內(nèi)置十字交叉法肌腱縫合技術(shù)的生物力學(xué)研究及其在Ⅶ區(qū)伸肌腱修復(fù)中的應(yīng)用

周晟博 冒海蕾 楊 茜 徐啟明 王 越 蔣永康 王 斌

內(nèi)置十字交叉法肌腱縫合技術(shù)的生物力學(xué)研究及其在Ⅶ區(qū)伸肌腱修復(fù)中的應(yīng)用

周晟博 冒海蕾 楊 茜 徐啟明 王 越 蔣永康 王 斌

目的報道一種新的肌腱縫合方法——內(nèi)置十字交叉法的生物力學(xué)特性，及其修復(fù)Ⅶ區(qū)伸肌腱損傷的初步臨床應(yīng)用結(jié)果。方法本研究采用33根豬后足的肌腱作為實驗材料，隨機等分成3組，分別用十字交叉法、內(nèi)置十字交叉法及Halsted法進(jìn)行修復(fù)。用Instron材料力學(xué)測定儀測定修復(fù)后肌腱的2-mm間隙形成負(fù)荷、斷裂負(fù)荷、剛度和斷裂功耗。用內(nèi)置十字交叉法臨床修復(fù)Ⅶ區(qū)伸肌腱斷裂21例，共56指，術(shù)后均采用保護(hù)性主被動活動相結(jié)合的鍛煉計劃。采用Strickland標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行功能評價。結(jié)果等速直線拉伸模式下，內(nèi)置十字交叉法的2-mm間隙形成負(fù)荷為（49.2±5.6）N，斷裂負(fù)荷為（68.3±6.3）N，剛度為（6.9±0.7）N/mm，斷裂功耗為（0.79±0.07）J，均優(yōu)于十字交叉法和Halsted法（P＜0.05）。術(shù)后平均隨訪26個月，內(nèi)置十字交叉法修復(fù)的Ⅶ區(qū)伸肌腱（56指）無一例發(fā)生斷裂，根據(jù)Strickland TAM標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)50指，良4指，可2指，優(yōu)良率96.4%。結(jié)論內(nèi)置十字交叉法具備良好的生物力學(xué)強度，外露縫線少，能滿足伸肌腱早期保護(hù)性主被動活動的需要，是伸肌腱修復(fù)的理想選擇。

內(nèi)置十字交叉法生物力學(xué)肌鍵修復(fù)

伸肌腱結(jié)構(gòu)扁平，難以施行高強度的多束組肌腱核心縫合，極大地限制了術(shù)后早期的運動康復(fù)。特別是Ⅶ區(qū)伸肌腱，位于腕背區(qū)域，由于伸肌支持帶的限制，多根肌腱位于同一滑液鞘內(nèi)，損傷后極易黏連。近年來，周邊縫合技術(shù)成為修復(fù)伸肌腱的重要方式。常用的技術(shù)包括連續(xù)縫合、8字縫合、十字交叉縫合、Halsted技術(shù)等[1-3]。單純連續(xù)縫合由于力學(xué)強度太弱，必須與Kessler等核心縫合法組合才能滿足基本力學(xué)要求；8字縫合容易對肌腱產(chǎn)生絞勒，影響斷端的內(nèi)源性愈合[4-5]；十字交叉縫合、Halsted技術(shù)可提供較強的抗張力，對肌腱中央血運影響小，但這兩種方法均存在過多的外露縫線，影響肌腱的滑動，導(dǎo)致外源性黏連的發(fā)生。為此，我們設(shè)計了一種新的肌腱周邊縫合方法，即內(nèi)置十字交叉法（Embedded cross-stitch suture），明顯減少了肌腱表面的縫線外露。本研究將對這一方法的生物力學(xué)性能作出評價，并將其初步應(yīng)用于Ⅶ區(qū)伸肌腱的修復(fù)。

1 材料和方法

1.1 實驗材料

本實驗采用33根新鮮成年豬后足肌腱作為實驗材料，因為該肌腱的結(jié)構(gòu)和人類肌腱相似，并常被用于生物力學(xué)的相關(guān)實驗[3，5-6]。足底正中縱切口，并切開腱鞘，在跖趾關(guān)節(jié)水平用銳刀橫斷肌腱，由近端抽出肌腱，制備動物模型。

1.2 手術(shù)方法

圖1 三種肌腱周邊縫合技術(shù)示意圖Fig.1 Three peripheral suture m ethods in tendon repair

如圖1所示，由距離肌腱遠(yuǎn)斷端8 mm處斜形進(jìn)針，深度1 mm，到達(dá)肌腱遠(yuǎn)斷端1～1.5 mm處出針，再由肌腱近斷端1～1.5 mm處進(jìn)針，斜形穿越至肌腱近斷端8 mm處出針，反向垂直跨越腱外膜2 mm進(jìn)針，交叉至肌腱近斷端1～1.5 mm處出針，完成一個內(nèi)置十字交叉的縫合，同理，完成圍繞肌腱斷端的剩余縫合。本方法與傳統(tǒng)十字交叉縫合的不同之處在于將十字交叉縫合置于肌腱的腱周膜下方。每根縫線僅有2～3 mm跨越肌腱斷端，水平分布于肌腱表面，從而減少了外露縫線的數(shù)量。所有縫合距離肌腱斷端為8 mm，所使用的縫線為美國Ethicon公司生產(chǎn)的Ethilon 5-0單針肌腱縫線。

1.3 生物力學(xué)測定

33根肌腱被隨機等分成3組，分別用十字交叉法、內(nèi)置十字交叉法及Halsted法進(jìn)行修復(fù)。用Instron生物力學(xué)測定儀（Instron 4411）測定生物力學(xué)性能[3，5－6]。

將修復(fù)肌腱的兩端分別固定于夾具中，夾具間距為5 cm。在1 N的預(yù)負(fù)荷后，夾具以25 mm/min的速度勻速拉伸肌腱直至完全斷裂。預(yù)負(fù)荷的設(shè)置能反映肌腱靜息狀態(tài)下的受力狀態(tài)，而拉伸速度的設(shè)定模擬了肌腱的平均運動速度，能較好地反應(yīng)體內(nèi)肌腱運動狀態(tài)。數(shù)字式游標(biāo)卡尺被安置于肌腱斷端以觀察間隙形成情況，當(dāng)肌腱斷端出現(xiàn)2 mm裂隙時紀(jì)錄的負(fù)荷即2-mm間隙形成負(fù)荷（N）。在拉伸過程中，計算機自動記錄位移及負(fù)荷情況，繪出位移-負(fù)荷曲線，斷裂負(fù)荷（N）即位移-負(fù)荷曲線所示的負(fù)荷峰值。曲線線性區(qū)域的斜率記錄為剛度（Stiffness，N/mm），同時記錄斷裂功耗（Energy to failure，J）。所使用的軟件為Instron SeriesⅨ[3，5，7]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

將2 mm間隙形成負(fù)荷、斷裂負(fù)荷、剛度及斷裂功耗數(shù)據(jù)輸入計算機，使用SPSS19.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行方差分析，方差分析有意義者進(jìn)行兩個樣本均數(shù)的比較。P＜0.05被認(rèn)為差異具有顯著性。

1.5 臨床應(yīng)用及評價

我院自2006年7月至2014年2月共使用內(nèi)置十字交叉法修復(fù)Ⅶ區(qū)伸肌腱21例，共56指。男性16例，女性5例。其中切割傷18例，壓砸傷3例。伸肌支持帶予以一期縫合。術(shù)后采用保護(hù)性主被動活動相結(jié)合的鍛煉方式。用手部支具保持腕關(guān)節(jié)于背伸20°，掌指關(guān)節(jié)背伸10°，受累手指末節(jié)套入彈性牽引帶保持過伸位。術(shù)后72 h即開始主動屈指、被動伸指訓(xùn)練。術(shù)后第3周，每日脫離支具，進(jìn)行主動握拳、屈指訓(xùn)練，一日3次，每次15 min。鍛煉過程中適時采用保持MP關(guān)節(jié)屈曲下DIP關(guān)節(jié)伸展訓(xùn)練以消除關(guān)節(jié)僵硬。6周后拆除外固定，轉(zhuǎn)為完全主動屈指，并盡可能屈曲到最大幅度。以Strickland TAM標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行功能評價[8]。PIP關(guān)節(jié)和DIP關(guān)節(jié)的TAM等于PIP和DIP關(guān)節(jié)屈曲度數(shù)之和減去PIP和DIP關(guān)節(jié)伸直欠缺度數(shù)之和，根據(jù)Strickland TAM法分4級?；謴?fù)程度85%～100%為優(yōu)，70%～84%為良，50%～69%為可，0～49%為差。

2 結(jié)果

2.1 間隙形成負(fù)荷

在直線拉伸模式下，內(nèi)置十字交叉法的2-mm間隙形成負(fù)荷為（49.2±5.6）N，高于十字交叉法及Halsted法（P＜0.05），為傳統(tǒng)十字交叉法的1.6倍，Halsted法的1.5倍，Halsted法則高于十字交叉法（P＜0.05），提示內(nèi)置十字交叉法具有較好的抗間隙形成能力（表1）。

2.2 斷裂負(fù)荷

內(nèi)置十字交叉法斷裂負(fù)荷在直線拉伸模式下為（68.3±6.3）N，高于十字交叉法及Halsted法（P＜0.05），為傳統(tǒng)十字交叉法的1.3倍，Halsted法的1.4倍。Halsted法與十字交叉法間無統(tǒng)計學(xué)差異（P＞0.05）。說明內(nèi)置十字交叉法在3種周邊縫合技術(shù)中具有最大的抗張力（表1）。

表1 三種肌腱周邊縫合法的生物力學(xué)測定結(jié)果1（Mean±SD）Table 1 The biomechanics of the three peripheral suture m ethods 1(M ean±SD)

表2 三種肌腱周邊縫合法的生物力學(xué)測定結(jié)果2（M ean±SD）Table 2 The biomechanics of the three peripheral suture methods 2(M ean±SD)

2.3 剛度

內(nèi)置十字交叉法的剛度為（6.9±0.7）N/mm，高于十字交叉法及Halsted法（P＜0.05），為傳統(tǒng)十字交叉法的1.6倍，Halsted法的1.6倍。Halsted法與十字交叉法相比無統(tǒng)計學(xué)差異（P＞0.05）。說明內(nèi)置十字交叉法修復(fù)的肌腱在3種周邊縫合技術(shù)中具有最好的抗形變能力（表2）。

2.4 斷裂功耗

內(nèi)置十字交叉法的斷裂功耗為（0.79±0.07）J，同樣高于十字交叉法及Halsted法（P＜0.05）。說明內(nèi)置十字交叉法修復(fù)的肌腱在3種周邊縫合技術(shù)中具有最好的抗拉性能（表2）。

2.5 臨床修復(fù)效果的Strickland TAM評價

內(nèi)置十字交叉法修復(fù)的伸肌腱在術(shù)后鍛煉過程中無一例發(fā)生斷裂，平均隨訪25個月（6～76個月）。術(shù)后按照Strickland TAM評價標(biāo)準(zhǔn)：優(yōu)50指，良4指，可2指，優(yōu)良率為96.4%（圖2）。

圖2 典型病例Fig.2 Typical case

3 討論

隨著對肌腱愈合機制的認(rèn)識加深，肌腱的修復(fù)方法也隨之改進(jìn)。由于肌腱具有內(nèi)源性愈合能力，縫合技術(shù)必須適應(yīng)早期張力下愈合的力學(xué)要求[8-9]。肌腱修復(fù)技術(shù)正由單純追求對合面平整向提升修復(fù)后肌腱的抗張強度改進(jìn)。多年來，伸肌腱修復(fù)沿用了屈肌腱的縫合方法，如8字縫合、Kessler法、Tsuge法等，由于這些方法抗張力較低，早期活動過程中仍有可能發(fā)生斷裂，無法滿足術(shù)后早期主被動功能鍛煉的需要[4，6-7]。周邊縫合技術(shù)為伸肌腱損傷的修復(fù)提供了新的思路，其中十字交叉縫合由于能提供強大的力學(xué)強度最為引人注目[1]。然而，該方法外露縫線過多，增加摩擦力而導(dǎo)致外源性黏連的發(fā)生；其縫合端與肌腱斷端相距較遠(yuǎn)，會造成肌腱吻合口的增粗繼而影響肌腱的滑動，這些都大大影響了臨床應(yīng)用。與此相反，內(nèi)置十字交叉縫合縮短了縫合端與肌腱斷端的距離，能實現(xiàn)平整的吻合口；十字縫合的深度為1 mm，能減少肌腱吻合口增粗，有利于肌腱的滑動。

內(nèi)置十字交叉縫合與Halsted技術(shù)的不同之處在于縫合的結(jié)構(gòu)特點。兩者都做到了較少的縫線外露。然而內(nèi)置十字交叉縫合的力學(xué)強度高于Halsted技術(shù)，是由于內(nèi)置十字交叉縫合采用了鎖式（Locking）結(jié)構(gòu)，而Halsted技術(shù)采用的是握式（Grasping）結(jié)構(gòu)。研究證實，肌腱鎖式縫合強于握式縫合[10-11]，與本研究結(jié)果一致。

本研究不僅證實內(nèi)置十字交叉縫合在3種方法中具備最大的斷裂負(fù)荷和功耗，說明其具有最強的抗張力，而且發(fā)現(xiàn)該方法具有最大的2-mm間隙形成負(fù)荷和剛度。強大的抗間隙形成能力有利于肌腱在張力下的內(nèi)源性愈合；良好的抗形變能力則有利于肌腱的抗阻力運動和早期鍛煉計劃的實施。

值得注意的是，Ⅶ區(qū)伸肌腱位于腕背區(qū)域，由于伸肌支持帶的限制，多根肌腱分屬于4個滑液鞘內(nèi)，損傷后非常容易黏連。伸肌腱結(jié)構(gòu)扁平，難以施行復(fù)雜的肌腱核心縫合[12-13]。內(nèi)置十字交叉縫合則為該區(qū)的伸肌腱修復(fù)提供了新的選擇。這一點在臨床應(yīng)用的病例中得到充分體現(xiàn)，使用內(nèi)置十字交叉縫合修復(fù)的伸肌腱光滑平整，伸肌支持帶能得到保留；患者無需長時間的嚴(yán)格外固定，指間關(guān)節(jié)無僵硬；結(jié)合早期主被動鍛煉計劃的實施，肌腱黏連發(fā)生率明顯減少，術(shù)后手功能恢復(fù)佳，優(yōu)良率達(dá)96.4%。

總之，內(nèi)置十字交叉縫合法結(jié)合了簡單周邊縫合與十字交叉法的優(yōu)點，具備良好的生物力學(xué)性能，肌腱表面外露縫線少，修復(fù)后肌腱平整光滑，能較好適應(yīng)伸肌腱早期保護(hù)性主被動活動的需要。臨床效果確切可靠，為伸肌腱修復(fù)提供了新的選擇。

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Biomechanical Analysis of Embedded Cross-stitch Suture and Its Application on Extensor Tendon Repair in Zone

ⅦZHOU Shengbo1,MAO Hailei2,YANG Xi1,XU Qiming2,WANG Yue1,JIANG Yongkang1,WANG Bin1.
1 Department of Plastic and Reconstructive Surgery,Shanghai 9th People's Hospital,Shanghai Jiaotong University School of Medicine, Shanghai 200011,China;2 Department of Anesthesiology and Critical Care Medicine,Zhongshan Hospital,Fudan University, Shanghai 200032,China.Corresponding author:WANG Bin(E-mail:wangbin1766@163.com),MAO Hailei(E-mail：mao. hailei@zs-hospital.sh.cn).

Objective To investigate the biomechanical properties of embedded cross-stitch suture and its preliminary application for extensor tendon repair in zoneⅦ.M ethods Thirty-three fresh porcine extensor tendons were random ly divided into 3 groups and repaired with cross-stitch,embedded cross-stitch or Halsted suture method respectively.The tendons were subjected to an Instron tensile testing machine to test 2-mm gap formation force,ultimate strength,stiffness and energy to failure.Embedded cross-stitch was performed for repairing extensor tendons in zoneⅦof 56 fingers.Protected passive and active motion protocol was used in each case after operation.Strick land TAM classification was app lied to evaluate the function postoperatively.Results Under linear tension mode,embedded cross-stitch was superior to cross-stitch and Halsted method with its 2-mm gap formation force at(49.2±5.6)N,ultimate strength at(68.3±6.3)N,Stiffness at(6.9±0.7)N/mm,and energy to failure at(0.79±0.07)J(P＜0.05).Patients were followed up for 26 months,no tendon rupture was observed in any of the repaired fingers.Strick land TAM classification showed excellent in 50 fingers,good in 4 fingers,fair in 2 fingers,and the total good rate was 96.4%.Conclusion Embedded cross-stitch suture emp loys strong biomechanical characters with fewer suture exposure, which can fulfill the requirements for early motion protocol.Therefore,it is suggested for extensor tendon repair.

Embedded cross-stitch suture;Biomechanics;Tendon repair

R687.2

A

1673－0364（2015）03－0174－04

10.3969/j.issn.1673-0364.2015.03.016

2015年4月10日；

2015年4月30日）

國家自然科學(xué)基金（81271725，81101404）；上海市重中之重臨床醫(yī)學(xué)中心；復(fù)旦大學(xué)青年教師科研能力提升項目（20520133394）。

200011上海市上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院整復(fù)外科（周晟博，楊茜，王越，蔣永康，王斌）；200032上海市復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院麻醉與重癥醫(yī)學(xué)科（冒海蕾，徐啟明）。

王斌（E-mail：wangbin1766@163.com）；冒海蕾（E-mail：mao.hailei@zs-hospital.sh.cn）。