自制骨折闭合复位装置在山羊下肢骨折中的效果研究

林国钦 肖丹 牟朋林

骨折后的愈合过程是一个复杂的过程，可受生物学环境和力学环境等多重因素影响［1］。临床治疗骨折的传统方法有夹板固定、手法固定、切开复位内固定及持续牵引治疗等治疗方法［2］。随着现代医学的发展，手术切开复位内固定治疗成为骨折患者首选疗法，但手术同样可引发出血、感染等并发症，影响愈合［3］，为减少并发症的发生，近年来研究人员进行了大量的动物实验以改进手术方法和内固定材料，但进行手术骨折复位仍是骨折患者治疗难题［4］。本研究自制骨折复位器械采用在骨折远近两端打入复位钉，并使用复位器进行复位钉的操纵的方法，能实现快速准确复位，此外，本装置只需在骨折处行2～4 个5 mm 小切口，对机体创伤小，可减少出血。本研究旨在探讨自制辅助骨折闭合复位装置应用于山羊下肢骨折的效果，为临床治疗骨折提供参考，现报告如下。

1 资料与方法

1.1 模型制备 选取同一品种健康成年山羊20 只，雌10 只，雄10 只，年龄2 岁左右，体重30～35 kg，将其随机均分为观察组和对照组，每组10 只。实验前喂养1 周，饲养期间给予颗粒饲料和自由饮水。

1.2 方法 术前1 d，所有山羊禁食，选取山羊右下肢的膝关节下至臀部做常规备皮，静脉麻醉采用3%的戊巴比妥钠，给药剂量1 mg/kg，术前注射阿托品，给药剂量为0.04 mg/kg，按照外科手术严格规范操作，手术部位行常规消毒处理，将羊股骨暴露，再在股骨中下1/3处采用线锯法模拟股骨干完全性横断骨折。观察组采用本研究骨折复位器进行复位，行微创闭合复位处理，骨折达到解剖复位或近似解剖复位，然后用髓内钉固定，对照组采用常规植入钢板内固定法，术后进行常规静脉滴注抗生素。术后1 周下地活动，术后2 周拆除伤口。术后，所有动物进行5%碘伏常规消毒切口及周围皮肤，2～3 次/d，治疗6 d；肌内注射青霉素，剂量为240 万U/d，分2 次给药，治疗3 d；注意动物精神、饮食及活动情况，保持动物住所干燥清洁，密切观察动物是否出现感染和排斥现象。

1.3 器械 底座、复位杆、牵引螺母和固定螺母共同组成复位器，采用复位器操纵复位钉，可以外接固定杆或打入髓内钉或采用LISS 接骨板。

1.4 标本制作 两组山羊于术后1 个月处死，处死后将股骨剥离，取下钢板并分别于截骨线上下各1 cm 切除一段长为2 cm 的长股骨，使用10%的中性甲醛缓冲液进行24 h 的固定，并使用5%的硝酸液进行脱钙处理，使用流水冲洗后，选取钢板面为前行正中矢状纵行切开标本。

1.5 观察指标及判定标准 比较两组山羊术后骨折愈合情况、骨皮质厚度、骨髓腔直径、骨折端胶原蛋白含量百分比、骨折端骨小梁密度以及实验室生物力学试验指标。①术后骨折愈合情况及评分：骨折愈合程度评定标准，见表1。②骨皮质厚度和骨髓腔直径测量：取上述标本，使用游标卡尺测量截骨线上0.5 cm 处板下骨髓腔直径和骨皮质厚度。③取上述标本，使用自动脱水机脱水12 h，采用石蜡包埋切片，55 um 切片后进行苏木精-伊红染色法 (HE)染色及Masson 染色，使用光学显微镜观察并拍照，测定骨折端胶原蛋白含量百分比和骨折端骨小梁密度。④生物力学实验：取上述动物标本，在22℃，70%湿度条件下行生物力学检查，将标本固定在生物力学测试机夹具中，在同等条件下测定两组轴向压缩、三点弯曲及抗扭转的平均刚度，加载速率设置为100 N/s，扭转加载速度设置为2 N m/m；取上述标本，将其置于万能实验机两端固定模具内，调整标本位置在股骨头中央加压，加载速率设置为100 N/m，加载至500 N，计算机采集相关数据；取上述标本，将其置于万能实验机两端并固定，施加2 N m/m的载荷，使股骨近端产生旋转扭力，加载至10 N，记录相关数据。

表1 骨折愈合程度评定标准

1.6 统计学方法 采用SPSS20.0 统计学软件处理数据。计量资料以均数±标准差()表示，采用t检验；计数资料以率(%)表示，采用χ2检验。P＜0.05 表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组术后骨折愈合情况比较 观察组有1 只(10%)出现骨不连，其余9 只(90%)股骨骨折全部愈合，对照组有4 只(40%)出现骨不连，其余6 例(60%)股骨全部愈合。两组骨不连发生率比较，差异无统计学意义(χ2=2.400，P=0.121＞0.05)。术后1 个月，观察组骨折愈合程度评分为(2.01±0.01)分高于对照组的(0.52±0.04)分，差异具有统计学意义(t=114.28，P＜0.05)。

2.2 两组术后骨皮质厚度和骨髓腔直径比较 观察组术后骨皮质厚度高于对照组，骨髓腔直径小于对照组，差异均具有统计学意义(P＜0.05)。见表2。

表2 两组术后骨皮质厚度与骨髓腔直径比较(，mm)

表2 两组术后骨皮质厚度与骨髓腔直径比较(，mm)

注：与对照组比较，aP＜0.05

2.3 两组术后骨折端胶原蛋白含量百分比和骨折端骨小梁密度比较 观察组骨折端胶原蛋白含量百分比及骨折端骨小梁密度均高于对照组，差异均具有统计学意义(P＜0.05)。见表3。

2.4 两组术后实验室生物力学试验指标水平比较 观察组的轴向刚度、抗扭转刚度及三点弯曲刚度(跨距：8 cm)均高于对照组，差异均具有统计学意义(P＜0.05)。见表4。

表3 两组术后骨折端胶原蛋白含量百分比与骨折端骨小梁密度比较(，%)

表3 两组术后骨折端胶原蛋白含量百分比与骨折端骨小梁密度比较(，%)

注：与对照组比较，aP＜0.05

表4 两组术后实验室生物力学试验指标水平比较()

表4 两组术后实验室生物力学试验指标水平比较()

注：与对照组比较，aP＜0.05

3 讨论

股骨骨折是临床常见骨折之一，老年患者跌倒后极易发生股骨骨折［5］，目前，临床治疗股骨骨折的重要方法之一就是闭合复位内固定，但闭合复位的质量可严重影响患者骨折预后［6］，故如何提升闭合复位质量已成为研究热点。

骨折错位有纵轴方向的错位及垂直纵轴方向的移位，复位器的设计需囊括这3 个方向，本研究所用复位器由底座、复位杆、牵引螺母及固定螺栓组成，该设备的底座可以与手术床相连接。复位杆由两部分组成，通过牵引螺母可以实现移动和旋转，有2～4 个圆孔位于复位杆中间，可以插入复位钉。复位钉的一端是把持螺纹，另一端是复位螺纹，操作时可通过在骨折远近端打入复位钉，将其穿过单侧或双侧骨皮质，再将针尾插入复位杆圆孔，使用牵引螺母以纠正纵向位移，复位杆两个部分通过相互旋转可以纠正骨折的水平方向的移位，准确复位后可以对复位杆两端的螺母加压，完成后将各部件锁定，外界髓内钉、固定架或LISS 接骨板进行固定。

本研究观察组给以自制骨折闭合复位装置干预，对照组给以常规复位装置干预，手术后，观察组的骨折愈合程度评分显著高于对照组，表明自制骨折闭合复位装置干预显著效果显著优于常规复位装置干预，这可能是因为自制骨折复位装置能从多个方向进行复位，故整体疗效优于传统复位装置，且常规复位措施对骨折端完全移位的骨折效果不佳，多次反复复位可能导致血管损伤加重，骨折愈合不良几率增加［7，8］。术后1 个月，观察组的骨皮质厚度显著高于对照组，骨髓腔直径显著小于对照组，差异有统计学意义(P＜0.05)。骨皮质厚度的减少与髓腔直径逐渐增大提示对照组出现了应力遮挡效应，导致骨质厚度丢失及骨质萎缩，表明自制骨折复位装置不会出现，明显的应力遮挡效应，其具体作用机制有待进一步探究。本研究中，观察组的骨折端胶原蛋白含量百分比与骨折端骨小梁密度均显著高于对照组，表明自制骨折闭合复位装置可加速骨愈合，这可能与自制装置对机体损伤小，复位效果好有关。本研究中，观察组的轴向刚度、抗扭转刚度及三点弯曲刚度均显著高于对照组，差异有统计学意义(P＜0.05)。表明观察组动物恢复情况更佳，提示自制骨折闭合复位可有效改善山羊术后功能恢复，这可能是因为自制骨折闭合复位让骨折更快愈合，故在同样时间内，观察组功能恢复情况更佳。

综上所述，自制骨折闭合复位装置能有效提升骨折愈合程度，改善骨质情况，促进骨愈合，改善山羊股骨功能，具有临床应用价值。