外固定和內(nèi)固定對股骨骨折患者生物力學(xué)的影響比較

張小克 魏冰 應(yīng)春寧 劉奕兵

[摘要] 目的 探討外固定和內(nèi)固定對股骨骨折患者生物力學(xué)的影響。方法 選擇2017年1月至2018年6月浙江省永康市第一人民醫(yī)院收治的80例股骨骨折患者進(jìn)行研究，隨機分為外固定組（n=40）和內(nèi)固定組（n=40）。外固定組接受外固定術(shù)，內(nèi)固定組接受內(nèi)固定術(shù)。統(tǒng)計兩組的一般臨床資料，比較兩組術(shù)中指標(biāo)、股骨生物力學(xué)指標(biāo)、術(shù)后關(guān)節(jié)功能、并發(fā)癥發(fā)生率。 結(jié)果 兩組手術(shù)時長、愈合時間、關(guān)節(jié)功能、愈合延遲的發(fā)生率比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）;外固定組術(shù)中出血量明顯少于內(nèi)固定組（P<0.05）;外固定組接骨板、股骨、螺桿的步態(tài)最大應(yīng)力及爬樓梯最大應(yīng)力明顯大于內(nèi)固定組（P<0.05），兩組骨折區(qū)域步態(tài)最大應(yīng)力、爬樓梯最大應(yīng)力、股骨各部位的最大位移比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）;外固定組感染率及再骨折發(fā)生率均明顯高于內(nèi)固定組（P<0.05）。 結(jié)論 外固定和內(nèi)固定對股骨骨折均有較好的治療效果，外固定股骨各部位應(yīng)力大于內(nèi)固定，臨床可根據(jù)患者的病情需要選擇適宜的固定方式。

[關(guān)鍵詞] 外固定;內(nèi)固定;股骨骨折;生物力學(xué)

[中圖分類號] R683.4? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] B? ? ? ? ? [文章編號] 1673-9701（2022）12-0072-04

[Abstract] Objective To compare the biomechanical effects of external fixation and internal fixation in patients with femoral fracture. Methods Eighty patients with femoral fracture admitted to the First People′s Hospital of Yongkang in Zhejiang Province from January 2017 to June 2018 were randomly divided into the external fixation group （n=40） and the internal fixation group（n=40）.The external fixation group received external fixation， and the internal fixation group received internal fixation. The general clinical data of the two groups were statistically analyzed. The intraoperative indicators，femoral biomechanical indicators， postoperative joint function， and incidence of complications were compared between the two groups. Results There was no significant difference in the operation time， healing time， joint function， and the incidence rate of delayed healing between the two groups （P>0.05）. The intraoperative blood loss in the external fixation group was significantly less than in the internal fixation group （P<0.05）. The maximum gait stress and stair climbing maximum stress of the bone plate， femur， and screw in the external fixation group were significantly greater than those in the internal fixation group（P<0.05）.There was no significant difference in the maximum gait stress，stair climbing maximum stress，and the maximum displacement of each femur part between the two groups（P>0.05）.The infection rate and the incidence rate of refracture in the external fixation group were significantly higher than those in the internal fixation group（P<0.05）. Conclusion Both external fixation and internal fixation have an excellent therapeutic effect on femoral fracture. The stress in each part of the femur for external fixation is more significant than internal fixation. Clinically， the appropriate fixation method can be selected according to the patient′s condition.

[Key words] External fixation; Internal fixation; Femoral fracture; Biomechanics

股骨可將人體上身的重量傳遞至下肢，解剖位置極為重要，主要承受壓力、張力、剪力、錯位力、平切力等外力，在受到外界撞擊后，內(nèi)部肌肉作用于股骨的力量可為體重的數(shù)倍，易造成骨折[1-2]。股骨干骨折是骨科臨床中下肢骨折常見的一種，保守治療患者需長期臥床、下肢制動，且復(fù)位后的穩(wěn)定性較差、并發(fā)癥多，治療效果不佳[3]，且股骨周邊有大量肌肉組織，發(fā)生骨折后，若斷端移位嚴(yán)重，不及時復(fù)位，可引起嚴(yán)重后果，如股四頭肌肌力變化、膝關(guān)節(jié)功能障礙等[4-5]。內(nèi)固定術(shù)對骨折周邊軟組織具有較好的保護(hù)作用，可減輕周邊組織的損傷;而外固定術(shù)可使骨折斷端的骨膜、血運等免受破壞，且固定作用較牢固[6]。目前，股骨骨折術(shù)后的固定方式尚未統(tǒng)一，本研究比較外固定和內(nèi)固定對股骨骨折患者生物力學(xué)的影響，以期為臨床固定方式的選擇提供參考，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇2017年1月至2018年6月浙江省永康市第一人民醫(yī)院收治的股骨干骨折患者進(jìn)行研究。納入標(biāo)準(zhǔn)[7]：符合股骨骨折臨床診斷標(biāo)準(zhǔn);未合并其他部位的骨折/脫位;意識清楚可配合研究。排除標(biāo)準(zhǔn)[7]：粉碎性骨折、開放性骨折、陳舊性骨折等;由原發(fā)性/轉(zhuǎn)移性腫瘤引發(fā)的骨折;合并重要器官如心臟、腎臟、肝臟等損傷;伴有嚴(yán)重感染;合并嚴(yán)重骨性關(guān)節(jié)炎或長期臥床，下肢行走功能喪失;意識障礙或有精神類疾病，無法配合研究者。共納入80例股骨干骨折患者進(jìn)行研究，隨機分為外固定組和內(nèi)固定組，每組各40例。本研究已經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會審核并通過，研究對象均簽署知情同意書。

1.2 方法

收集兩組患者的一般臨床資料，如年齡、性別、患肢（左/右）、體質(zhì)量指數(shù)（BMI）、受傷至接受手術(shù)的時間等。兩組患者術(shù)前骨折情況見圖1。

外固定組患者進(jìn)行局麻/椎管內(nèi)麻醉，取仰臥位，牽引患肢的外側(cè)，進(jìn)行閉合手法復(fù)位，若操作成功，即可安裝外固定支架，若操作不成功，需在骨折處對應(yīng)的大腿前外側(cè)切4 cm切口，將骨折斷端在直視下復(fù)位，并在骨折的遠(yuǎn)端、近端分別進(jìn)行定位，置入2枚平行的皮質(zhì)螺紋針，最后安裝外固定支架，固定螺母及連桿。再次對骨折位置、固定處進(jìn)行透視，沖洗切口并縫合。

內(nèi)固定組患者經(jīng)全麻/連續(xù)硬膜外麻醉，取仰臥位，牽引患肢的外側(cè)，透視拍攝患肢骨折處，在骨折處對應(yīng)的大腿前外側(cè)切4 cm切口，將骨折斷端在直視下復(fù)位，在骨折遠(yuǎn)端的大腿內(nèi)側(cè)和外側(cè)各置入1枚髓內(nèi)釘，將骨折的斷端進(jìn)行固定。再次對骨折位置、固定處進(jìn)行透視，固定滿意后，完成切口的沖洗及縫合。

兩組患者的術(shù)后復(fù)查情況見圖2，兩組患者的術(shù)后1年情況見圖3，內(nèi)固定組拆除內(nèi)固定后見圖4。

1.3 觀察指標(biāo)及評價標(biāo)準(zhǔn)

①統(tǒng)計兩組的手術(shù)操作時間、術(shù)中出血量及術(shù)后骨折愈合時間，骨折愈合標(biāo)準(zhǔn)為，患處局部無壓痛/縱向叩擊痛、無活動異常、影像學(xué)發(fā)現(xiàn)形成連續(xù)性骨痂且骨折線模糊、可平地行走3 min且多于30步、連續(xù)2周患處無變形。②對膝關(guān)節(jié)功能進(jìn)行美國特種外科醫(yī)院評分（hospital for special surgery，HSS）[8]，膝關(guān)節(jié)可完全伸直、屈曲120°、無疼痛/成角、短縮<1 cm為優(yōu);可完全伸直、屈曲90°、輕微疼痛/成角、短縮<2 cm為良;差10°伸直、活動范圍>60°、經(jīng)常疼痛、內(nèi)外角<10°、短縮<3 cm為尚可;差10°伸直、活動范圍<60°、明顯疼痛、內(nèi)外角>10°、短縮>3 cm為差。（優(yōu)良率=優(yōu)+良）例數(shù)/總例數(shù)×100%;③對髖關(guān)節(jié)功能進(jìn)行Harris髖關(guān)節(jié)評分（harris hip score）[9]，根據(jù)髖關(guān)節(jié)有無疼痛、功能活動情況、患側(cè)肢體有無畸形得分，滿分100分，90～100分為優(yōu)，80～89分為良，70～79分為中，<70分為差，優(yōu)良率=（優(yōu)+良）例數(shù)/總例數(shù)×100%。④根據(jù)橋接組合式內(nèi)固定系統(tǒng)測定兩組股骨多部位的步態(tài)最大應(yīng)力、步態(tài)最大位移、爬樓梯最大應(yīng)力、爬樓梯最大位移[10]。⑤比較兩組的并發(fā)癥，如感染、再骨折、愈合延遲等的發(fā)生率。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS 22.0統(tǒng)計學(xué)軟件對本次研究的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計處理分析，計量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，采用t檢驗;計數(shù)資料采用χ2檢驗，P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組患者的一般臨床資料比較

兩組患者的一般臨床資料比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。見表1。

2.2 兩組患者的手術(shù)情況及愈合時間比較

外固定組的術(shù)中出血量明顯少于內(nèi)固定組（P<0.05）。兩組的手術(shù)時間及愈合時間比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。見表2。

2.3 兩組患者治療后膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)評分優(yōu)良率比較

兩組患者的治療后膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)評分優(yōu)良率比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。見表3。

2.4 兩組患者的股骨各部位最大應(yīng)力及最大位移比較

外固定組接骨板、股骨、螺桿的步態(tài)最大應(yīng)力及爬樓梯最大應(yīng)力明顯大于內(nèi)固定組（P<0.05），兩組的骨折區(qū)域、股骨各部位的步態(tài)最大應(yīng)力及爬樓梯最大應(yīng)力比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。見表4。

2.5 兩組不良反應(yīng)發(fā)生率比較

外固定組感染率明顯高于內(nèi)固定組（P<0.05），再骨折發(fā)生率明顯高于內(nèi)固定組（P<0.05），兩組的愈合延遲發(fā)生率比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。見表5。

3 討論

股骨骨折在臨床外科中較為常見，是較為容易發(fā)生骨折的部位，因股骨是連接上半身和下半身的重要位置，承受大量的壓力、張力、剪力、錯位力、平切力等，在受到外界撞擊后，內(nèi)部肌肉作用于股骨的力量可為體重的數(shù)倍，易造成骨折。由于股骨解剖位置極為重要，股骨骨折的治療更需引起重視，股骨干骨折是股骨骨折中較為常見的一種，若治療失當(dāng)，可引發(fā)畸形、嚴(yán)重疼痛、關(guān)節(jié)活動障礙、創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎等多種不良并發(fā)癥，甚則致殘、致死。目前，手術(shù)治療是股骨干骨折的主要方式，可分為外固定術(shù)、內(nèi)固定術(shù)等多種。

內(nèi)固定術(shù)是用金屬螺釘、鋼板、髓內(nèi)針、鋼絲或骨板等物直接在斷骨內(nèi)或外面將斷骨連接固定起來。這種手術(shù)多用于骨折斷裂嚴(yán)重需要切開復(fù)位，以保持骨折端的復(fù)位。據(jù)報道，大部分股骨干骨折采用內(nèi)固定術(shù)后可取得良好效果，內(nèi)固定具有牢固、創(chuàng)傷性小等優(yōu)勢[11-13]，但操作過程中易破壞骨量、且對醫(yī)師技術(shù)要求較高、材料昂貴[14-15]。對骨量流失較多、破碎性較大的骨折，無法耐受麻醉的患者可采用外固定術(shù)[16-17]，可保護(hù)骨折斷端附近的軟組織、骨膜及血液循環(huán)，相對較牢固[18-19]，但外固定支架的針道不便于護(hù)理、影響穿衣行動、攜帶不便，甚則支架松動、感染。但外固定也有其優(yōu)勢，主要在于外固定術(shù)可使骨折斷端的骨膜、血運等免受破壞，且固定作用較牢固[20-21]。本研究顯示，兩組患者的手術(shù)操作時間及術(shù)后骨折愈合時間無明顯差異，外固定組的術(shù)中出血量明顯少于內(nèi)固定組，可見，內(nèi)固定組對骨量破壞較大。兩組患者的治療后髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)功能評分未見明顯差異，可見，兩種手術(shù)方式均可取得較好治療效果，髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)功能恢復(fù)較好。

本研究顯示，兩組患者的步態(tài)最大應(yīng)力、爬樓梯最大應(yīng)力均出現(xiàn)在螺桿部位，其次是接骨板處，股骨及骨折區(qū)域應(yīng)力較小。其中，外固定組接骨板、股骨、螺桿的步態(tài)最大應(yīng)力及爬樓梯最大應(yīng)力明顯大于內(nèi)固定組，兩組的骨折區(qū)域應(yīng)力比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05），兩組的股骨各部位步態(tài)最大位移、爬樓梯最大位移比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。外固定組的再骨折及感染發(fā)生率均明顯高于內(nèi)固定組，可見，外固定支架的牢固性不如內(nèi)固定組，骨折處固定不牢易出現(xiàn)再次骨折，且外固定架護(hù)理不當(dāng)易引發(fā)感染。兩組的愈合延遲發(fā)生率比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。

綜上所述，外固定和內(nèi)固定對股骨骨折均有較好的治療效果，內(nèi)固定對骨量的破壞較大，而外固定術(shù)后具有感染、再骨折的風(fēng)險，外固定股骨各部位應(yīng)力大于內(nèi)固定，臨床可根據(jù)患者的病情需要選擇適宜的固定方式，由于本研究樣本量較小，兩種固定方式的優(yōu)劣仍需進(jìn)一步研究。

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（收稿日期：2021-04-15）