小夾板外固定器的研究進展

彭力平，馬篤軍，林松青，朱春城，肖立新，姚志城

（1.深圳市中醫(yī)院，深圳 518033；2.湖南中醫(yī)藥大學，湖南 長沙 410007；3.深圳市第二中醫(yī)院，深圳 518034）

小夾板外固定術(shù)是我國臨床使用最多的肢體固定方法之一，早已得到世界的認可。晉·葛洪《肘后救卒方》首創(chuàng)用竹板固定治療骨折，開拓了小夾板治療骨折的歷史。唐·藺道人《仙授理傷續(xù)斷秘方》記載“凡由轉(zhuǎn)腳凹之類不可夾縛，恐后伸不得”、“將絹片包之，后時時運動”奠定了“動靜結(jié)合、筋骨并重” 骨折治療原則，充分體現(xiàn)了小夾板“簡、便、效、廉”的優(yōu)點。但現(xiàn)代患者對治療疾病的舒適度及療效要求逐步提高，小夾板的缺陷相對變得顯而易見，加之內(nèi)固定、新型石膏和外固定支架的廣泛應(yīng)用，使得它的應(yīng)用空間明顯縮小，所以有必要對小夾板外固定進深一步的研究。筆者查閱了近30年小夾板的相關(guān)研究文獻，現(xiàn)對小夾板的作用機理、結(jié)構(gòu)及類型、治療效果等方面的研究進展作一綜述。

1 機理研究

1.1 生物力學機理

1983年尚天裕教授在中、美、日“第一屆國際生物力學會議”上做了題為“中西醫(yī)結(jié)合治療骨折的生物力學基礎(chǔ)”的報告，開拓了對小夾板生物力學的研究先河，闡明了小夾板外固定的生物力學原理，符合“動靜結(jié)合”的骨折治療原則。后經(jīng)候?qū)毰d[1]等人進一步從生物力學的觀點概括，認為小夾板外固定是一種彈性固定方式，它把骨折遠近端與布帶、夾板、壓墊等組成一個局部外固定力學系統(tǒng)，通過布帶對夾板的約束力、夾板對傷肢的杠桿力、壓墊對骨折斷端的效應(yīng)力等起作用，其中在杉木、松木、柏木和水曲柳4種材料中杉木的應(yīng)力遮擋率在四種材料中最低，有利于彈性固定。屠開元[2]對“動靜結(jié)合”原則進行了深入的探討，認為“靜”即在復位后利用支板固定；“動”即在固定后的不同時期進行適當?shù)腻憻?，以促進骨折愈合，骨痂形成。

如今傳感器對生物力學參數(shù)的測量已逐步成為一種主流技術(shù)，方便了對其應(yīng)力-應(yīng)變曲線、剛度、抗扭轉(zhuǎn)強度、蠕變等力學性能的測試。侯堡興[1]自研“肌力壓力儀”從甲皺微循環(huán)探討了最適前臂夾板扎帶的拉力值應(yīng)為“800～1 000 g”，與李景煜[3]的經(jīng)驗值800 g相符。劉振利[4]從布帶約束力出發(fā)測定值在0～600 g范圍內(nèi)前臂血液循環(huán)參數(shù)無明顯變化，在對下肢中，測取脈搏圖形來反映肢體微循環(huán)情況，發(fā)現(xiàn)大腿靜息下最大布帶固定約束力在1 000 g水平。正因為骨折愈合過程對局部力學環(huán)境變化很敏感[5]，而小夾板的特點之一就是實施動靜結(jié)合[6]，保證局部力學環(huán)境動態(tài)之中有靜態(tài)的固定力。

1.2 細胞-分子生物學機理

美國學者Collnolly指出：早期功能鍛煉有利在短期暴發(fā)形成一期外骨痂，1986年William進一步提出了骨折愈合三角的理論：活動、血運與骨痂形成，與Goedship[7]等的動物實驗和Wollf臨床研究相符，可控制的微動與堅強固定相比，更有利骨折愈合，其原因可能是與應(yīng)力刺激引導骨小梁生長有關(guān)。

骨痂生長對間接骨折愈合至關(guān)重要，近年有利用雙能X線骨密度儀測定骨痂骨密度的變化來判斷骨折的愈合情況[8]。很多學者認為“微動”對骨痂的愈合非常重要，李瑛[9,10]的研究表明小夾板固定的“微動”給骨折端提供血液、改善物質(zhì)與能量代謝的內(nèi)環(huán)境，加速斷端局部礦物化，增加骨膜骨痂的成骨，以及不同的固定影響多種細胞，且在整個骨折愈合過程中都產(chǎn)生影響，是加速骨折愈合的最重要機制，并從血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）、轉(zhuǎn)化生長因子（TGF-β1）表達，骨折愈合過程中組織學和超微結(jié)構(gòu)變化引起早期成骨細胞豐富且活躍，線粒體豐富，膠原排列整齊等方面闡述了夾板固定術(shù)的科學性，與文獻相符[11]。骨折的修復經(jīng)纖維骨痂、軟骨骨痂至成熟的骨性骨痂，而骨痂中不同的組織成分的比例與骨折的固定方式密切相關(guān)。研究[12,13]發(fā)現(xiàn)骨形成和（或）骨吸收部位的骨細胞有大量胰島素樣生長因子（IGF）釋放，說明IGF可能偶聯(lián)骨形成和（或）骨吸收，其中在機械刺激下骨細胞相關(guān)力學信號的識別轉(zhuǎn)導及敏感基因的活化表達能增強成骨細胞的增殖和分化。

1.3 中、西醫(yī)學對骨折固定的理念對比

骨折固定是治療骨折的重要環(huán)節(jié)和基本手段之一。主要流派有：內(nèi)固定學派 (AO)；生物學接骨術(shù)學派（BO）；Ilizarov外固定學派（DO）；中國接骨學派（CO）。AO理論是借助堅強固定一期恢復骨折端的連續(xù)性和力學完整性。但忽視了軟組織血供的關(guān)鍵性。以致AO逐漸向BO演變，從原來強調(diào)生物力學的觀點，演變成以生物學為主的觀點，即生物、生理、合理的觀點。BO強調(diào)間接復位、生物學固定，不強求堅強固定。DO最大限度地減少了骨折斷端組織的損傷，利于鄰近關(guān)節(jié)活動和提前負重活動，便于開放性骨折的治療和護理，但支架結(jié)構(gòu)復雜，連接易松動，針孔較易感染。而CO具有中西醫(yī)之長，強調(diào)“動靜結(jié)合、筋骨并重、內(nèi)外兼治、醫(yī)患合作”，主張彈性固定（微動固定），即“相對固定”。 雖然BO 的出發(fā)點是彌補AO的不足。但不管BO學者承認與否，其觀點客觀上受到了CO原則的影響。

2 結(jié)構(gòu)及類型研究

2.1 傳統(tǒng)夾板材料

據(jù)記載，傳統(tǒng)小夾板材料常用到竹片、樹皮（如苦楝樹皮、桉樹皮、杉樹皮等）、木板（柳木、橄欖木、榆木、楊木、松木等）。清·吳謙《正骨心法要旨·器具總論》總結(jié)介紹了通木、腰柱、杉籬、抱膝圈等10多種外固定器具的制作和使用方法。除了固定物外，內(nèi)襯用到棉絮、白布或麻布，以至貼身墊好，減少疼痛及皮膚壓瘡概率。

2.2 傳統(tǒng)夾板的缺陷

在面對內(nèi)固定術(shù)、外固定支架強大的競爭力的背景下，傳統(tǒng)夾板的缺陷變得欲蓋彌彰，主要是：扎帶松緊度的失調(diào)而導致固定力度難以控制，影響了固定效果；夾板和壓墊容易移位，移位導致失去骨折外固定所需的正確杠桿支撐，影響固定效果；過度擠壓導致壓瘡與感染、神經(jīng)損傷、肢體缺血壞死（甚至導致截肢）等副作用[14]。

2.3 近代夾板改良

面對小夾板諸多不足，相繼出現(xiàn)新型夾板：硬紙殼板、塑料板、金屬鋁皮板、有機玻璃板、鉛絲板、鉸鏈夾板、塑形夾板、套選式夾板、彈力夾板、膠合夾板、瓦形夾板、腋管等，都充分發(fā)揮了中醫(yī)傳統(tǒng)外固定的特色，同時也表明小夾板在進步中更加服貼可靠。其中對小夾板的改進主要集中在以下幾個方面。

2.3.1 材質(zhì)的改良 目前對材質(zhì)的研究報道較少。張元民等[15]用高分子塑料制作夾板，馬月芬等[16]的報道采用膠合板自制小夾板，鄧艷[17]則用硬膠紙板制作小夾板。

2.3.2 形態(tài)的改良 主要是根據(jù)特殊部位、特殊病種進行改造。楊生緒等[18]報道了履帶狀小夾板固定鎖骨骨折，陳琦等[19]制作了拱橋式小夾板，魏成建等[20]在夾板上附加了加壓盤，馮世義等[21]自制防滑小夾板。

2.3.3 扎帶的改良 扎帶決定了固定的松緊度，起著舉足輕重的作用。王滿等[22]制作了檔位式扎帶，鐘延炎等[23]采用尼龍搭扣縛扎，姚共和等[24]采用自動測壓及調(diào)壓裝置，布帶張力計夾板根據(jù)彈簧變形，通過齒條帶動指針旋轉(zhuǎn)，在讀表盤上顯示布帶張力大小，后來的“北京-倫敦夾板”則采用了自鎖單向固定帶，末端有一小孔，可連接測力裝置測量扎帶力值。

2.3.4 與其他治療手段并用 夾板固定結(jié)合牽引、中藥外治、電熱、穿針內(nèi)固定、石膏外固定治療骨折已經(jīng)較為普遍。

3 治療效果

據(jù)統(tǒng)計，骨折行內(nèi)固定愈合后去除鋼板而再發(fā)骨折發(fā)生率高達20%[3]，現(xiàn)在認為可能是因鋼板下皮質(zhì)骨血供破壞而出現(xiàn)鋼板下骨質(zhì)疏松所致。而夾板固定通常不固定兩端關(guān)節(jié)，有利于早期的肢體功能鍛煉和關(guān)節(jié)腔通過滲透作用對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，減少了對神經(jīng)血管等軟組織的損傷，有利于機體借助內(nèi)環(huán)境自我改善間接愈合時骨痂的力學性能，促使局部牢固愈合，避免了肢體固定后肌力下降、骨質(zhì)疏松、創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎、再次手術(shù)等發(fā)生的概率。

在臨床報道中，多人認為小夾板治療骨質(zhì)疏松性橈骨遠端骨折有利于骨折愈合與腕關(guān)節(jié)和手指的功能恢復[25]，有利用紙夾板外固定治療Ⅰ型肱骨小頭骨折[26]、旋入針聯(lián)合小夾板治療脛骨骨折[27]、超踝內(nèi)翻夾板治療伴距骨半脫位踝關(guān)節(jié)旋后外旋損傷[28]等，效果顯著，證實了小夾板固定的有效性和安全性。

4 展望

綜上所述，許多學者對小夾板治療骨折進行了深入研究，并且趨向?qū)I(yè)化、系統(tǒng)化，如從宏觀向微觀、從粗材料向高科技含量材料等方向的發(fā)展，為小夾板的臨床應(yīng)用提供了理論根據(jù)，說明了它的有效性及安全性。但在現(xiàn)代醫(yī)學模式——生物-心理-社會模式的背景下，小夾板研究還存在一些不足，如作用機理不明確、力學研究深度及規(guī)范化不夠、傳統(tǒng)夾板固定出現(xiàn)的缺陷等問題，這些嚴重的限制了它的進一步發(fā)展。雖然有的研究成果較好地解決了扎帶力度的檢測報警與調(diào)控，但因為成本過高、體積過大等原因，難以在臨床上推廣應(yīng)用。因此，今后必定要對其做出更加適應(yīng)人性化的發(fā)展，對其研究應(yīng)更深入。在生物力學方面，應(yīng)對其材料力學進行規(guī)范化，深入研究其夾板的彈性模量、應(yīng)力遮擋值，尋找出最佳夾板材料，或者結(jié)合生物材料工程手段，合成高分子材料類彈性固定物；研究扎帶的拉伸及蠕變性能，規(guī)范化扎帶的最適拉力值，保持其特有的彈性伸縮性能；測試紙壓的粘滯性及蠕變性能，規(guī)范化壓墊的固定位置。在細胞分子生物學方面，應(yīng)該借助現(xiàn)代精密儀器、試劑盒，進行動物及人體實驗，探索微觀狀態(tài)下的夾板固定機理。在計算機輔助實驗方面，借助三維有限元模型，模擬動態(tài)夾板實驗，檢測其穩(wěn)定性能及三維狀態(tài)下的力學變化。在小夾板結(jié)構(gòu)及類型方面，要對小夾板進行全新的改良，全面提升性能，真正實現(xiàn)無創(chuàng)傷治療骨折，為臨床提供更為有效、安全、簡便、實用的新型小夾板，更好地促進中醫(yī)藥現(xiàn)代化的進程。

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