橈骨遠(yuǎn)端骨折治療的生物力學(xué)研究進(jìn)展*

賴福崇 ，李具寶 ，廖建青 ，李清輝 ，趙文韜 △

（1.云南中醫(yī)藥大學(xué)，云南 昆明 650500；2.南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院，江西 南昌 330000；3.云南省中醫(yī)醫(yī)院，云南 昆明 650011）

橈骨遠(yuǎn)端骨折屬于骨科常見疾病，主要發(fā)生在患者橈骨遠(yuǎn)端2～3 cm范圍中，部分患者通常伴有橈腕關(guān)節(jié)、下尺橈關(guān)節(jié)受損，臨床癥狀表現(xiàn)為不同程度腕部壓痛及腫脹等，嚴(yán)重者甚至牽連手腕部活動(dòng)能力受限，從而降低生活質(zhì)量。橈骨遠(yuǎn)端骨折是指距離橈骨遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)面3 cm以內(nèi)的骨折，約占成人全部骨折15%，更為嚴(yán)重的約有半數(shù)橈骨遠(yuǎn)端骨折會(huì)累積至尺橈關(guān)節(jié)及橈腕關(guān)節(jié)[1]。近年來(lái)，隨著我國(guó)老齡化程度的不斷加深，橈骨遠(yuǎn)端骨折的發(fā)生率逐年升高，加上疾病的損傷類型較為復(fù)雜多樣，不僅增加對(duì)患者的傷害，同時(shí)提升臨床治療的困難程度。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示[2]，橈骨遠(yuǎn)端骨折的發(fā)生率約占成人全部骨折的15%左右，其中大部分患者均伴有橈腕關(guān)節(jié)、下尺橈關(guān)節(jié)受損現(xiàn)象，直接危及患者身體健康及日常生活能力，受到醫(yī)療界重點(diǎn)關(guān)注。

目前臨床針對(duì)橈骨遠(yuǎn)端骨折患者的治療方式較多，一旦選擇不當(dāng)，極易增加患者腕關(guān)節(jié)慢性疼痛甚至僵硬發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，還可能牽連其功能衰退[3-4]。隨著臨床治療觀點(diǎn)的轉(zhuǎn)變，通過(guò)生物力學(xué)指導(dǎo)選擇合適的治療方式對(duì)患者關(guān)節(jié)及橈骨遠(yuǎn)端的解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行恢復(fù)，同時(shí)保持解剖復(fù)位或者接近解剖復(fù)位，最大可能達(dá)到穩(wěn)定內(nèi)外固定的效果，促進(jìn)橈腕關(guān)節(jié)、橈尺的穩(wěn)定性，從而保護(hù)患者腕部功能[5-6]。為分析橈骨遠(yuǎn)端骨折治療生物力學(xué)研究的現(xiàn)狀進(jìn)展，筆者對(duì)相關(guān)研究文獻(xiàn)進(jìn)行了回顧總結(jié)。

1 橈骨遠(yuǎn)端骨折的生物力學(xué)

人們一旦發(fā)生跌倒時(shí)，其上肢能夠?qū)︻^部、胸部等重要臟器進(jìn)行保護(hù)，從而防止其重要臟器發(fā)生生理功能的應(yīng)激反應(yīng)。而上肢吸收倒地時(shí)出現(xiàn)的撞擊能量，其發(fā)生與受傷位置完全取決于跌倒后受力大小方向及骨的力學(xué)強(qiáng)度。既往研究表明[7]，腕關(guān)節(jié)遭受1.1~4.1 kN的沖擊力就可引發(fā)橈骨遠(yuǎn)端骨折。隨后臨床專家提出[8]，利用動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)及模型計(jì)算方式，意外跌倒造成的沖擊力均可產(chǎn)生上述閾值。而橈腕關(guān)節(jié)的動(dòng)力學(xué)中，發(fā)現(xiàn)大部分的應(yīng)力可經(jīng)過(guò)橈腕關(guān)節(jié)傳遞，其余小部分應(yīng)力則經(jīng)過(guò)尺腕關(guān)節(jié)，而橈骨遠(yuǎn)端的舟狀窩承擔(dān)了45%左右的應(yīng)力，月骨窩承擔(dān)了32%左右，月骨的尺側(cè)半向尺骨遠(yuǎn)端傳導(dǎo)15%左右的應(yīng)力，最后8%應(yīng)力由三角骨向尺骨傳遞。一旦橈骨遠(yuǎn)端骨折尺偏角丟失可降低手舟骨接觸面積及應(yīng)力，從而利用月骨的負(fù)荷，在尺偏角減小10°左右時(shí)更為明顯，最終造成橈月關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的慢性疼痛幾率升高。另外當(dāng)前臂旋轉(zhuǎn)或者腕關(guān)節(jié)體位改變均能夠造成腕關(guān)節(jié)應(yīng)力傳遞發(fā)生變化，分析原因可能與橈骨遠(yuǎn)端、近排腕骨、尺骨的接觸方式發(fā)生變化有關(guān)。一旦前臂旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過(guò)尺側(cè)的應(yīng)力提升至37%左右；而當(dāng)腕關(guān)節(jié)尺偏后，尺腕應(yīng)力可提升至28%左右；而橈偏后，腕關(guān)節(jié)的應(yīng)力可提升至87%左右，因此在腕關(guān)節(jié)掌屈、背伸過(guò)程中，腕關(guān)節(jié)應(yīng)力傳導(dǎo)的分布改變較小[9-10]。

隨后臨床利用壓敏薄膜對(duì)橈腕關(guān)節(jié)的接觸情況進(jìn)行分析，結(jié)果顯示橈腕關(guān)節(jié)中手舟骨及橈骨、月骨及橈骨、月骨及尺骨之間存在相互接觸，與月骨相比，手舟骨的接觸面積更大，其接觸面大小可能隨著腕關(guān)節(jié)的體位發(fā)生改變，其中僅有少數(shù)接觸面能夠在任一體位下接觸關(guān)節(jié)面[11]。另外上肢在伸展過(guò)程中，其運(yùn)動(dòng)學(xué)行為極易影響橈骨遠(yuǎn)端的受損情況，一旦腕部受到?jīng)_擊載荷后，可能同時(shí)出現(xiàn)腕關(guān)節(jié)快速伸展現(xiàn)象，但肘關(guān)節(jié)的伸直角度可能隨之升高，甚至提升跌倒高度及峰值沖擊力，明顯提高橈骨遠(yuǎn)端骨折發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。臨床專家學(xué)者發(fā)現(xiàn)[12]，機(jī)體在跌倒后雙上肢并不對(duì)稱，分析原因與行走時(shí)上下肢前后交替運(yùn)動(dòng)息息相關(guān)，一旦發(fā)生跌倒后，其中一側(cè)先著地，因此其生物力學(xué)的改變可能造成損傷機(jī)制或者病理發(fā)生變化。

2 臨床治療原則和復(fù)位標(biāo)準(zhǔn)的生物力學(xué)基礎(chǔ)

臨床治療橈骨遠(yuǎn)端骨折的原則為促進(jìn)關(guān)節(jié)面恢復(fù)，防止組織進(jìn)一步受損，保證解剖復(fù)位或者接近解剖復(fù)位，最大可能穩(wěn)定內(nèi)外固定，提升橈腕關(guān)節(jié)、橈尺的穩(wěn)定性，最終達(dá)到保護(hù)腕部功能的目的[13-14]。而復(fù)位標(biāo)準(zhǔn)包含功能復(fù)位及解剖復(fù)位，前者的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置為尺偏角超過(guò)15°，背傾角不足10°，橈骨縮小不足5 mm，關(guān)節(jié)面骨折塊的分離不超過(guò)2 mm，另外橈骨遠(yuǎn)端乙狀切跡、尺骨頭基本完整，并無(wú)腕骨異常排列現(xiàn)象；而后者標(biāo)準(zhǔn)為受損位置的結(jié)構(gòu)恢復(fù)，橈骨遠(yuǎn)端高度、尺偏角及掌傾角恢復(fù)，促進(jìn)橈腕關(guān)節(jié)面、下尺橈關(guān)節(jié)面恢復(fù)[15-16]。

2.1 閉合復(fù)位夾板或者石膏外固定生物力學(xué)基礎(chǔ)夾板固定作為外固定形式，夾板力需通過(guò)肌肉等軟組織才能作用于骨斷端。此時(shí)采取固定夾板時(shí)，可扎緊布帶力并作用于肢體，軟組織可在外力作用下壓縮變形，彈性屈限限度以前，壓力與形變關(guān)系服從胡克定律，根據(jù)軟組織材料特點(diǎn)，此時(shí)外力解除后，壓縮下儲(chǔ)存彈性勢(shì)能釋放，軟組織有恢復(fù)形變趨勢(shì)[17-18]。內(nèi)應(yīng)力方向與壓縮外力方向相反，固定周徑布帶可構(gòu)成對(duì)夾板位移約束[19]。

2.2 經(jīng)皮克氏針固定生物力學(xué)基礎(chǔ) 此時(shí)對(duì)骨折部位應(yīng)用克氏針內(nèi)固定，從固定牢固性表現(xiàn)上得出，不易引起植入物變形以及移位。從移位數(shù)據(jù)上得出，此時(shí)在生理載荷作用下，橈骨遠(yuǎn)端固定期間骨折線移位偏小，進(jìn)一步得出，通過(guò)采取經(jīng)皮克氏針固定，可有效固定骨折端，防止移位[20-21]。橈骨遠(yuǎn)端骨折患者進(jìn)行經(jīng)皮克氏針固定中，選擇2枚克氏針穿過(guò)尺骨，并將橈骨遠(yuǎn)端上下骨折端與尺骨相連后，妥善固定成框架結(jié)構(gòu)，從而使患者自身尺骨發(fā)揮出對(duì)橈骨遠(yuǎn)端骨折的支撐固定作用，保證固定的牢靠性，同時(shí)避免骨折短縮移位，保持橈骨高度，促進(jìn)患者盡早進(jìn)行功能鍛煉。另外經(jīng)皮克氏針固定對(duì)患者的傷害較小，有效避免對(duì)骨折位置血供的影響，促進(jìn)骨折快速愈合，并為關(guān)節(jié)功能恢復(fù)提供前提[22-23]。

2.3 外固定器生物力學(xué)基礎(chǔ) 功能性外固定器利用獨(dú)特立體幾何構(gòu)型、縱橫方向及多平面固定方式，對(duì)骨折端位置進(jìn)行加壓延長(zhǎng)、旋轉(zhuǎn)及平移、調(diào)整角度，可達(dá)到最佳復(fù)位效果。立體交叉固定及橫向針與橈骨背側(cè)垂直針應(yīng)用，可固定骨折端[24]?？墒构钦鄱死喂绦栽鰪?qiáng)，對(duì)松質(zhì)骨骨折遠(yuǎn)端更為實(shí)用。若固定不理想，此時(shí)可調(diào)整進(jìn)釘，直至臨床滿意，實(shí)現(xiàn)復(fù)位及固定同步性[25-26]。對(duì)部分遠(yuǎn)端粉碎較為嚴(yán)重或無(wú)法固定患者，外固定器安裝上動(dòng)力掌骨牽引固定桿，固定在第2掌骨，行超腕關(guān)節(jié)固定，術(shù)后4周松開外固定器，可開展腕關(guān)節(jié)鍛煉[27]。

2.4 切開復(fù)位內(nèi)固定生物力學(xué)基礎(chǔ) 骨折端固定期間不僅僅依靠螺釘對(duì)骨質(zhì)把持力，更取決于內(nèi)固定框架結(jié)構(gòu)，現(xiàn)代建筑學(xué)中“框架結(jié)構(gòu)”，穩(wěn)定性往往與墻壁、梁柱內(nèi)鋼筋框架相一致。通過(guò)整體結(jié)構(gòu)重建，骨折塊之間相互咬合，并非依靠螺釘依靠穩(wěn)定性，當(dāng)螺釘通過(guò)鋼板至對(duì)側(cè)骨折塊，對(duì)遠(yuǎn)端骨折塊起到加強(qiáng)固定作用，對(duì)遠(yuǎn)端骨折塊具有連接及加壓作用[28-29]。切開復(fù)位內(nèi)固定中包含掌側(cè)入路、背側(cè)入路等不同手術(shù)入路方式，其中掌側(cè)切口治療對(duì)患者的損傷較小，并不影響患者橈骨遠(yuǎn)端的骨性及腱鞘結(jié)構(gòu)，加上橈骨掌側(cè)面較為平坦，手術(shù)操作較為容易，更加符合張力帶原則，避免對(duì)軟組織的傷害，保證背側(cè)軟組織合頁(yè)的完整[30-31]。另外手術(shù)操作并不會(huì)進(jìn)入關(guān)節(jié)，減少對(duì)掌側(cè)韌帶結(jié)構(gòu)的傷害，促進(jìn)術(shù)后關(guān)節(jié)功能康復(fù)，提升復(fù)位效果，也減少植骨外露現(xiàn)象產(chǎn)生，為預(yù)后提供保障。

2.5 腕關(guān)節(jié)鏡輔助下復(fù)位固定生物力學(xué)基礎(chǔ) 骨折彎曲力學(xué)特點(diǎn)，背側(cè)骨皮質(zhì)受壓，此時(shí)骨折造成肌肉等組織牽拉力及殘余暴力作用，使得骨折端出現(xiàn)移位。通過(guò)腕關(guān)節(jié)鏡腹腔鏡輔助下復(fù)位固定，不僅減少對(duì)局部組織損傷，通過(guò)腕關(guān)節(jié)鏡，可觀察到近端移位情況，橈側(cè)移位情況，減少?gòu)?fù)位期間誤差形成[32-33]。腕關(guān)節(jié)鏡屬于新型微創(chuàng)技術(shù)，隨著腕關(guān)節(jié)鏡的廣泛運(yùn)用，其幫助橈骨遠(yuǎn)端骨折的關(guān)節(jié)內(nèi)骨折實(shí)施復(fù)位、聯(lián)合內(nèi)外固定治療橈骨遠(yuǎn)端骨折的技術(shù)也隨之成熟。臨床對(duì)此進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，選擇橈骨遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)內(nèi)骨折患者作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，并給予腕關(guān)節(jié)鏡下復(fù)位固定治療，結(jié)果發(fā)現(xiàn)所有患者的的橈骨關(guān)節(jié)面高度明顯恢復(fù)，且恢復(fù)的關(guān)節(jié)面較為平整，值得臨床推廣使用[34-35]。

3 治療方式選擇的生物力學(xué)依據(jù)

臨床治療橈骨遠(yuǎn)端骨折的方式較多，且專家學(xué)者在其療效上存在較大爭(zhēng)議。近年來(lái)，隨著對(duì)腕關(guān)節(jié)生物力學(xué)的深入探究，臨床對(duì)橈骨遠(yuǎn)端骨折復(fù)位及重建的要求明顯提升，且治療觀念也隨之發(fā)生變化，同時(shí)提出較多治療方案。

3.1 閉合復(fù)位夾板或者石膏外固定 當(dāng)小兒或者中老年人出現(xiàn)低能量損傷、關(guān)節(jié)外骨折時(shí)，閉合復(fù)位滿意后選擇夾板或者石膏進(jìn)行妥善固定，可有效緩解病情。其中小夾板固定后的管理干預(yù)應(yīng)受到重點(diǎn)關(guān)注，一旦手法復(fù)位后，就需要完全依賴外固定方式保持。而固定帶的約束力屬于夾板固定骨折的動(dòng)力來(lái)源，其松緊程度直接影響治療結(jié)果，成為臨床治療生物力學(xué)的主要環(huán)節(jié)[36-37]。其中約束力不僅決定固定的穩(wěn)定性，同時(shí)對(duì)肢體血流及血容量影響較大。一旦約束力使用不恰當(dāng)，可能給患者帶來(lái)嚴(yán)重危害，增加腕關(guān)節(jié)僵硬、壓迫性潰瘍、骨質(zhì)疏松、骨折畸形愈合、肌肉萎縮等并發(fā)癥發(fā)生率[38-39]。

3.2 經(jīng)皮克氏針固定 與切開復(fù)位內(nèi)固定相比，經(jīng)皮克氏針固定在無(wú)明顯移位的關(guān)節(jié)內(nèi)骨折中效果更好，存在操作簡(jiǎn)便、取出容易及危害較小等優(yōu)勢(shì)，對(duì)患者肌肉功能影響較小，受到臨床及患者的廣泛關(guān)注[40]。另外針對(duì)不同類型的骨折患者可選擇針對(duì)性的穿針?lè)绞?，其中穿針位置其中穿針位置包含橈骨莖突、尺骨莖突、下尺橈關(guān)節(jié)穿針等[41]。經(jīng)皮克氏針不僅可作為單獨(dú)的外固定方式，同時(shí)可成為石膏外固定或者外固定支架的輔助治療。與其他方式聯(lián)合使用后，克氏針可促進(jìn)小骨片復(fù)位或者翹起塌陷的關(guān)節(jié)面。有研究表明[42]，與單純石膏外固定相比，聯(lián)合經(jīng)皮克氏針固定治療效果更優(yōu)，尤其是在骨折復(fù)位的穩(wěn)定性及腕關(guān)節(jié)功能上具有重要意義。

3.3 外固定架固定 外固定架固定中包含非橋接外固定支架、超關(guān)節(jié)外固定支架2種，均能夠有效縮短患者關(guān)節(jié)僵硬及康復(fù)時(shí)間，促進(jìn)早日功能鍛煉，且2種支架治療的結(jié)果相比并無(wú)明顯差異，主要應(yīng)遵照患者骨折類型及適應(yīng)癥來(lái)選擇合適的固定器，其中針對(duì)關(guān)節(jié)外骨折或者牽連橈尺關(guān)節(jié)骨折的患者而言，可選擇關(guān)節(jié)周邊方式的外固定支架，并將直接遠(yuǎn)端的穿針位置確定在橈骨遠(yuǎn)端骨片上，近端確定在患者橈骨骨干距離骨折線3～4 cm位置[43-44]。另外針對(duì)存在橈腕關(guān)節(jié)受損或者橈尺關(guān)節(jié)受損的關(guān)節(jié)內(nèi)骨折患者，利用外固定架時(shí)需要超關(guān)節(jié)使用，其遠(yuǎn)端穿針位置確定在第2掌骨，而近端與關(guān)節(jié)周邊使用方式相似[45]。

一旦發(fā)生橈骨遠(yuǎn)端骨折后，其橈骨背側(cè)皮質(zhì)粉碎，且骨折端成角，出現(xiàn)重疊移位及嵌插現(xiàn)象，均可提升閉合復(fù)位、復(fù)位位置難以保持的困難程度。外固定架能夠保持骨端軸向牽引，減輕橈骨背側(cè)皮質(zhì)粉碎骨折端重疊移位現(xiàn)象，避免橈骨短縮造成的不穩(wěn)定現(xiàn)象產(chǎn)生[46-47]。因此針對(duì)嚴(yán)重橈骨粉碎性骨折患者，其橈骨短縮顯著，用盡早選擇外固定支架方式進(jìn)行治療[48]。而針對(duì)關(guān)節(jié)內(nèi)骨折選擇外固定支架時(shí)，應(yīng)聯(lián)合橈骨莖突經(jīng)皮穿針?lè)绞酵咨乒潭锕沁h(yuǎn)端的骨折塊，從而進(jìn)一步擴(kuò)增外固定支架的使用范圍。

3.4 切開復(fù)位內(nèi)固定 切開復(fù)位內(nèi)固定在復(fù)雜的關(guān)節(jié)內(nèi)骨折、Barton骨折等不穩(wěn)定骨折患者中至關(guān)重要。其中橈骨遠(yuǎn)端縮短大于2.5 mm時(shí)可提升尺骨負(fù)荷傳導(dǎo)11%～42%。臨床認(rèn)為橈骨遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)面移位大于2 mm，其局部應(yīng)力可提升27%～50%[49-50]。這時(shí)大多數(shù)應(yīng)力中心傳遞至尺骨，從而造成腕關(guān)節(jié)位置及運(yùn)動(dòng)發(fā)生改變，甚至可能增加腕關(guān)節(jié)創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)性，直接限制腕關(guān)節(jié)能力[51]。雖然近年來(lái)切開復(fù)位內(nèi)固定受到臨床的廣泛關(guān)注，但目前尚無(wú)有力證據(jù)證實(shí)內(nèi)固定較外固定有效，因此在選擇治療方式時(shí)，應(yīng)針對(duì)性選擇，切記盲目求新，導(dǎo)致手術(shù)治療擴(kuò)大化。

3.5 腕關(guān)節(jié)鏡輔助下復(fù)位固定 腕關(guān)節(jié)鏡輔助下復(fù)位固定屬于微創(chuàng)治療，不僅能夠降低骨與軟組織再次受損，同時(shí)可對(duì)關(guān)節(jié)面分離及移位進(jìn)行評(píng)價(jià)，并檢查腕關(guān)節(jié)韌帶。相關(guān)報(bào)道中顯示[52-53]，利用X線及腕關(guān)節(jié)鏡輔助下對(duì)骨折塊進(jìn)行復(fù)位，可有效平整關(guān)節(jié)面，且保證克氏針妥善固定，與單一X線透視復(fù)位相比效果更好[54]。但腕關(guān)節(jié)鏡存在一定局限性，針對(duì)急性損傷患者，其局部血腫尚未吸收完全，水腫未消退，因此不宜使用腕關(guān)節(jié)鏡進(jìn)行治療。另外腕關(guān)節(jié)鏡使用過(guò)程中，可能需要大量補(bǔ)液來(lái)沖洗腕關(guān)節(jié)，從而維持術(shù)野的清晰程度，加上對(duì)操作者的技術(shù)要求較高，操作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)可能引發(fā)較多并發(fā)癥。

4 問(wèn)題與展望

綜上所述，臨床上關(guān)于橈骨遠(yuǎn)端骨折的治療方式較多，均獲得了不同程度的療效，隨著醫(yī)療水平的迅猛發(fā)展，骨折治療進(jìn)入數(shù)字化及信息化時(shí)代，在現(xiàn)代生物力學(xué)研究成果的指導(dǎo)下，治療的方法不斷改善，因此要求臨床使用更多現(xiàn)代方式進(jìn)行治療，同時(shí)聯(lián)合患者具體病情，選擇針對(duì)性、安全簡(jiǎn)單的治療方式來(lái)獲得滿意結(jié)果。其中閉合復(fù)位石膏、外固定、克氏針固定等各項(xiàng)治療效果深入，客觀評(píng)估可明確各自適應(yīng)癥。對(duì)橈骨遠(yuǎn)端骨折治療新方法相繼提出，各類微創(chuàng)事業(yè)步入外科領(lǐng)域，并取得顯著成效。后續(xù)仍需有大量基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)及臨床療效進(jìn)一步驗(yàn)證及評(píng)估各自效果和相關(guān)并發(fā)癥，嚴(yán)格確定適應(yīng)癥。醫(yī)師對(duì)治療方式選擇上，需依據(jù)患者一般資料及適應(yīng)癥合理選擇，如客觀評(píng)估患者年齡、骨折類型、經(jīng)濟(jì)情況及對(duì)骨折預(yù)后要求，合理選擇正確治療對(duì)術(shù)后局部肢體功能恢復(fù)起著重要作用。術(shù)后仍需加強(qiáng)對(duì)患者患肢整體功能鍛煉，幫助患者恢復(fù)局部肢體功能。