IMN与MIPPO治疗胫骨中下段骨折的生物力学性能及对骨折愈合的影响

王 勇，苏建敏，李中心，侯江伟

胫骨中下段骨折常由高处坠落、交通事故或摔倒等因素导致，占全身各部位骨折发生率的8%～15%[1]。胫骨中下段骨折均需行手术治疗，交锁髓内钉(IMN)和微创经皮钢板内固定(MIPPO)是治疗的两种主要手段[2]。IMN属于中心固定，相对稳定，适用于长斜行或横行骨折；MIPPO是近年来随着微创外科发展而出现的新型固定方式，符合生物学固定原则，可有效减少术中对胫骨软组织的损伤和对胫骨供血系统的破坏[3]，保护骨膜，促进骨折面愈合[4-5]。两种方法各有优劣，其生物力学性能和在胫骨中下段骨折中的疗效尚不确定。本研究通过分析两种内固定方式的生物力学性能，比较其临床疗效，为临床手术方案的选择提供指导。

临床资料

1 实验室标本

2014 年2月选取郑州大学医学院解剖教研室提供的新鲜成人踝关节标本10具，男性6具，女性4具；年龄48～67岁，平均56.1岁；平均体重66.7kg，平均身高1.72m。将标本上的软组织除关节韧带和关节囊外全部去除，模拟正常人单足站立姿势，然后用骨水泥固定标本，制备胫骨中下段骨折模型。将其按随机数字法分为观察组和对照组，每组5例。分别采用IMN和MIPPO固定。固定后拍摄正侧位X线片(R=130Ω，k=2.27，标距2.0mm×2.0mm)。

2 生物力学实验

标本均由本校解剖学实验室提供， WDW-50万能材料力学试验机由济南川佰仪器设备有限公司提供，进行以下三种力学实验：(1)三点弯曲实验。连接标本与磨具及实验仪器后施加应力，方向自胫骨前内侧向后外侧，从0开始，逐渐加大至300N。(2)轴向压缩实验。应力方向从胫骨近端轴向试压，逐渐加大至650N。(3)扭转强度实验。应力方向自骨折近端向内侧扭转，最大扭矩为3 Nm。(1)、(2)加载速度均为10N/s，(3)为0.1Nm/s，记录相关数据。固定失效标准：(1)出现新骨折，或骨折缝明显增宽；应力形变曲线中线性负载曲线出现偏离或中断；(2)固定失效时的载荷为极限压缩载荷；(3)记录压缩位移曲线及极限压缩载荷[3]。

3 临床资料

回顾性分析2013年1月—2015年12月在郑州市第一人民医院骨二科就诊的76例胫骨中下段骨折患者的临床资料，按治疗方法不同分为IMN组(38例)和MIPPO组(38例)。其中IMN组男性19例，女性19例；年龄27～62岁，平均44.8岁；病程0～6d，平均2.2d;骨折分型： A1型10例， A2型9例， B1型9例， B2型4例， C型6例。MIPPO组男性20例，女性18例;年龄26～62岁，平均45.1岁；病程0～6d，平均病程2.5d；骨折分型： A1型10例， A2型8例， B1型9例， B2型5例， C型6例。均为闭合性骨折，不伴重要神经血管损伤。两组一般资料差异无统计学意义(P>0.05)。本研究经医院伦理委员会批准[批件号：伦审批(2013)第3号]，并签署知情同意书。

4 手术方法

所有患者均于术前2h内予头孢替安(哈药集团制药总厂，国药准字H20051741，规格：2g)2g溶于100mL生理盐水中静脉滴注。所有患者行腰硬联合麻醉，取仰卧位，将止血带绑于患肢中上段，伤口消毒，铺消毒巾。IMN组经X线检查对患者髓腔长度和大小进行了解，选择合适特定髓腔状况的髓内钉。取髌骨上入路，在胫骨结节上端斜坡处打开并暴露髓腔，扩髓，并同时复位近端骨折位点，中下段骨折位点通过瞄准器将带锁的髓内钉(瑞士Synthes GmbH公司)打入固定。MIPPO组患者标记骨折断端后，在其上方约5cm处作一长约2cm的纵行切口，暴露骨折端。清除淤血和软组织，操作时避免剥离骨膜。牵引、旋转复位，透视满意后以1枚拉力螺钉垂直骨折线打入。适当钝性分离皮下组织，建立皮下隧道，选择合适的解剖型锁定钢板(瑞士Synthes GmbH公司)插入，先固定两端螺钉，不上紧。C型臂X线机透视满意后，用等长钢板测量胫骨中下段骨折部位，两端各预留4孔后，做小切口拧入锁定螺钉并上紧，同法固定其余螺钉。术后使用头孢替安抗感染，术后2个月部分负重功能锻炼，术后3个月完全负重行走。

5 观察指标

手术后1～6个月，患者每个月末均门诊复查，观察骨折愈合情况和相关并发症，包括内固定失败率、内固定松动、断裂等，以及伤口愈合情况，软组织情况；同时进行踝关节功能评价：采用Mazur评分系统[6]对患者术后1年踝关节功能进行评价，>92分为优，踝关节无疼痛感，可自由活动；87～92分为良，活动时踝关节有轻微疼痛感；65～87分为中，活动时踝关节有明显疼痛感；<65为差，静止时踝关节有明显疼痛感且肿胀明显。采用美国膝关节学会评分系统(KSS)膝评分评价两组膝关节功能，满分100分，85～100分为优，70～84分为良，60～69分为可，<60分为差。

6 统计学分析

结 果

1所有患者均完成1年随访，两组均未发生内固定松动、断裂等内固定失败情况。IMN组3例出现骨折延迟愈合，2例出现骨折不愈合，愈合时间平均(13.6±2.1)周；MIPPO组患者骨折均愈合，愈合时间平均(11.3±1.7)周，未出现切口感染、裂开和窦道等情况。

2两组术后1年踝关节功能Mazur评分比较，无明显差异(P>0.05)。见表1。术后两组KSS膝关节评分MIPPO组(88.7±14.8)分，IMN组(82.9±12.5)分，组间差异有统计学意义(t=0.001,P<0.05)。

表1 两组患者术后1年踝关节功能Mazur评分比较

3两组生物力学性能比较，MIPPO组弯曲偏移量、轴向压缩偏移量和扭转角度均大于IMN组，组间差异均有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 两组患者生物力学性能比较

4典型病例见图1、2。

讨 论

胫骨中下段骨折常易导致骨折不愈，复位固定是骨折愈合的前提，因此治疗的首要原则是先行解剖复位和坚强内固定[7]。临床上，治疗胫骨中下段骨折的金标准是采用髓内钉进行固定和治疗，但是髓内钉抗旋转能力差，且对血运破坏较多，因此尤其在胫骨中下1/3骨折中，常易导致骨折延迟愈合或不愈合。随着内固定材料和微创外科的发展，微创经皮钢板植入术(MIPPO技术)越来越普遍地应用于临床治疗中。它遵循生物力学固定原理，主张减少对骨折部位骨膜的破坏，保证骨折断端血供。另外，钢板微创置入、损伤小、切口短，不仅可为骨折端提供具相对稳定及合理的生态环境，而且更容易被患者接受；另外，MIPPO钢板类似“内支架”，可远离骨折端固定，同时固定可靠。但MIPPO钢板属于偏心固定，容易导致应力分散，对长斜形和螺旋形骨折的临床疗效尚待考证。如何防止钢板和螺钉的松动和断裂是临床研究的热点之一。

a b

c d

图1 患者女性，42岁，因交通事故致左胫腓骨下段骨折入院。a、b.术前CT重建片示左胫腓骨下段骨折；c、d.行MIPPO钢板内固定术，术后力线恢复，骨折对位对线佳

a b c

图2 患者男性，39岁，因交通事故致右胫腓骨下段骨折入院。a.术前X线片示右胫腓骨下段骨折，不累及关节面；b.行IMN内固定术，术中透视，骨折对位对线佳，力线可；c.术后复查，骨折线模糊，力线正常

在本研究中，透视满意后以1枚拉力螺钉垂直骨折线打入。适当钝性分离皮下组织，建立皮下隧道，选择合适的解剖型锁定钢板插入，一次固定两端螺钉，这种做法将拉力螺钉与锁定钢板相结合，更易做到坚强内固定[8-9]。由于经皮小切口插入和C臂机透视下可有效协助复位和固定，避免髓内钉固定术中一次不成功而需反复插入，同时髓内钉具有对旋转对线控制不足的缺陷，因此与髓内钉固定系统相比，MIPPO技术避免了术中过度破坏骨折端血运，明显缩短了骨折愈合时间，也在一定程度上避免骨折部位不愈合或者延迟愈合[10-12]。Collinge和Protzman[13]也采用MIPPO钢板治疗胫骨中下段骨折，效果满意。但也有学者指出对胫骨中下段骨折采用MIPPO钢板治疗，效果不一，尤其对于部分累及关节面的骨折，容易出现关节面塌陷等并发症。因此笔者认为，对复杂的胫骨中下段骨折不必苛求MIPPO技术，可行经皮钢板内固定，对复杂骨折，可行切开复位或髓内钉技术[14]。内固定材料的生物力学性能是选择固定方式的主要依据之一。本研究也对两种材料进行试验，结果发现，MIPPO组弯曲偏移量、轴向压缩偏移量和扭转角度均大于IMN组，说明其力学性能较IMN略差。胫骨中下段解剖结构较为特殊，在张应力和重力的作用下，骨折端常不稳定，交锁髓内钉属中心性固定，抗旋转、抗弯曲和轴向压缩力量均较强，因此在选择器械时，除考虑解剖部位之外，应尽量减少扩髓，避免破坏骨折端的血运，在可能的情况下选择髓内固定。

综上所述，MIPPO与IMN治疗胫骨中下段骨折各有利弊， MIPPO可缩小手术创伤，但力学性能不如IMN，临床使用时应严格掌握适应证。但本研究纳入样本量不足，随访时间较短，其大样本统计还需要进一步分析，以减少偏倚，进一步为临床提供指导。

[1] 郑亦静,洪建军,程涛，等.微创经皮锁定钢板与切开复位重建钢板内固定在治疗锁骨骨折中的疗效比较[J].中华手外科杂志,2013,29(4):225-227.

[2] Heiney JP,Redfern RE,Wanjiku S.Subjective and novel objective radiographic evaluation of inflatable bone tamp treatment of articular calcaneus,tibial plateau,tibial pilon and distal radius fractures[J].Injury,2013,44(8):1127-1134.

[3] 俞旭东,薛峰,陈兵乾，等.MIPPO技术和交锁髓内钉内固定治疗胫骨中远段骨折的疗效比较[J].实用骨科杂志,2013,19(6):560-562.

[4] 赵弟庆,张丽娜,杨广忠，等.MIPPO技术结合PHILOS治疗老年骨质疏松性肱骨近端骨折[J].中国矫形外科杂志,2014,22(6):508-511.

[5] Mohammed A,Saravanan R,Zammit J，et al.Intramedullary tibial nailing in distal third tibial fractures: distal locking screws and fracture non-union[J]. Int Orthop,2008,32(4):547-549.

[6] 陈凯,蔡俊丰,秦玉星，等.MIPPO技术治疗胫骨中下段粉碎性骨折20例临床体会[J].生物骨科材料与临床研究,2013,10(4):57-59.

[7] 姜福龙,郭志强,徐丽丽，等.微创内固定技术与切开复位钢板内固定治疗胫骨中下段关节外骨折疗效比较[J].临床骨科杂志,2013,16(1):68-70.

[8] Masquijo JJ.Percutaneous plating of distal tibial fractures in children and adolescents[J]. J Pediatr Orthop B，2014,23(3):207-211.

[9] 关浩.交锁髓内钉治疗胫骨骨折术后再骨折的疗效[J].中国老年学杂志,2013,33(16):4053-4054.

[10] 林健,王秋根,黄建华，等.辅助钢板结合扩髓交锁髓内钉治疗胫骨中上段多段骨折[J].北京大学学报(医学版),2013,45(5):717-722.

[11] Neogi DS,Singh B,Jaiman A，et al.Comment on Mohammed et al.: Intramedullary tibial nailing in distal third tibial fractures: distal locking screws and fracture non-union[J].Int Orthop,2009,33(3):881.

[12] 张浩,申国庆,高发旺，等.MIPPO技术在胫骨中下段关节外骨折手术治疗中的应用[J].中国骨与关节损伤杂志,2013,28(4):374-375.

[13] Collinge C，Protzman R.Outcomes of minimally invasive plate osteosynthesis for metaphyseal distal tibia fractures[J].J Orthop Trauma,2010,24(8):24-29.

[14] 陈大伟，李兵，俞光荣.Pilon骨折的切开复位内固定治疗进展[J].中华创伤骨科杂志，2013，15(3):235-239.

[15] 刘银,刘荆陵,曾伟，等.MIPPO技术下前后联合入路治疗复杂胫骨平台骨折的疗效[J].医学临床研究,2012,29(12):2374-2376.

[16] Kuhn S，Appelmann P，Pairon P，et al.The Retrograde Tibial Nail: Presentation and biomechanical evaluation of a new concept in the treatment of distal tibia fractures[J].Injury,2014,45(S1):S81-86.

[17] 孙江波,廖怀章,蒋勇,等.胫骨平台后柱骨折钢板固定的三维有限元分析[J].临床医学研究,2012,29(5):813-817.

[18] Matsunaga FT,Tamaoki MJ,Matsumoto MH,et al.Treatment of the humeral shaft fractures--minimally invasive osteosynthesis with bridge plate versus conservative treatment with functional brace: study protocol for a randomised controlled trial[J].Trials，2013，14:246.