经皮钛缆固定治疗髌骨骨折生物力学分析与临床应用

张兴国+王忠伟

【摘要】 目的：研究经皮钛缆固定治疗髌骨骨折的生物力学分析及手术适应证。方法：对2011年10月-2016年6月本院收治的236例C3型髌骨骨折中可手法复位的68例患者采用经皮钛缆固定治疗。结果：68例患者易接受手术治疗且随访及时，平均随访1.5年。X线片示骨折复位和内固定满意，远期随访膝关节功能按照Levack髌骨骨折疗效评分系统评价57例获得优良。结论：经皮钛缆&-α治疗髌骨骨折可以选择经手法复位满意的C型关节内骨折。手术优势：骨折复位能良好满足生物力学，患者容易接受，麻醉要求低，手术切口小，操作简单，时间少，固定牢靠，下地早，功能恢复早。

【关键词】 髌骨骨折； 经皮； 钛缆； 生物力学； 手术适应证

【Abstract】 Objective：To study operative indication and biomechanical characteristics of patellar fracture treated by percutaneous internal fixation with titanium cable.Method：From October 2011 to June 2016，in 238 patients with type C3 patellar fracture，68 cases were treated by manipulative reduction and percutaneous internal fixation with titanium cable.Result：The patients were more easy to accept the operation and were visited regularly on average 1.5 years.All patients healed over without obvious displacement.The satisfying effects were judged by the functions of the patients knee joints and the results of X-ray examinations in different periods after operation.According to Levacks standard evaluated by the therapeutic effect showed：57 patients were excellent.Conclusion：Type C patellar fracture by satisfying manipulative reduction can use percutaneous internal fixation with titanium cable &-α.Not only fits well for biomechanics but also many advantages such as easy to be accepted，light narcosis，minimal invasion，simple operation，less time，firmly fix，early exercise，quick recovery and so on.

【Key words】 Patellar fracture； Percutaneous； Titanium cable； Biomechanics； Operative indication

First-authors address：The TCM-WM Hospital of Tongzhou，Beijing 101100，China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2018.02.004

髕骨骨折三维观，冠状位涉及伸膝装置的连续性[1]，水平位涉及软骨面、小儿骨骺、髌韧带扩张部的完整性[2]，矢状位涉及骨折移位及骨折分型[3]，经皮实施手术与开放膝关节不同[4]。本研究介绍手法复位经皮钛缆固定治疗髌骨骨折，并评价疗效，确定手术适应证。现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择2011年10月-2016年6月本院收治的236例C3型髌骨骨折中可手法复位的68例患者。本组68例中，男29例，女39例，年龄29～80岁，平均64岁，均为闭合骨折。新鲜骨折62例，陈旧骨折或二次手术微型清创复位后6例；合并股骨髁上骨折2例，合并Hoffa骨折1例，合并膝后叉韧带撕脱骨折1例。合并16种严重合并症如：小儿麻痹综合征、高龄、严重骨质疏松、糖尿病合并下肢静脉闭塞。损伤原因：跌伤49例，机车相关19例。术前常规检查，拍片可加髌骨轴位片或CT扫描，术前时间（3.0±1.2）d。

1.2 纳入与排除标准 按照AO/OTA分型[5]，骨折A型为关节外、B型为部分关节内，C型完全关节内。其中C1为简单横形骨折，C2为≤3骨折块的粉碎骨折，C3为>3骨折块的粉碎骨折。入选C型骨折68例，包括独立的新鲜骨折39例，全身合并损伤的新鲜骨折25例，翻修的陈旧骨折8例。手术同意书患者选择微创方案的。采用国产钛缆&-α固定。

1.3 手术方法 连续硬膜外麻醉，平卧位。消毒铺巾毕10 mL注射器沿髌骨周围四个象限关节间隙抽吸关节腔内淤血，手法闭合复位骨折轻松临时固定，必要时经皮直径2.0 mm克氏针撬拨嵌插、塌陷骨片，屈膝极限利用股骨髁面形态复位髌骨关节面，屈膝15°、30°、90°，检查膝关节及髌骨稳定性，透视骨折位置满意。钛缆尾部钢丝钳管制，带针钛缆从髌骨外上方经皮潜行股四头肌总腱间向内出针并原位入针并潜行髌骨背侧，从髌骨外下方出针再原位从外入内经髌韧带间，再潜行髌骨背侧回到髌骨外上方形成髌背&形张力带，再接续从外上经股四头肌腱间—髌骨内侧缘—髌韧带间—髌骨外侧缘—髌骨外上方建立髌周α形荷包，注意应用注射针头标志关节间隙，切取1.0 cm皮肤切口，钛缆两端入扣，屈膝条件下术者收拢钛缆、维持张力与助手伸膝、屈膝动作配合，分次收拢紧固，临时钳夹透视位置好。钳紧缆扣，冲洗伤口，7号线将扣结贴骨面包埋于深筋膜下，缝合切口一针。必要时加胫骨结节减张环。皮肤节点可克氏针松解，钛针经皮建立张力带可配合使用。endprint

1.4 术后处理 术前应用抗感染药物一次，麻醉恢复即可功能锻炼[6]，考虑钛缆袢于软组织腱性组织间，锻炼力度经验选择术式钢丝8字加O形环扎[7]与克氏针张力带术式间合适应力被动完成，术前软组织相对完整或骨折线呈辐辏样粉碎性骨折[8]或移位小于3 mm，术后第2天可被动屈膝90°以上一次，可1周后下地负重。术前骨折线不规则或骨折移位大于3 mm或CT扫面髌骨骨折冠状位分层，支具保护扶拐下地活动，逐渐屈伸膝关节锻炼，3～6周后再屈伸膝关节锻炼。每天按摩股四头肌和预防骨质疏松治疗，形成一绷（绷股四头肌）、二抬（抬下肢）、三屈伸（膝）的活动流程。住院时间（9.0±2.8）d。

2 结果

本组68例患者，手术时间（30±16）min，关节腔内抽血（42±27）mL，术后第1天，可床上屈膝锻炼；（10±6）d后可带支具扶拐下地，（3.5±3.0）周练习膝关节屈伸，所有患者随访3～6个月，平均4.6个月，均获终末随访，骨折复位和髌骨形态满意，术后均骨性愈合，无钛缆过敏、松动和断裂。术后X线片满意，膝关节功能恢复良好。根据Levack髌骨骨折疗效评分系统[9]获得优良：57例，可11例，差0例。6～12个月拆除内固定。典型病例，见图1～4。

3 讨论

3.1 髌骨骨折治疗现状 髌骨骨折手术纵轴涉及伸膝装置的完整性，横轴涉及髌骨和膝关节稳定性，矢状轴涉及关节开放，生物力学的发展决定重建手术的不断创新，笔者总结既往髌骨骨折张力带手术的固定轨迹（表1）。Rajagopalakrishnan等[10]认为髌骨形态重塑、髌骨滑动轨迹和髌骨关节面压力改变对手术效果、内固定材料损害、并发症关节粘连和创伤性关节炎直接相关。生物力学的发展决定重建手术的不断创新。笔者总结髌骨张力带固定的生物力学特点有关纵轴支撑、向心张力满足横向张力、张力带强度、并发症等四个方面特点（表2）。Rathi等[11]认为经皮固定髌骨骨折是医用新材料发展的结果。用经皮钛缆&-α方式固定髌骨骨折，结合了张力带及捆扎理论，改善了钢丝张力带切开内固定技术的缺陷。

3.2 经皮钛缆&-α方式固定术 遵循髌骨骨折捆扎术和AO张力带理论，加强了关节腔淤血抽吸和闭合手法复位骨折，对手术适应证的选择和经皮潜行抽动钢丝的操作技术研究。孙海波等[12]认为钛缆弹塑和强度发挥依赖髌骨周围软组织完整，针对软组织保护开展临床试验，该手术固定轨迹不是⑧，而是&接续α。另外王湘江等[13]认为经皮荷包技术对关节囊、髌韧带扩张部软组织撕裂预防是有益的。依据手术材料的刚性和塑性（表3），笔者总结手术技巧：（1）手法复位和经皮撬拨需要经验积累，经皮临时固定后检查膝及髌骨稳定性；（2）带针钛缆的针根据入针需要弧度可以折弯调整；（3）贴骨面经股四头肌总腱和髌韧带间的手感来源开放O+8的经验；（4）原位经皮出入时钛缆皮外易形成α，助手将α旋转为Ω，接着松Ω并抽紧钛缆；（5）钛缆收拢维持张力并屈伸和旋转膝关节再进一步收紧并紧扣锁实；（6）内固定结束后必须再次检查膝和髌骨稳定性[14]。从手术结果判断该手术支持C型骨折各亚型的治疗。

3.3 钢丝与钛缆 钛缆有独特的材料力学特性和良好的生物相容性。李小荣等[15]总结钛缆的优点：（1）优越的生物力学固定性能；（2）操作简单，易于固定，不剥离骨膜；（3）强度保障，弹性模量利于骨塑性与模造，应力遮挡小。骨针钛缆结合可吸收线固定，带针设计缩短了手术时间，滑动加压效果好，有效防止钢丝力量过大收拢时的切割骨面及磨损后期钢丝断裂。本研究既采用医用钛缆替代传统钢丝材料，一方面利用了其易滑动，将钢丝独立O+8内固定术转为&-α连续固定，另一方面发挥了钛缆相对钢丝的抗张力、抗疲劳力、抗磨损及术者操作弹性好不易死结的优点。也验证了钛缆组织相容性好，无毒副作用适合人体内置。本组52例患者终末随访均无排异不适，X线片示钛揽无断裂，无松脱，下蹲功能无钛缆刺激不适。

3.4 捆扎与张力带 徐海栋等[16]分析单纯钛缆捆扎术优点是方法简单，可以早期功能锻炼；缺点是无法限制膝关节屈伸过程中骨折块前方分离移位，固定不稳，易出现创伤性关节炎，术后长时间制动关节发生粘连、僵硬。按生物力学规律张力带技术应该满足（表2）：（1）髌骨纵轴线上支撑；（2）固定髌骨向心张力满足屈膝时横向分力；（3）重建髌骨表面张力带强度满足；（4）关节开放的程度与手术并发症的预防。该技术解决了环扎技术的缺点，但两针针距、与髌骨中心相关性、与骨折类型难以把握，保证两针平行是一种目标，实际操作多有误差，另外软组织尚未得到有效重视。张力带微创固定[13]、经皮固定[17]借助手法复位经验，以较小的软组织损伤为原则固定骨折，但仍具备穿针难度、针尾刺激、钢丝断裂二次手术的不足。从钛缆材料力学和本院实际出发，将髌骨骨折切开复位钛缆与克氏针、钛针、空心螺钉制作张力带与钢丝环形加8字的固定经验结合，应用经皮钛缆&-α捆扎，这与Buezo等[18]报道钛缆切开手术不同，Rathi等[11]钢丝独立的O+8是切开复位，固定轨迹是⑧。Diane等[19]的经验更重视髌骨上下极软组织结构，故经皮筋膜下穿钛缆先建立&并接续α，屈膝较大用力收紧并鎖扣，必要时钛缆经皮继续加胫骨结节α减张并二次锁扣，见图2（k）。其优点纵轴张力带张力提高时环扎向心力经传导提高，而不是独立提高，两张力通过钛缆的滑动获得张弛同步，双力合一，适合骨折在早期锻炼中重塑。

3.5 单纯髌骨骨折与合并髌骨骨折 本组研究中发现合并股骨髁上骨折2例，Hoffa骨折1例，均经皮钛缆固定，术后即开始功能锻炼，未出现髌骨断端分离现象。笔者认为要重视四点：一则有效保护了髌骨周围软组织，二则增加了固定强度，三则避免了髌骨纵轴上克氏针术后撬裂固定好的髌骨骨折，四则纵向张力与向心张力同步互济，这与Petrie等[20]、Hambright等[21]提出髌骨复合损伤的处理一致。髌骨骨折合并膝后叉韧带止点撕脱骨折1例，侧卧位先经皮行粉碎性髌骨骨折钛缆固定，再经腘窝复位骨折钢丝胫前重建。随访功能良好。另外合并脊髓灰质炎后遗症患肢、高龄、严重骨质疏松、糖尿病合并下肢静脉闭塞等重度合并症26例，均顺利手术，术后皮肤愈合、关节功能评分优良。endprint

3.6 C型髌骨骨折与髌骨骨折翻修术 C型骨折完全穿越关节面，矢状位骨折容易注意，冠状面上存在骨折或游离骨片，髌骨骨折内固定术后一旦钢丝断裂或克氏针松动、退出、骨折移位、关节无法活动，有效的手段是翻修术。清创完毕复位骨折碎片，克氏针使用存在原位松动和重钻困难的两难处境，骨质疏松者担忧钢丝的切割。Volgas等[22]应用网状固定材料。笔者采用微创取出残存内固定，清创复位骨折经皮钛缆荷包样固定骨折4例，3 d后带支具下地，远期随访，患者满意，功能良好。强调应用胫骨结节α限制环与孙海波等[12]意见一致。

总之，髌骨骨折内固定术各具特点，根据骨折分型、衡量利弊选择合适手术方式。钛缆材料力学和生物力学[23]优于钢丝，其力学效能能完成捆扎术及张力带固定术。经皮钛缆固定能够固定C型髌骨骨折，在合并膝多发损伤、全身欠佳的情况下更具有选择性。该术减少切口，增加固定强度，在髌骨骨折翻修手术中也是一种理想的选择。

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（收稿日期：2017-06-21） （本文編辑：程旭然）endprint