，以抗弯刚度N·mm-1为观察指标。扭转试验以0.25 Hz循环设定为扭转10°，加载10次，以扭转刚度Nm·deg-1为观察指标。三点弯曲试验设定为以1.4 mm·min-1速度加载，至固定失败，以最大挠度值(mm)为观察指标。

1.2临床应用

1.2.1 一般资料

本组72例中段骨折锁骨，其中男40例，年龄20～75岁，平均43.2岁；女32例，年龄26～68岁，平均46.6岁。骨折类型：横断骨折29例，斜型骨折20例，粉碎性骨折23。致伤原因：间接暴力，如跌倒时手掌、肘部或肩部着地41例，直接暴力作用于锁骨的前方或上方31例。随机分组：钉棒外固定术(观察组)36例，钢板螺钉内固定术(对照组)36例。2组患者一般情况、骨折类型及受伤机制比较差异均无统计学意义(P>0.05)。

1.2.2 治疗方法

颈丛或局部麻醉，仰卧位，患侧肩部垫高，头颈偏向健侧。

观察组：锁骨全长位于皮下，确定骨折端后，距骨折断端两侧约2 cm各置入1枚螺钉，另外于骨折端的两侧与前两螺钉不在同一平面再各置入1枚螺钉，共4枚且螺钉全部穿透双侧皮质。依靠体位及手术器械使骨折复位，然后将两端的螺钉用棒连接，形成两个平面固定骨折。

对照组：以骨折端为中心沿锁骨骨折纵轴两侧做长约10 cm切口，暴露骨折端，尽量保留骨膜，保护锁骨下方的神经和动静脉，清除骨折断端周围软组织及血块。复位骨折后并置入长度合适“S”型重建钢板，复位钳维持固定后采用配套螺丝钉固定，直视下见骨折端复位良好，冲洗伤口，放置引流逐层缝合，无菌包扎[4]。

1.3统计学方法

2 结果

2.1实验结果

2组生物力学测试抗弯刚度、扭转刚度和最大挠度值的比较情况，见表1。从表1可见钉棒外固定组和钢板内固定组在压缩、扭转和三点弯曲试验结果比较差异无统计学意义(P>0.05)。

组别n抗弯刚度/(N·mm-1)扭转刚度/(Nm·deg-1)最大挠度/mm观察组10701．05±56．280．73±0．0813．06±0．52对照组10731．06±56．280．78±0．0912．23±0．42P>0．05>0．05>0．05

2.2临床应用

72例均获随访，时间6～10个月，平均6.8个月。2组手术时间、术中出血量、住院时间、术后骨折愈合时间，术后3个月和6个月肩关节功能评分[5]，详见表2。

观察指标观察组(n=36)对照组(n=36)P手术时间t/min50．53±15．2180．78±14．91<0．05术中出血量V/mL31．61±18．2079．57±18．26<0．05住院时间t/d5．12±1．957．51±2．06<0．05骨折愈合时间t/月3．11±0．443．33±0．63>0．05术后3个月肩关节评分/分87．75±3．2589．76±3．05<0．05术后6个月肩关节评分/分91．25±2．2191．76±2．08>0．05

从表2看出2组在手术时间、术中出血量、住院时间方面钉棒外固定组具有明显优势，差异有统计学意义(P<0.05);术后3个月肩关节功能恢复情况在钢板镙钉内固定组好于钉棒外固定组，差异有统计学意义(P<0.05)，术后6个月差异无统计学意义(P>0.05)。

3 讨论

锁骨中段骨折临床上治疗方法可分为保守和手术两大类。保守治疗虽没有切口感染、固定物断裂等并发症，但存在骨折畸形愈合、不愈合和血管神经损伤及长时间的制动导致肩关节功能受限等缺点。随着手术器械和手术技术的发展，保守治疗逐渐被手术治疗所取代的趋势，尤其对存在移位的锁骨中段骨折，目前越来越多的学者认为手术治疗是最佳选择[6]。

从力学实验可见钉棒外固定组和钢板内固定组这两种手术方式在压缩、扭转和三点弯曲试验无显著性差异。

本组36例锁骨中段骨折采用钢板螺钉内固定术固定。切开复位钢板螺钉内固定被认为是治疗移位型不稳定性锁骨骨折的“金标准”[7]，尤其钢板从最初的重建加压钢板发展到现在的解剖锁定加压钢板，越来越方便医生微创操作。但近期也有研究表明钢板有以下并发症：切口感染、骨折延迟愈合甚至不愈合、钢板对局部软组织激惹、钢板发生断裂、需要二次手术取出钢板等[2]。

本研究36例锁骨中段骨折采用钉棒外固定术固定，手术简单顺利，术后疗效满意，术后评价基本达到优良，避免了锁骨的切除，保存锁骨骨膜相对完整性，符合骨折愈合的治疗原则。观察组36例锁骨中段骨折髌骨术后全部达到骨性愈合，未发现骨质疏松、畸形愈合及固定后再骨折现象且肩关节功能恢复满意。

本研究病例中显示在锁骨中段骨折的治疗上钉棒外固术与钢板螺钉内固定术比较没有显著性差异，可以作为锁骨中段骨折的一种治疗方法。同时钉棒外固定术有以下优越性:1)切口小不影响美观；2)术中不剥离骨膜，骨折愈合快；3)手术时间短、出血量少；4)骨折愈合后可在门诊行手术取出固定物，节省患者费用。

总之，钉棒外固定术为锁骨中段骨折提供了一种操作方便、固定可靠、讲究美学的治疗新方法。

[1] 周淑平，石承瓒，范伟杰.锁骨骨折的治疗进展[J].中外医学研究，2013，11(1):152-153.

[2] Frans Jasper G,Wijdick S,Oliver A J,et al.Systematic review of the complications of plate fixation of clavicle fracures[J].Arch Orthop Trauma Surg,2012，132:617-625.

[3] 陈阳，马信龙，马剑雄，等.锁骨中段1/3骨折不同内固定物及固定方式的生物力学研究[J].中华创伤杂志，2013，29(10):986-990.

[4] 张旭明，何武兵.钢板固定治疗锁骨骨折146例报告[J].中国矫形外科杂志，2012,11(25):34-35.

[5] 万永鲜,徐丽丽,王远辉，等.两种方法治疗成人锁骨中段骨折的疗效比较[J].四川医学,2016,37(12):1322-1325.

[6] 杨帆,王东,孙海钰,等.锁骨骨折植入物内固定与保守治疗效果比较的Meta分析[J].中国组织工程研究,2014,18(22):3567-3573.

[7] 王满宜.锁骨骨折的治疗现状[J].中国骨伤,2008,21(7):487-489.

(责任编辑：刘大仁)

BiomechanicalCharacteristicsandClinicalSignificanceofScrew-RodFixationinTreatmentofMidshaftClavicularFractures

LIUYa-yun,TANGXiao-zheng,LIJing-tang,YANLiang,XIONGLong

(DepartmentofOrthopaedics,JiangxiProvincialPeople’sHospital,Nanchang330006,China)

ObjectiveTo explore the biomechanical characteristics and clinical feasibility of screw-rod fixation in the treatment of midshaft clavicular fractures.MethodsThe midshaft clavicular fractures were created in 20 clavicles from 10 fresh corpses,and these fractured samples were randomly treated with either external screw-rod fixation or internal plate-screw fixation.The compression,torsion and three-point bending tests were performed to determine the biomechanical characteristics.In addition,data of 72 patients undergoing screw-rod fixation or plate-screw fixation for midshaft clavicular fractures were analyzed retrospectively.ResultsThere were no significant differences in the compression,torsion and three-point bending test results between screw-rod fixation and plate-screw fixation (P>0.05).Among the 72 cases of midshaft clavicular fractures,screw-rod fixation is superior to plate-screw fixation for reducing intraoperative blood loss and shortening operative time and hospital stay (P<0.05).However,plate-screw fixation is superior to screw-rod fixation for functional recovery of shoulder joint at 3 months after operation (P<0.05).The difference was not significant at 6 months after operation (P>0.05).ConclusionThe screw-rod fixation is a convenient,reliable and cosmetic treatment for midshaft clavicular fractures.

midshaft clavicular fractures; biomechanics; external screw-rod fixation

R683.41

A

1009-8194(2017)08-0039-03

2017-05-08

江西省科技厅课题(20132BBG70091)，江西省卫生厅课题(20131011)

刘亚云(1978—)，男，硕士，副主任医师，主要从事骨与关节损伤研究。

汤晓正，主任医师，E-mail：tangxiaozheng@medmail.com.cn。

10.13764/j.cnki.lcsy.2017.08.017