踝關(guān)節(jié)韌帶損傷及修復(fù)對關(guān)節(jié)面受力面積及應(yīng)力的影響

王守赟，萬葉，阮文禮，王慶華

(大連市第二人民醫(yī)院，遼寧大連116011)

踝關(guān)節(jié)韌帶損傷及修復(fù)對關(guān)節(jié)面受力面積及應(yīng)力的影響

王守赟，萬葉，阮文禮，王慶華

(大連市第二人民醫(yī)院，遼寧大連116011)

目的探討踝關(guān)節(jié)韌帶損傷及修復(fù)對關(guān)節(jié)面受力面積及應(yīng)力的影響。方法將正常踝關(guān)節(jié)標(biāo)本100個隨機(jī)分為五組，每組10個。A組保留原本的踝關(guān)節(jié)韌帶；B組切斷下脛腓聯(lián)合前韌帶；C組切斷踝關(guān)節(jié)內(nèi)、外側(cè)韌帶和下脛腓聯(lián)合前韌帶；D組在C組處理基礎(chǔ)上，用螺絲固定下脛腓聯(lián)合損傷韌帶，采用縫合鉚釘修復(fù)三角韌帶；E組在C組處理基礎(chǔ)上，僅用螺絲固定下脛腓聯(lián)合損傷韌帶。采用QX-W400生物力學(xué)試驗(yàn)機(jī)檢測各組在背伸10°、內(nèi)翻20°、外翻10°、跖屈20°及中立位時(shí)關(guān)節(jié)面受力面積及應(yīng)力。結(jié)果背伸10°、內(nèi)翻20°、外翻10°、跖屈20°及中立位時(shí)關(guān)節(jié)面受力面積由大到小依次為A、D、E、B、C組，關(guān)節(jié)面應(yīng)力由小到大依次為A、D、E、B、C組，組間比較P均<0.05。結(jié)論踝關(guān)節(jié)韌帶損傷時(shí)關(guān)節(jié)面受力面積減少、關(guān)節(jié)面應(yīng)力增加，且損傷越嚴(yán)重上述變化越明顯；及時(shí)修復(fù)受損傷韌帶包括三角韌帶，可減少應(yīng)力面積，改善其生物力學(xué)環(huán)境。

踝關(guān)節(jié)損傷；韌帶損傷；韌帶修復(fù)；關(guān)節(jié)面受力面積；關(guān)節(jié)面應(yīng)力

踝關(guān)節(jié)由距骨、脛骨及腓骨構(gòu)成，是軀體與地面接觸的重要部位。踝關(guān)節(jié)依靠韌帶保持穩(wěn)定，韌帶發(fā)生斷裂或扭傷則破壞踝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性。踝關(guān)節(jié)韌帶由外側(cè)向內(nèi)側(cè)分別為外側(cè)韌帶、前后脛腓下聯(lián)合韌帶、骨間韌帶和內(nèi)側(cè)韌帶(即三角韌帶)。踝關(guān)節(jié)韌帶損傷在臨床上較為常見，其中大部分為外側(cè)韌帶損傷(約85%)，多個韌帶同時(shí)損傷的情況較少。韌帶損傷未及時(shí)恰當(dāng)處理，將嚴(yán)重影響踝關(guān)節(jié)功能[1～3]。當(dāng)踝關(guān)節(jié)韌帶部分甚至全部受損時(shí)，踝關(guān)節(jié)在背伸、內(nèi)翻、外翻、跖屈和中立位時(shí)均可出現(xiàn)生物力學(xué)改變，直接導(dǎo)致踝關(guān)節(jié)出現(xiàn)超越其生理范圍的活動，導(dǎo)致踝穴擴(kuò)大，距骨在踝穴內(nèi)移動，出現(xiàn)外旋傾斜及外移，持續(xù)加重的骨組織損傷可能導(dǎo)致退行性變。韌帶損傷的類型不同，對關(guān)節(jié)生物力學(xué)的影響亦不同。2016年3～ 5月，我們觀察了踝關(guān)節(jié)韌帶損傷及修復(fù)對關(guān)節(jié)面受力面積及應(yīng)力的影響?，F(xiàn)報(bào)告如下。

1 材料與方法

1.1 材料 ①踝關(guān)節(jié)標(biāo)本：人踝關(guān)節(jié)標(biāo)本100個(浸泡于10%甲醛溶液中)，由北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部解剖教研室提供；通過X光片及肉眼觀察，踝關(guān)節(jié)外觀良好，無感染或骨折。標(biāo)本來源尸體男48例、女52例，年齡17～68歲，體質(zhì)量48～69 kg。②主要儀器：QX-W400生物力學(xué)試驗(yàn)機(jī)(上海企想檢測儀器有限公司)，電子壓力傳感器(K-Scan 4000，TeKscan，Inc，USA)，X光機(jī)(GE，Brivo XR385，USA)，手術(shù)器械、解剖器具等(和弘手術(shù)器械上海有限公司)。

1.2 標(biāo)本分組及處理 將踝關(guān)節(jié)標(biāo)本置于20～25 ℃環(huán)境中12 h[4,5]。隨機(jī)分為五組，每組10個。五組標(biāo)本來源者的性別、年齡均具有可比性。A組保留原本的踝關(guān)節(jié)韌帶；B組(韌帶部分損傷)切斷下脛腓聯(lián)合前韌帶[6]；C組(韌帶全部損傷)切斷踝關(guān)節(jié)內(nèi)、外側(cè)韌帶和下脛腓聯(lián)合前韌帶[7]；D組(三角韌帶修復(fù))在C組處理基礎(chǔ)上，用螺絲固定下脛腓聯(lián)合損傷韌帶，采用縫合鉚釘修復(fù)三角韌帶，將錨釘植入韌帶撕脫的距骨或內(nèi)踝處，在其尾部預(yù)置高強(qiáng)度不可吸收線進(jìn)行縫合，編織縫合斷端；E組(三角韌帶不修復(fù))在C組處理基礎(chǔ)上，僅用螺絲固定下脛腓聯(lián)合損傷韌帶。

1.3 關(guān)節(jié)面受力面積及應(yīng)力檢測 將各組踝關(guān)節(jié)標(biāo)本固定于QX-W400生物力學(xué)試驗(yàn)機(jī)，切開皮膚顯露關(guān)節(jié)腔，置入電子壓力傳感器，注意避免損傷關(guān)節(jié)、肌腱和韌帶[8～11]。將電子壓力傳感器按照操作規(guī)范從關(guān)節(jié)腔部位置入，檢測過程中向標(biāo)本噴灑生理鹽水，減少組織損傷[12]。分別檢測各組在背伸10°、內(nèi)翻20°、外翻10°、跖屈20°及中立位時(shí)關(guān)節(jié)面受力面積及應(yīng)力[13,14]。試驗(yàn)重復(fù)3次，取平均值。

2 結(jié)果

2.1 各組關(guān)節(jié)面受力面積比較 背伸10°、內(nèi)翻20°、外翻10°、跖屈20°及中立位時(shí)關(guān)節(jié)面受力面積由大到小依次為A、D、E、B、C組，組間比較P均<0.05。見表1。

表1 各組關(guān)節(jié)面受力面積比較

注：同體位下各組關(guān)節(jié)面受力面積比較，P均<0.05。

2.2 各組關(guān)節(jié)面應(yīng)力比較 背伸10°、內(nèi)翻20°、外翻10°、跖屈20°及中立位時(shí)關(guān)節(jié)面應(yīng)力由小到大依次為A、D、E、B、C組，組間比較P均<0.05。見表2。

表2 各組關(guān)節(jié)面應(yīng)力比較

注：同體位下各組關(guān)節(jié)面應(yīng)力比較，P均<0.05。

3 討論

人體自身的重量傳達(dá)到地面時(shí)，主要經(jīng)過踝關(guān)節(jié)進(jìn)行傳遞，踝關(guān)節(jié)內(nèi)壓力、受力面積和關(guān)節(jié)內(nèi)應(yīng)力具有較好的穩(wěn)定性[15]。踝關(guān)節(jié)韌帶出現(xiàn)異常會導(dǎo)致關(guān)節(jié)內(nèi)應(yīng)力發(fā)生異常，且隨著關(guān)節(jié)活動的加劇而不斷加重和累積。如關(guān)節(jié)內(nèi)應(yīng)力增大、接觸面積減小、關(guān)節(jié)液流動情況改變時(shí)則引起關(guān)節(jié)內(nèi)軟骨磨損和營養(yǎng)不良，最終導(dǎo)致關(guān)節(jié)受損。

本研究通過切斷下脛腓聯(lián)合前韌帶建立韌帶部分損傷模型，通過切斷踝關(guān)節(jié)內(nèi)、外側(cè)韌帶和下脛腓聯(lián)合前韌帶建立韌帶全部損傷模型，采用生物力學(xué)試驗(yàn)機(jī)檢測踝關(guān)節(jié)生物力學(xué)指標(biāo)即關(guān)節(jié)面受力面積及應(yīng)力。結(jié)果顯示，踝關(guān)節(jié)韌帶部分和全部損傷模型在背伸10°、內(nèi)翻20°、外翻10°、跖屈20°及中立位時(shí)關(guān)節(jié)受力面積均較正常對照A組減小，關(guān)節(jié)面應(yīng)力均較A組增加，且全部損傷模型變化更顯著；提示踝關(guān)節(jié)韌帶損傷造成關(guān)節(jié)的生物力學(xué)改變，導(dǎo)致關(guān)節(jié)穩(wěn)定性降低。

內(nèi)踝尖部、體部或距骨內(nèi)側(cè)發(fā)生撕裂時(shí)會導(dǎo)致三角韌帶嚴(yán)重?fù)p傷，其中距骨內(nèi)側(cè)面撕裂發(fā)生概率最高[16]。臨床發(fā)現(xiàn)，踝關(guān)節(jié)損傷后只有恢復(fù)三角韌帶的形態(tài)和張力，才能避免出現(xiàn)距骨外旋傾斜及向外移位，進(jìn)而保證關(guān)節(jié)穩(wěn)定性，降低術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生率；三角韌帶在損傷初期若未及時(shí)、恰當(dāng)處理，將嚴(yán)重影響后期踝關(guān)節(jié)功能恢復(fù)[17]。但目前對于三角韌帶損傷的修復(fù)方法尚無定論。淺層的三角韌帶損傷多發(fā)生于中部橫行或內(nèi)踝前丘附著處，很少發(fā)生在扇形分布范圍以下的附著處。目前臨床常采用手術(shù)修復(fù)斷裂的內(nèi)側(cè)三角韌帶，修復(fù)工具主要是縫線或細(xì)鋼絲，縫合方法包括端端縫合和錨釘縫合[18]。首先經(jīng)距骨體部和頸部鉆孔以到達(dá)距骨竇，然后將縫線或細(xì)鋼絲經(jīng)骨孔穿出打結(jié)。深層撕裂部位發(fā)生在內(nèi)踝尖部，可以對內(nèi)踝部位進(jìn)行鉆孔，一般為兩個骨孔，將縫合完韌帶的修復(fù)工具由骨孔穿出；撕裂部位為體部時(shí)，直接在其體內(nèi)進(jìn)行縫合即可。但上述傳統(tǒng)修復(fù)方式存在較大的弊端，縫線或細(xì)鋼絲易斷裂或折斷，對韌帶造成二次損傷；尤其是撕裂部位為距骨內(nèi)側(cè)面時(shí)，對其進(jìn)行修復(fù)不僅對韌帶造成巨大創(chuàng)傷，且由于過長的骨孔使穿線比較繁瑣。隨著縫合鉚釘在關(guān)節(jié)外科的應(yīng)用，其適用范圍逐漸擴(kuò)大，對于韌帶損傷的修復(fù)亦取得較好的效果?？p合鉚釘是鈦釘?shù)囊环N，末端帶尾線。與傳統(tǒng)修復(fù)方式相比，縫合鉚釘具有操作簡便、不需二次手術(shù)取出、固定效果好等優(yōu)點(diǎn)。錨釘相比較于縫線和細(xì)鋼絲沒有任何刺激性，埋入軟骨組織不會對其造成影響，無需取出；錨體埋入時(shí)不需外側(cè)切開，對韌帶的損傷較小；錨體能夠牢固抓持骨質(zhì)，促進(jìn)韌帶恢復(fù)；縫合錨尾端4股不吸收線具有重建三角韌帶深層的作用，即使由于某些原因造成韌帶未能良好愈合，縫合鉚釘中至少2股尾線可以永遠(yuǎn)起到代替三角韌帶深層的作用。本研究對踝關(guān)節(jié)韌帶全部損傷模型采用縫合鉚釘修復(fù)三角韌帶，結(jié)果顯示修復(fù)三角韌帶組關(guān)節(jié)受力面積較未修復(fù)關(guān)節(jié)增加，關(guān)節(jié)面應(yīng)力較未修復(fù)關(guān)節(jié)減小；提示修復(fù)三角韌帶能改善距骨傾斜角，促進(jìn)關(guān)節(jié)功能恢復(fù)。

綜上所述，踝關(guān)節(jié)韌帶損傷時(shí)關(guān)節(jié)面受力面積減少、關(guān)節(jié)面應(yīng)力增加，且損傷越嚴(yán)重上述變化越明顯；及時(shí)修復(fù)受損傷韌帶包括三角韌帶可減少應(yīng)力面積，改善其生物力學(xué)環(huán)境，促進(jìn)關(guān)節(jié)功能恢復(fù)。

[1] 孫景東,劉小濤,謝易,等.自體半腱肌雙股重建治療膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)副韌帶陳舊性損傷療效觀察[J].山東醫(yī)藥,2015,55(1):91-92.

[2] 李軍,魏文智,同永剛.高頻超聲指導(dǎo)下踝關(guān)節(jié)韌帶損傷的治療效果分析[J].陜西醫(yī)學(xué)雜志,2014,43(4):452-454.

[3] 郭宇,王凌,金國華,等.前交叉韌帶重建脛骨側(cè)止點(diǎn)定位的應(yīng)用解剖學(xué)研究[J].南京醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2017,37(3):346-348.

[4] 秦紅衛(wèi),王娟,周守國,等.三維各向同性脂肪抑脂快速自旋回波序列在評估踝關(guān)節(jié)韌帶損傷中的應(yīng)用研究[J].中華創(chuàng)傷骨科雜志,2015,17(9):796-799.

[5] 許彬.彩超在踝關(guān)節(jié)韌帶損傷診治中的診斷應(yīng)用[J].數(shù)理醫(yī)藥學(xué)雜志,2016,29(6):903-905.

[6] 李英英.早期康復(fù)干預(yù)對關(guān)節(jié)鏡下前交叉韌帶重建術(shù)后膝關(guān)節(jié)功能恢復(fù)的影響[J].山東醫(yī)藥,2014,54(18):105.

[7] 何河北,董偉強(qiáng),孫永建,等.修復(fù)三角韌帶與不修復(fù)對于踝關(guān)節(jié)骨折合并三角韌帶損傷術(shù)效果的Meta分析[J].中華關(guān)節(jié)外科雜志電子版,2014,8(4):497-501.

[8] 施鳳超,周敦,朱文峰,等.雙固定錨釘治療踝關(guān)節(jié)三角韌帶損傷的療效分析[J].江蘇醫(yī)藥,2014,40(10):1215-1216.

[9] 田鋒,劉春新,朱瑞罡,等.跨踝帶關(guān)節(jié)外固定架結(jié)合微創(chuàng)復(fù)位治療閉合Pilon骨折療效觀察[J].山東醫(yī)藥,2015,55(18):107-107.

[10] 趙宏謀,李毅,梁曉軍,等.不同內(nèi)固定方法治療踝關(guān)節(jié)后側(cè)骨-韌帶損傷的生物力學(xué)研究[J].中國骨與關(guān)節(jié)損傷雜志,2016,31(6):613-616.

[11] 李庭,孫旭,李紹良,等.合并外側(cè)副韌帶損傷的踝關(guān)節(jié)骨折的臨床研究[J].中華創(chuàng)傷骨科雜志,2016,18(3):209-213.

[12] 翁科捷,鐘志剛,張育鋒,等.手術(shù)治療踝關(guān)節(jié)骨折合并下脛腓聯(lián)合韌帶損傷的臨床療效分析[J].臨床醫(yī)學(xué)工程,2016,23(5):641-642.

[13] 馬志堅(jiān),陳仲,廖鵬,等.合并踝關(guān)節(jié)骨折的三角韌帶損傷是否需要早期手術(shù)修復(fù)[J].中華創(chuàng)傷骨科雜志,2014,16(12):1075-1080.

[14] 蘇應(yīng)軍,童新延,胡力.踝關(guān)節(jié)骨折伴三角韌帶損傷應(yīng)用手術(shù)治療的臨床分析[J].臨床醫(yī)學(xué)工程,2016,23(7):919-920.

[15] 吳俊峰,邢海龍,黃立雪,等.距骨內(nèi)側(cè)穹窿骨軟骨損傷與踝外側(cè)副韌帶損傷的相關(guān)性探討[J].影像診斷與介入放射學(xué),2015,24(4):322-325.

[16] 劉敏,伍賢平,童敏,等.超早期高壓氧治療對脊髓全橫斷損傷大鼠股骨骨鈣、骨生物力學(xué)及骨膠原的影響[J].中國康復(fù)理論與實(shí)踐,2016,22(10):1145-1150.

[17] 茹正良,景孟軍,王以進(jìn).兩種不同下脛腓聯(lián)合固定方式的生物力學(xué)分析[J].醫(yī)學(xué)理論與實(shí)踐,2016,29(7):853-855.

[18] 婁紀(jì)剛,劉浩,李元超,等.一種新型人工頸椎間盤置換的生物力學(xué)研究[J].生物骨科材料與臨床研究,2016,13(3):10-13.

王慶華(E-mail： yingkai1975@163.com)

10.3969/j.issn.1002-266X.2017.48.024

R684.7

B

1002-266X(2017)48-0072-03

2017-06-30)