三種屈肌腱縫合方法的生物力學(xué)研究

楊文峰，任遠(yuǎn)飛，梁武，許衛(wèi)兵，張鐵慧*

(1.大連市中心醫(yī)院手足外一科，遼寧 大連 116033；2.大連市中心醫(yī)院骨外二科，遼寧 大連 116033)

實(shí)驗(yàn)研究

三種屈肌腱縫合方法的生物力學(xué)研究

楊文峰1，任遠(yuǎn)飛1，梁武1，許衛(wèi)兵2，張鐵慧1*

(1.大連市中心醫(yī)院手足外一科，遼寧 大連 116033；2.大連市中心醫(yī)院骨外二科，遼寧 大連 116033)

目的 比較三種不同屈肌腱縫合方法的生物力學(xué)性能及操作時(shí)間，尋找一種不僅具有良好生物力學(xué)性能而且有利于臨床推廣的屈肌腱縫合方式。方法 選取豬后足屈趾深肌腱作為實(shí)驗(yàn)對象，共24個(gè)，隨機(jī)分為3組。橫行切斷肌腱后，分別采用改良kessler縫合、內(nèi)鎖縫合、半結(jié)鎖定式縫合三種不同縫合方式并結(jié)合連續(xù)周邊縫合將肌腱斷端進(jìn)行縫合，記錄操作時(shí)間，并對修復(fù)肌腱進(jìn)行生物力學(xué)測試，測定修復(fù)肌腱的2 mm裂隙抗張強(qiáng)度、斷裂抗張強(qiáng)度和斷裂間隙。結(jié)果 與改良kessler縫合相比，內(nèi)鎖縫合與半結(jié)鎖定式縫合均能顯著提高修復(fù)肌腱的2 mm裂隙抗張強(qiáng)度和斷裂抗張強(qiáng)度。內(nèi)鎖縫合的2 mm裂隙抗張強(qiáng)度(58.8±8.1)N與半結(jié)鎖定式縫合(53.7±6.0)N沒有明顯差異，而斷裂抗張強(qiáng)度(72.7±6.0)N明顯大于半結(jié)鎖定式縫合(60.4±6.6)N。內(nèi)鎖縫合與改良kessler縫合的斷裂間隙無明顯差異，兩者均小于半結(jié)鎖定式縫合(8.5±1.3)mm。與改良kessler縫合(11.1±1.4)min相比，內(nèi)鎖縫合(15.4±1.1)min與半結(jié)鎖定式縫合(15.8±0.9)min的操作時(shí)間均較長，而兩者之間無明顯差異。結(jié)論 與改良kessler縫合和半結(jié)鎖定式縫合相比，內(nèi)鎖縫合具有更好的生物力學(xué)性能并有效阻止間隙形成，更值得臨床應(yīng)用推廣。

改良kessler縫合；內(nèi)鎖縫合；半結(jié)鎖定式縫合；屈肌腱縫合；生物力學(xué)分析

手部屈肌腱損傷是手外科臨床常見疾病之一，選擇合適的屈肌腱縫合方法對于有效抵御間隙形成以促進(jìn)肌腱的早期愈合至關(guān)重要[1-2]。理想的屈肌腱縫合方法不僅需要提供足夠的強(qiáng)度和抗間隙形成能力(剛性)，還需要操作簡便、對肌腱內(nèi)血供影響較小[3]。目前的多種縫合方法雖然能夠提供足夠的抗張強(qiáng)度，但操作相對較為復(fù)雜，需要術(shù)者具備較強(qiáng)的操作經(jīng)驗(yàn)和縫合技巧，難以在臨床上推廣。因此，尋找一種操作相對簡單且能夠提供較高機(jī)械強(qiáng)度的肌腱縫合方法，對于臨床上減少屈肌腱縫合術(shù)并發(fā)癥至關(guān)重要。

改良kessler縫合是目前臨床應(yīng)用最廣泛的縫合技術(shù)。然而以往研究表明，改良kessler縫合所能提供的抗張強(qiáng)度不足，吻合口易于出現(xiàn)裂隙，影響肌腱正常愈合，嚴(yán)重時(shí)甚至可能出現(xiàn)壞死[4]。內(nèi)鎖縫合是在改良kessler縫合的抓握式縫合的基礎(chǔ)上，在肌腱斷端輔以扣鎖式縫合，可以顯著提高縫合肌腱的生物力學(xué)性能[5]。此外，在內(nèi)鎖縫合基礎(chǔ)上發(fā)展起來的多種十字交叉鎖定式縫合，也顯示了其在生物力學(xué)性能上的優(yōu)勢，成為屈肌腱縫合的重要選擇[6-7]。中國學(xué)者劉清河[8]和林加豪[9]發(fā)展出半結(jié)鎖定式縫合，采用鎖式結(jié)構(gòu)鎖定部分肌腱纖維的方式，與抓握式縫合方法相比，吻合口不易出現(xiàn)分離，可明顯增強(qiáng)修復(fù)肌腱的抗拉強(qiáng)度。然而，作為同樣可提供優(yōu)秀生物力學(xué)性能的內(nèi)鎖縫合和半結(jié)鎖定式縫合，目前缺少兩者的對比研究。在本文中，我們系統(tǒng)比較了兩者的生物力學(xué)性能差異及操作難易程度、縫合時(shí)間的不同，以期為臨床應(yīng)用提供幫助。

1 資料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料及儀器 由于豬后肢屈肌肌腱的結(jié)構(gòu)和直徑類似于人類，我們選擇豬后肢進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。豬后肢購自大連礎(chǔ)明集團(tuán)有限公司，選取重約300～400 g的成年白種豬后肢進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?？p合線分兩種，腱心縫合采用3-0肌腱編織縫線(Weigao，中國) ，連續(xù)周邊縫合采用4-0肌腱編織縫線(Weigao，中國)。生物力學(xué)測試采用材料力學(xué)測定儀(Instron 5567A 型，UK) ，分析軟件為Bluehill (Instron，UK)。

1.2 屈肌腱獲取及斷端縫合 切取趾深屈肌腱，測量肌腱周徑，采用周徑在8～10mm的肌腱，隨機(jī)分成3組，每組8根，共24根。用手術(shù)刀于肌腱中段切斷，使用改良kessler縫合、內(nèi)鎖縫合和半結(jié)鎖定式縫合三種不同的縫合方式進(jìn)行肌腱斷端的腱心縫合，之后進(jìn)行連續(xù)周邊縫合(見圖1)。在打結(jié)前作預(yù)抽緊賦予縫線張力，使切口兩端縫線距離保持在15～17 mm范圍內(nèi)(縫合前為20 mm)。線結(jié)均為3個(gè)外科結(jié)，由6個(gè)正反交替的單結(jié)組成。所有操作均由同一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的外科醫(yī)生在一天內(nèi)完成，由術(shù)者在10倍的手術(shù)顯微鏡下進(jìn)行縫合以減少組織損傷。記錄縫合所需要的時(shí)間，縫合后的肌腱以生理鹽水紗布濕敷，4℃冷藏，次日進(jìn)行生物力學(xué)測試。

1.3 生物力學(xué)分析 以吻合端為中心截取樣本長度為50 mm，分別距吻合端15 mm處做標(biāo)記，用夾具將肌腱兩端固定于材料力學(xué)測定儀上，以Bluehill軟件控制實(shí)驗(yàn)參數(shù)。軟件夾具間肌腱長度為30 mm。旋緊夾具，預(yù)置前負(fù)荷為1.0 N，以10 mm/min的速度勻速拉伸縫合后的肌腱，直至肌腱縫合處完全斷裂為止。在拉伸過程中，采用游標(biāo)卡尺測量縫合處的斷裂間隙，當(dāng)出現(xiàn)2mm間隙時(shí)，記錄此時(shí)的拉力負(fù)荷，即為肌腱的2 mm裂隙抗張強(qiáng)度。計(jì)算機(jī)記錄的負(fù)荷峰值為斷裂抗張強(qiáng)度。肌腱斷裂時(shí)斷端之間的距離為斷裂間隙。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析 采用Stata 10.0統(tǒng)計(jì)軟件(美國計(jì)算機(jī)資源公司)對實(shí)驗(yàn)各組2 mm裂隙抗張強(qiáng)度、斷裂抗張強(qiáng)度、斷裂間隙及縫合時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，組間差異采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)的兩均數(shù)比較t檢驗(yàn)，P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

圖1 三種屈肌腱縫合方法示意圖

2 結(jié) 果

2.1 2 mm裂隙抗張強(qiáng)度 2 mm裂隙抗張強(qiáng)度是檢測肌腱修復(fù)后抗張性能的重要指標(biāo)。在肌腱修復(fù)的過程中，大于2mm的間隙形成將會(huì)導(dǎo)致肌腱黏連風(fēng)險(xiǎn)增加，嚴(yán)重影響肌腱修復(fù)。表1顯示，改良kessler縫合、內(nèi)鎖縫合、半結(jié)鎖定式縫合三種不同縫合方式的2 mm裂隙抗張強(qiáng)度分別為(41.6±3.2)N、(58.8±8.1)N、(53.7±6.0)N。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，內(nèi)鎖縫合和半結(jié)鎖定式縫合組的2 mm裂隙抗張強(qiáng)度均大于改良kessler縫合，顯示出更強(qiáng)的抗拉性能。與內(nèi)鎖縫合組相比，半結(jié)鎖定式縫合組的2 mm裂隙抗張強(qiáng)度無顯著差異。

表1 三種屈肌腱縫合方法生物力學(xué)性能及縫合時(shí)間比較

2.2 斷裂抗張強(qiáng)度 斷裂抗張強(qiáng)度也是反映修復(fù)肌腱生物力學(xué)性能的重要指標(biāo)之一。表1顯示，改良kessler縫合、內(nèi)鎖縫合、半結(jié)鎖定式縫合三種不同縫合方式的斷裂抗張強(qiáng)度分別為(46.5±4.5)N、(72.7±6.0)N、(60.4±6.6)N。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，半結(jié)鎖定式縫合的斷裂抗張強(qiáng)度大于改良kessler縫合，與半結(jié)鎖定式縫合相比，內(nèi)鎖縫合可提供更大的斷裂抗張強(qiáng)度，差異均有顯著性。

2.3 斷裂方式 改良kessler縫合、內(nèi)鎖縫合、半結(jié)鎖定式縫合的斷裂方式均為腱周連續(xù)縫合先斷裂，多為縫線從肌腱斷端切割出來，少部分為線節(jié)根部斷裂。繼續(xù)牽拉后，腱心縫合線縫線抽出或發(fā)生斷裂。內(nèi)鎖縫合組的腱心縫線全部斷裂，而改良kessler縫合和半結(jié)鎖定式縫合組則不同，僅有部分發(fā)生縫線斷裂(見表2)。

表2 三種屈肌腱縫合方法肌腱縫合斷裂方式比較(束)

2.4 斷裂間隙 表1顯示，最大的斷裂間隙出現(xiàn)在半結(jié)鎖定式縫合組(8.5±1.3)mm，與改良kessler縫合(5.7±0.6)mm和內(nèi)鎖縫合(5.6±0.7)mm相比差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。而改良kessler縫合和內(nèi)鎖縫合之間相比無明顯差別。

2.5 縫合時(shí)間 表1顯示，改良kessler縫合、內(nèi)鎖縫合、半結(jié)鎖定式縫合的縫合時(shí)間分別為(11.1±1.4)min、(15.4±1.1)min、(15.8±0.9)min。結(jié)果顯示，與改良kessler縫合相比，內(nèi)鎖縫合和半結(jié)鎖定式縫合的縫合時(shí)間顯著延長(P<0.05)，而兩者間的縫合時(shí)間無顯著差異(P>0.05)。

3 討 論

手部屈肌腱損傷是臨床最常見的手外科疾病之一。目前臨床常用的屈肌腱縫合方法有改良Kessler、雙Kessler、Silfverskiold[10]、套圈法[11]、Tsuge[12]、“8”字縫合法[13]等，但療效并不確定。手部屈肌腱縫合對縫合方法所能提供的抗張力要求較高，要滿足術(shù)后早期功能鍛煉的最大抗張力和2mm抗張力，強(qiáng)度至少應(yīng)大于30N[14]。目前常用的縫合方法中，有一些無法提供大于30 N的2 mm抗張力[8-9]，還有一些雖然可以提供，但操作較為復(fù)雜[15]，或者影響肌腱的血液供應(yīng)而影響愈合[16]，不易于臨床推廣。本文研究結(jié)果顯示，三種屈肌腱縫合方式所能提供的2 mm裂隙抗張強(qiáng)度均大于30 N，均符合肌腱修復(fù)的需求。

內(nèi)鎖縫合和半結(jié)鎖定式縫合是兩種在臨床上具有較大應(yīng)用潛力的屈肌腱縫合方式，但以往研究缺乏兩者的直接比較研究。本研究系統(tǒng)比較了兩者的生物力學(xué)性能差異及操作難易程度、縫合時(shí)間的不同，以期為臨床應(yīng)用提供幫助。研究結(jié)果顯示，與傳統(tǒng)的改良kessler縫合相比，結(jié)合了鎖式和抓握式縫合優(yōu)勢的內(nèi)鎖縫合和半結(jié)鎖定式縫合，均能顯著增加縫合肌腱的生物力學(xué)性能，增加縫合肌腱的抗張強(qiáng)度，顯示出優(yōu)秀的生物力學(xué)性能。兩者在修復(fù)肌腱的2 mm裂隙抗張強(qiáng)度和操作時(shí)間方面差距不大，但內(nèi)鎖縫合的斷裂抗張強(qiáng)度更大、斷裂間隙更小，顯示出更優(yōu)秀的力學(xué)性能，是更為理想的屈肌腱縫合方式。兩者在操作難易程度及縫合時(shí)間上無明顯差異，但在實(shí)際應(yīng)用中仍有一些區(qū)別和側(cè)重。

屈肌腱縫合技術(shù)主要分為抓握式縫合和鎖式縫合兩種。鎖式縫合可以通過鎖式結(jié)構(gòu)鎖緊肌腱束抵抗外力，更有效抵御間隙形成，而抓握式縫合則更容易在外力作用下被抽出。研究表明，將抓握式縫合與鎖式縫合相結(jié)合可發(fā)揮兩種縫合的優(yōu)勢，明顯增加修復(fù)肌腱的生物力學(xué)性能[2，17]。內(nèi)鎖縫合是在Kessler抓握式縫合的基礎(chǔ)上，在腱心處輔以扣鎖結(jié)構(gòu)，利用內(nèi)鎖結(jié)構(gòu)和走行在肌腱纖維內(nèi)的縫線提供更大的牽張力。這種縫合方式使內(nèi)鎖結(jié)構(gòu)的兩根縫線間往往存在較大的交叉剪切力，可能增加縫線斷裂的風(fēng)險(xiǎn)。實(shí)驗(yàn)中我們也發(fā)現(xiàn)，內(nèi)鎖縫合更易于發(fā)生縫線斷裂。此外，當(dāng)肌腱縫合時(shí)縫線預(yù)張力不足時(shí)，這種縫線絞索產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)應(yīng)力易導(dǎo)致肌腱斷端的扭轉(zhuǎn)和斷端不穩(wěn)定，嚴(yán)重影響肌腱內(nèi)源性愈合。因此，內(nèi)鎖縫合更適合于縫合經(jīng)驗(yàn)較為豐富的術(shù)者采用，而且，對縫合線的抗張強(qiáng)度要求更高，需要采用更高質(zhì)量的縫合線。而半結(jié)鎖定式縫合采用鎖式結(jié)構(gòu)鎖定部分肌腱纖維，依靠套圈的縫線與肌腱間的摩擦力來鎖住肌腱[18]。肌腱中交聯(lián)的膠原纖維不僅將對縫線產(chǎn)生向上拉力，減少了滑脫及腱劈裂機(jī)會(huì)，而且斷端張力較小，可能有利于促進(jìn)肌腱修復(fù)。因此，相對而言，內(nèi)鎖縫合更適合經(jīng)驗(yàn)豐富的術(shù)者采用，且需要采用更高質(zhì)量的縫合線。而半結(jié)鎖定式縫合則可減少腱心的線結(jié)數(shù)量，減少線結(jié)松脫和縫線斷裂的危險(xiǎn)，也可能有利于促進(jìn)肌腱修復(fù)，仍需要進(jìn)一步的后續(xù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

相比傳統(tǒng)的改良Kessler縫合，內(nèi)鎖縫合和半結(jié)鎖定式縫合均能顯著增加縫合肌腱的生物力學(xué)性能，增加縫合肌腱的抗張強(qiáng)度，有效抵御間隙形成。與半結(jié)鎖定式縫合相比，內(nèi)鎖縫合斷裂抗張強(qiáng)度更大、斷裂間隙更小，顯示出更優(yōu)秀的力學(xué)性能，是更為理想的屈肌腱縫合方式。

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Biomechanical Analysis of Three Flexor Tendon Suture Techniques

Yang Wenfeng，Ren Yuanfei，Liang Wu，et al

(Department of 1st Hand and Foot Surgery Orthopedics，Central Hospital of Dalian，Dalian 116033，China)

Objective To perform biomechanical analysis of three flexor tendon suture techniques.Methods A total of 24 porcine flexor digitorum profundus tendons were harvested and randomly divided into 3 groups.The tendons were transversely cut and then repaired using 3 different techniques including Modified Kessler suture，Interlock Stitch Tendon suture and Semi Kessler-Loop lock suture.All of them were combined with running suture.The time required for suturing was recorded and compared among the groups.The 2 mm gap load，the ultimate failure load and the gap at failure were compared.Results Results showed that，in comparison with Modified Kessler suture，Interlock Stitch Tendon suture and Semi Kessler-Loop lock suture could significantly improve the 2 mm gap load and the ultimate failure load of tendon repair.The 2 mm gap load was not significantly different between Interlock Stitch Tendon suture(58.8±8.1)N and Semi Kessler-Loop lock suture(53.7±6.0)N.The ultimate failure load of Interlock Stitch Tendon suture(72.7±6.0)N was greater than Semi Kessler-Loop lock suture(60.4±6.6)N，while Modified Kessler suture(46.5±4.5)N was the lowest.The gap at failure was the largest in Semi Kessler-Loop lock suture(8.5±1.3)mm.The time spent in performing Modified Kessler suture(11.1±1.4)min was shorter than in performing Interlock Stitch Tendon suture(15.4±1.1)min and Semi Kessler-Loop lock suture (15.8±0.9)min.Conclusion In comparison with Modified Kessler suture and Semi Kessler-Loop lock suture，Interlock Stitch Tendon suture can remarkably improve the biomechanical properties of tendon repair and effectively prevent gap formation，which could be useful in clinical applications.

modified kessler suture；interlock stitch tendon suture；semi kessler-loop lock suture；flexor tendon suture；biomechanical study

1008-5572(2017)01-0032-04

國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(81271394)；大連市科技計(jì)劃項(xiàng)目(2015E21SF008)；*本文通訊作者：張鐵慧

楊文峰，任遠(yuǎn)飛，梁武，等.三種屈肌腱縫合方法的生物力學(xué)研究[J].實(shí)用骨科雜志，2017，23(1)：32-35.

R686.1

B

2016-10-25

楊文峰(1981- )，男，主治醫(yī)師，大連市中心醫(yī)院手足外一科，116033。