一種微創(chuàng)縫合方式治療跟腱斷裂的生物力學研究

趙鵬 陳思婁 黃東

1 開灤總醫(yī)院（河北唐山063000）

2 廣東省第二人民醫(yī)院創(chuàng)傷外科（廣東廣州510220）

跟腱作為人體最強的肌腱，對于踝關節(jié)的運動具有重要意義，腓腸肌-比目魚肌復合體提供踝關節(jié)93%的跖屈功能，跟腱斷裂勢必引起踝跖屈受限明顯[1]，進而對患者生活帶來巨大影響。根據(jù)國外流行病學統(tǒng)計數(shù)據(jù)，急性跟腱斷裂發(fā)病率可達18/10 萬，并呈逐年增加趨勢[2]。自1977年Ma 和Griffith 采用微創(chuàng)縫合方式修復跟腱以來，眾多文獻表明，微創(chuàng)修復技術具有功能恢復快、并發(fā)癥少等優(yōu)點[3，4]。因此，微創(chuàng)技術修復跟腱極可能成為未來治療急性跟腱斷裂的主流方式。傳統(tǒng)“金標準”[5]跟腱修復方法采用跟腱上方大切口，尋找肌腱斷端將其完全暴露后Krachow[6]縫合。這種縫合方式雖然牢固，但由于對跟腱血供的破壞，術后傷口極不易愈合，進而延長恢復時間，延誤功能恢復最佳時機。目前，由Ma 和Griffith 提出的Ma-Griffith 縫合法[7]是臨床普遍采用的微創(chuàng)縫合線方法，但這種方法縫合強度較差，同時增加腓腸神經(jīng)損傷風險[8]。因此，為增加縫合強度，減輕肌腱血運破壞，簡化操作方式，本課題組發(fā)明了一種新型術式，即交叉縫合技術（the cross suture technique，CST），并通過生物力學實驗，比較分析CST與Ma-Griffith及Krachow縫合方法的生物力學優(yōu)劣，為跟腱的微創(chuàng)修復提供新方法。

1 材料和方法

1.1 一般資料

課題組自南方醫(yī)科大學解剖學實驗室購入18 具新鮮冷凍標本（男性，平均年齡35歲，死亡前跟腱無疾病及相關損傷）。每具標本實驗前解凍并保持濕潤，并將標本隨機分入Ma-Griffith 組、Krachow 組和CST 組，每組6具。

1.2 實驗方法

1.2.1 跟腱斷裂模型構建

每組標本在實驗前均平放于試驗臺上，助手協(xié)助使足部處于跖屈位保持跟腱緊張狀態(tài)，觸摸皮下跟腱位置，距足跟部向近端3 cm 處標記，手術刀直接于標記處切斷跟腱（見圖1），觸摸切斷跟腱處并確認此處具有空虛感。3 組共18 具實驗標本均進行上述操作，保證跟腱完全斷裂。

1.2.2 跟腱縫合修補

Ma-Griffith 組、Krachow 組縫合方式均按常規(guī)操作進行，縫合方式及縫合路徑示意圖見圖1、圖2。CST縫合術式詳細表述如下：①于跟腱空虛處橫向做一長約2 cm 切口，依次切開皮膚、皮下、深筋膜，小心切開腱周組織并盡量保持其完整性；②將卵圓鉗沿跟腱斷端處向近端插入并鉗夾跟腱斷端，向遠端輕柔牽拉跟腱直至跟腱斷端自切口處伸出，助手用止血鉗固定斷端，卵圓鉗順勢向近端插入約6 cm 并夾跟腱，50 ml 注射器針頭自卵圓鉗孔中上部穿過，兩條0.7 mm Ethibond縫線穿過注射器針孔，將針頭抽出但注意縫線不要一同帶出。將卵圓鉗經(jīng)斷端切口退出，導出縫線完成近端縫合，遠端按同樣方式導出兩條縫線；③自近端引出的1條縫線與遠端的1條縫線于跟腱上方交叉打結（見圖2紅色線），剩余2條縫線分別于跟腱兩側(cè)打結（見圖2綠色線），打結過程中注意保持合適的跟腱張力（踝關節(jié)置于中立位）；④將3組標本跟腱取出，并保持濕潤。

圖1 本課題組發(fā)明的縫合方式步驟：（A）距離跟腱3 cm切開跟腱，模擬跟腱斷裂。（B）將卵圓鉗自切口處伸入近端并夾緊斷裂肌腱斷端。（C）將50 ml注射器針頭自卵圓鉗孔中插入。（D～E）將2根0.7 mm Ethibond縫線自針頭內(nèi)部橫向穿過。（F）跟腱遠端同樣方式穿過兩根肌腱線。（G）將針頭拔出并將卵圓鉗抽出并打結。（H）去除周圍組織，顯示縫合后樣式。（I）上機實驗，縫合跟腱斷裂后圖片

圖2 3種縫合術式縫合路徑示意圖

1.2.3 生物力學實驗

將每組縫合后的跟腱標本固定于生物力學試驗機的夾具上，然后將跟腱定位在夾具的中心。兩個夾子之間的距離為20 cm，并在跟腱旁邊放置一個標尺，以測量跟腱的軸向形變量。將每組標本再次平均分為兩組進行兩類實驗。第一類實驗：設置循環(huán)牽拉載荷起始為30 N，終末為120 N，且分3 個階段進行，每個階段循環(huán)1000次，記錄每組跟腱在100次循環(huán)、1000次循環(huán)和斷裂時的形變量，以及斷裂時的載荷循環(huán)次數(shù)。第二類實驗：3組跟腱標本依次施加牽拉載荷直至標本斷裂，分別記錄斷裂時的負荷拉力數(shù)。

1.3 統(tǒng)計學分析

計算3組所測數(shù)值的平均值和標準偏差，以均數(shù)±標準差（±s）表示。采用SPSS13.0 統(tǒng)計學軟件（IBM公司，美國）對本研究數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學分析。載荷循環(huán)次數(shù)、軸向形變量等計量資料行兩組獨立樣本t檢驗；使用方差分析評估3 組之間的差異；P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 3 組縫合方式跟腱斷裂時載荷循環(huán)次數(shù)及負載拉力數(shù)比較

CST組和Krachow組標本在進入第3階段循環(huán)時斷裂。Krachow 組的平均載荷循環(huán)次數(shù)為2250 ± 41次；CST組為2215 ± 38次，Ma-Griffith 組標本未能進入第3次循環(huán)，平均載荷循環(huán)次數(shù)為1855 ± 52次。每兩組間比較，CST 組與Krachow 組之間差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），而CST組與Ma-Griffith組之間差異具有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。本研究結果顯示，CST組的縫合強度與Krachow相當，且兩者均優(yōu)于Ma-Griffith組。另外，3組的平均負載拉力數(shù)分別為：CST組372 ± 26 N，Kra?chow 組425 ± 31 N，而Ma-Griffith 組僅為176 ± 17 N。3 組縫合強度差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.001），可見Ma-Griffith組縫合強度最差。見表1。

表1 3組縫合方式跟腱斷裂時的載荷循環(huán)次數(shù)、負載拉力數(shù)比較

2.2 3組縫合方式跟腱軸向形變量比較

Ma-Griffith 組100 與1000 個循環(huán)周期平均軸向形變量分別為1.68 ± 0.74 mm、7.62 ± 1.81 mm；Kra?chow組為1.79 ± 0.56 mm、6.58 ± 0.58 mm；CST組為1.58 ± 0.53 mm、6.11 ± 0.76 mm。在100 與1000 個循環(huán)周期后3組跟腱標本軸向形變量差異無統(tǒng)計學意義（P=0.842，P=0.11），表明3 組在1000 個循環(huán)內(nèi)具有相似的抗變形能力。在最終斷裂后測量軸向形變量時，3 組之間差異具有統(tǒng)計學差異（P=0.007），CST 組（6.51 ± 0.96 mm）和Krachow 組（6.79 ± 0.88 mm）之間的跟腱軸向形變量差異無統(tǒng)計學意義，但以上兩者與Ma-Griffith 組（8.96 ± 1.7 mm）比較差異顯著。見表2。結果表明，CST 組和Krachow 組具有良好的抗形變能力。

表2 各循環(huán)階段跟腱軸向形變量（mm）

3 討論

3.1 急性閉合性跟腱斷裂治療方式選擇及優(yōu)缺點

急性閉合性跟腱斷裂的治療方案一直是爭議的焦點。有文獻報道，通過保守治療如石膏制動、消腫止痛等措施完全可使斷裂的跟腱愈合[9]。美國骨科醫(yī)師協(xié)會（AAOS）2010年發(fā)布的《急性跟腱斷裂臨床治療指南》［10］將保守治療作為可選方法。但是Keating 等通過研究發(fā)現(xiàn)跟腱斷裂保守治療后的再斷裂率為9.8%[11]，高于手術治療的5.1%。而Nilsson-Helander 等[12]進行前瞻性對照研究發(fā)現(xiàn)，采用保守治療與手術縫合跟腱，后期跟腱再斷裂率和功能評分方面比較差異無統(tǒng)計學意義。雖然對于治療方式存在爭論，但目前對青年人急性閉合跟腱斷裂的治療方式更傾向于手術治療[13]。

臨床傳統(tǒng)跟腱縫合方式為開放式縫合，即切開皮膚，充分顯露跟腱斷端，直視下縫合跟腱斷端。但由于跟腱解剖位置特殊，局部軟組織覆蓋較少，血供差，容易受到破壞，常常出現(xiàn)傷口不愈合或再次斷裂等并發(fā)癥。相比傳統(tǒng)修復術式，微創(chuàng)治療雖然具有對跟腱表面血液供應的損害較小，并且術后傷口感染率顯著降低等優(yōu)點[14]，但由于其操作術野小，操作空間窄，增加手術難度的同時腓腸神經(jīng)損傷風險增加，且由于切口限制，跟腱的縫合強度不高，術后往往在病人康復訓練期間發(fā)生再次撕裂[15-19]。為避免二次斷裂，即便進行微創(chuàng)縫合，術后的一段時間內(nèi)仍需將其進行外固定，延長康復時間，增加了踝關節(jié)僵硬發(fā)生概率[20]。

3.2 CST縫合方法的優(yōu)勢與缺點

本課題組通過模仿康復過程中的肌腱拉伸過程進行縫合強度測試，結果顯示，Ma-Griffith 組全部于測試的第二階段斷裂，在CST組，修復后的跟腱全部進入第三次循環(huán)的測試，平均2015 次循環(huán)后斷裂；開放縫合Krachow 組，修復后跟腱平均于2250個周期斷裂，并且CST組與Krachow組差異并無統(tǒng)計學意義?？梢姡瑸槲?chuàng)縫合術式，利用CST 方式縫合強度明顯優(yōu)于Ma-Griffith。并且，CST 組與Krachow 組的縫合強度相似。在承受最大載荷試驗中，CST 同樣優(yōu)于Ma-Griffith，雖然強度低于Krachow，但足以應對臨床患者的康復訓練。因此，采用CST 縫合方法可以充分的縫合強度供患者進行康復訓練。

修復后的跟腱經(jīng)過拉伸會發(fā)生形變而導致背伸無力。在本實驗中，通過對跟腱軸向形變量的測量，三種縫合方法在1000次循環(huán)內(nèi)的軸向形變量無顯著差異，但當循環(huán)繼續(xù)增加時，Ma-Griffith 修補方式抗形變能力逐漸下降，而對于臨床跟腱修復術后的康復鍛煉，抵抗1000次循環(huán)內(nèi)的形變顯然是不足的。故使用CST與Krachow 修復方式縫合跟腱，能更好地抵抗跟腱形變，防止跟腱延長。但Krachow 縫合技術是以開放手術為基礎的術式，因此，CST術式優(yōu)勢明顯。

修補跟腱時，為保證斷端間能緊密貼合，收緊縫線時會刻意使斷端間產(chǎn)生隆起，CTS 縫合方式利用此隆起作為支點，不僅提供抵抗跟腱長軸的分裂拉力，而且可以提供垂直于跟腱長軸的壓力。因縫線另一側(cè)為脛骨骨面，此壓力在踝關節(jié)伸展延長時將跟腱壓向骨面，抑制跟腱斷端因受力方向差異產(chǎn)生外翻趨勢，進而促進跟腱愈合（圖3）。并且，本縫合方式無需特殊器械，相比既往報道的跟腱微創(chuàng)吻合器[21]，本縫合方式所采用的縫合器械僅為卵圓鉗及注射器針頭，為手術室常規(guī)器械。因此，CTS縫合方式具有經(jīng)濟、實用等優(yōu)點。

圖3 縫線縫合后受力示意圖

臨床較為常見的跟腱撕裂類型為馬尾狀撕裂，而本研究所制造的跟腱斷裂模型為橫斷完全斷裂，本課題組認為因跟腱馬尾狀撕裂患者跟腱纖維可能存有部分相連，利用CST 方式縫合后的跟腱強度應更加堅強且愈合效果更佳，具體效果需進一步實驗研究。

4 總結

雖然CST 術式具有明顯優(yōu)勢，但其對神經(jīng)的損傷仍無法完全避免?？赏ㄟ^輕柔的手術操作盡量避免，如在卵圓鉗向近端尋找斷端時盡量輕柔、卵圓鉗向近端伸進時盡量緊貼跟腱表面等。并且，CTS 縫合方式缺乏臨床實驗，但生物力學實驗結果表明其效果良好，值得推廣。