脛骨平臺(tái)塌陷骨折復(fù)位植骨內(nèi)固定導(dǎo)向裝置的研制與應(yīng)用

呂宏升，周甜甜，張漢權(quán)，盧健敏，黃丹霞，林梅琴，董學(xué)峰

（泉州醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校臨床醫(yī)學(xué)院康復(fù)教研室，福建泉州 362000）

0 引言

脛骨平臺(tái)骨折是一種常見的損傷，約占所有骨折的1%，發(fā)生率為10.3/100 000[1-2]。高能量損傷（道路交通事故）的青年人和低能量損傷（簡(jiǎn)單跌倒）的老年人是發(fā)生脛骨平臺(tái)塌陷骨折的主要人群，其發(fā)生機(jī)制為脛骨近端軸向載荷力和冠狀面（內(nèi)翻/外翻）扭轉(zhuǎn)力同時(shí)作用于膝關(guān)節(jié)，導(dǎo)致關(guān)節(jié)剪切和凹陷以及機(jī)械軸錯(cuò)位[3]。如果不能及時(shí)解剖復(fù)位并且繼續(xù)進(jìn)行日常生活活動(dòng)，會(huì)加速軟骨磨損，造成成角畸形、膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)和創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎等后果，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量[4]。傳統(tǒng)手術(shù)通常需要大切口來暴露骨折端，甚至對(duì)于單純的部分塌陷骨折還要切開一部分完好的皮質(zhì)骨，這樣不僅術(shù)中出血量增加，術(shù)后出現(xiàn)關(guān)節(jié)僵硬和屈伸功能障礙的概率也大大增加[5]。近年來，關(guān)節(jié)鏡微創(chuàng)手術(shù)在骨科創(chuàng)傷中得到了廣泛的應(yīng)用，但是在沒有工具輔助的情況下很難維持關(guān)節(jié)面的穩(wěn)定性和完整性，從而大大降低了手術(shù)的精確性和規(guī)范性[6]。為了提高脛骨平臺(tái)塌陷骨折復(fù)位植骨內(nèi)固定術(shù)的效率并增強(qiáng)手術(shù)效果，研發(fā)一種新型的手術(shù)輔助裝置是極其必要的。目前，國(guó)內(nèi)外鮮有此類裝置的報(bào)道，張震等[7]對(duì)市售空心環(huán)鋸及打入器進(jìn)行加工，設(shè)計(jì)了導(dǎo)向復(fù)位植骨器，但是該導(dǎo)向裝置無法根據(jù)患者骨折情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且在使用時(shí)需要借助外力固定，長(zhǎng)期效果不確定。為克服上述導(dǎo)向裝置的缺陷，本研究設(shè)計(jì)一種脛骨平臺(tái)塌陷骨折復(fù)位植骨內(nèi)固定導(dǎo)向裝置，不僅外形穩(wěn)固，還能在術(shù)中隨時(shí)調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)解剖復(fù)位、充分植骨和內(nèi)固定。

1 導(dǎo)向裝置設(shè)計(jì)

1.1 設(shè)計(jì)要求

該導(dǎo)向裝置需要達(dá)到以下設(shè)計(jì)要求：（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便組裝和拆卸；（2）制作技術(shù)要求低，原材料容易獲取，加工程序簡(jiǎn)單且價(jià)格適宜；（3）穩(wěn)定，能抵抗一定的旋轉(zhuǎn)和軸向力。

1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

該導(dǎo)向裝置由螺釘、克氏針導(dǎo)向器、克氏針、倒“T”字形頂棒、倒“T”字形環(huán)鑿5個(gè)部分構(gòu)成（如圖1所示），其中克氏針導(dǎo)向器通過安裝于頂棒上的螺釘固定于頂棒上，與頂棒貼合，位于環(huán)鑿的把手側(cè)；克氏針穿過克氏針導(dǎo)向器上的孔洞固定在克氏針導(dǎo)向器上；頂棒外徑與環(huán)鑿內(nèi)徑匹配，從環(huán)鑿把手側(cè)的孔洞中穿過環(huán)鑿，尖端抵達(dá)工作區(qū)域，并與克氏針交匯。

1.3 設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)

脛骨平臺(tái)塌陷骨折后，臨床上常采用的措施是先在平臺(tái)下做一切口，然后用骨刀或者刮匙將塌陷骨塊撬拔復(fù)位，再在骨折面下植入自體骨或人工骨，最后選擇合適的方法進(jìn)行內(nèi)固定。本研究設(shè)計(jì)的導(dǎo)向裝置可以很好地克服手術(shù)過程中的幾個(gè)技術(shù)難點(diǎn)，其具體優(yōu)勢(shì)如下：（1）脛骨平臺(tái)塌陷骨折后產(chǎn)生的碎片很容易嵌進(jìn)松質(zhì)骨，再加上缺乏軟組織附著，將這些碎片復(fù)位的難度很高。傳統(tǒng)的手術(shù)方法很難實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)復(fù)位，具有再次塌陷的風(fēng)險(xiǎn)，而且需要切開關(guān)節(jié)，創(chuàng)傷較大、感染風(fēng)險(xiǎn)高。而在關(guān)節(jié)鏡的輔助下將克氏針打入塌陷骨折處，再通過擊打頂棒內(nèi)芯可以很好地將塌陷的骨塊頂起到正常位置，從而達(dá)到精準(zhǔn)復(fù)位的目的。（2）進(jìn)行顆粒植骨時(shí)內(nèi)固定非常困難，定位不準(zhǔn)確，容易傷及正常關(guān)節(jié)面和其他組織。該導(dǎo)向裝置中的環(huán)鑿可以環(huán)形鑿開部分骨皮質(zhì)和松質(zhì)骨，同時(shí)可以將鑿下的骨皮質(zhì)和松質(zhì)骨敲打進(jìn)骨隧道作為植骨使用，不但減少了植骨量，而且增加了對(duì)塌陷骨塊的支撐力。該導(dǎo)向裝置中的克氏針導(dǎo)向器可以根據(jù)植骨塊的位置打入克氏針，再通過環(huán)鑿植入骨顆粒，并在隧道口旋入擠壓螺釘固定，同時(shí)可以在克氏針導(dǎo)向器引導(dǎo)下平行于關(guān)節(jié)面打入克氏針，旋入支撐螺釘，從而使內(nèi)固定非常穩(wěn)固。此外，根據(jù)克氏針導(dǎo)向器的設(shè)計(jì)，可以同時(shí)以不同角度打入多根克氏針，使得塌陷骨塊關(guān)節(jié)面下可置入多枚空心螺釘，形成“竹排”效果，防止塌陷骨塊復(fù)位丟失。（3）在關(guān)節(jié)鏡和導(dǎo)向裝置的輔助下，可以清楚地看到關(guān)節(jié)腔內(nèi)的骨折情況，快速復(fù)位，明顯縮短手術(shù)時(shí)間，并且手術(shù)切口小，幾乎不影響周圍軟組織及血管，加速了平臺(tái)塌陷骨折的恢復(fù)進(jìn)程。（4）該導(dǎo)向裝置是基于正常人和脛骨平臺(tái)塌陷骨折患者的CT原始數(shù)據(jù)進(jìn)行3D建模，利用Rhino等3D設(shè)計(jì)軟件完成，并且制作材料為不銹鋼，是可以正常消毒反復(fù)使用的器械，不需要每人定制，可以適用于絕大多數(shù)普通身高、體質(zhì)量的患者。這種方式改變了傳統(tǒng)醫(yī)生在設(shè)計(jì)和改進(jìn)臨床所需的器械設(shè)備時(shí)需要請(qǐng)專業(yè)人員來繪制草圖并加工試制的方式，節(jié)約了大量的時(shí)間和資金成本。

2 使用方法

該導(dǎo)向裝置用于輔助脛骨平臺(tái)塌陷骨折復(fù)位植骨內(nèi)固定（使用模擬如圖2所示），使用對(duì)象須符合以下標(biāo)準(zhǔn)：（1）納入標(biāo)準(zhǔn)：①Schazker分型Ⅲ型脛骨平臺(tái)骨折；②骨折移位；③平臺(tái)塌陷＞2 mm。（2）排除標(biāo)準(zhǔn)：①年齡小于18歲或大于70歲者；②開放骨折及傷前膝關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍＜90°的患者；③有重度骨質(zhì)疏松，骨腫瘤、骨性關(guān)節(jié)炎關(guān)節(jié)間隙狹窄等可能影響手術(shù)方式的患者；④患膝局部感染者。

圖2 三維切面使用模擬圖

操作方法如下：（1）通過關(guān)節(jié)鏡探查膝關(guān)節(jié)，找到骨折塌陷處，將交叉韌帶重建脛骨骨道定位器尖端放置在骨折塊中心，調(diào)整定位器角度和導(dǎo)向裝置角度一致，之后將交叉韌帶定位器克氏針導(dǎo)管固定于脛骨皮質(zhì)端，電鉆旋入克氏針，針尖剛好穿出關(guān)節(jié)面軟骨。（2）組裝導(dǎo)向裝置，將頂棒內(nèi)芯和環(huán)鑿（環(huán)鑿的直徑一般設(shè)定為8 mm，既能夠通過頂棒，又不會(huì)太粗，還能夠旋入8～10 mm直徑的擠壓螺釘固定植骨塊；長(zhǎng)度主要通過正常人脛骨長(zhǎng)度比例來確定）套入定位克氏針，旋轉(zhuǎn)內(nèi)芯尖端使之抵住脛骨皮質(zhì)，旋轉(zhuǎn)出環(huán)鑿把手，擊打環(huán)鑿把手使之穿過脛骨內(nèi)側(cè)骨皮質(zhì)。（3）固定環(huán)鑿，旋轉(zhuǎn)頂棒內(nèi)芯，使得內(nèi)芯尖端斜面平行關(guān)節(jié)面，擊打頂棒內(nèi)芯把手，將環(huán)鑿鑿下來的骨塊沿著定位克氏針方向推頂至脛骨平臺(tái)塌陷骨塊下方（根據(jù)導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)，頂棒尖端和克氏針尖端在軟骨下方交匯），將塌陷骨塊沿克氏針方向頂起至正常解剖位置。（4）拔出頂棒和定位克氏針，沿環(huán)鑿內(nèi)植入人工骨或者自體骨顆粒，用頂棒推頂、打?qū)?。?）安裝平行關(guān)節(jié)面的克氏針導(dǎo)向器（交叉韌帶定位器打入導(dǎo)針的時(shí)候選擇和導(dǎo)向裝置一樣的角度），旋緊螺釘固定好導(dǎo)向裝置，根據(jù)植骨塊和塌陷骨塊位置，平行脛骨平臺(tái)關(guān)節(jié)面打入2～3根克氏針，拆除導(dǎo)向裝置，平行脛骨平臺(tái)旋入空心螺釘至對(duì)側(cè)骨皮質(zhì)。（6）拔除克氏針和環(huán)鑿，再次植入碎骨塊至骨隧道口，旋入擠壓螺釘固定。需要注意的是，對(duì)于脛骨平臺(tái)大面積塌陷，要提前通過手術(shù)模擬軟件重建CT數(shù)據(jù)并規(guī)劃好進(jìn)針位置，必要時(shí)可以考慮通過雙隧道（內(nèi)側(cè)和外側(cè)）復(fù)位和植骨。

3 臨床應(yīng)用

選取2020年3月至2022年2月到泉州醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校附屬人民醫(yī)院就診的符合上述標(biāo)準(zhǔn)的脛骨平臺(tái)骨折患者40例，隨機(jī)分為治療組和對(duì)照組（每組20例），治療組在關(guān)節(jié)鏡下使用導(dǎo)向裝置進(jìn)行植骨復(fù)位內(nèi)固定術(shù)，對(duì)照組行傳統(tǒng)切開復(fù)位內(nèi)固定術(shù)。術(shù)后統(tǒng)計(jì)每組患者的平均手術(shù)時(shí)間，術(shù)后6個(gè)月統(tǒng)計(jì)每組患者的骨折愈合率以及創(chuàng)傷后關(guān)節(jié)炎、膝關(guān)節(jié)僵直、深靜脈血栓等并發(fā)癥的發(fā)生率。本試驗(yàn)已通過泉州醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，并且所有入組患者均在試驗(yàn)前簽署了知情同意書。

采用SPSS 25.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)量資料和計(jì)數(shù)資料分別表示為xˉ±s、%。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料采用χ2檢驗(yàn)。P＜0.05代表差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

術(shù)前2組患者在年齡、性別及部位等方面的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性。術(shù)后治療組的手術(shù)時(shí)間較對(duì)照組縮短，并且術(shù)后6個(gè)月治療組的骨折愈合率高于對(duì)照組，而并發(fā)癥發(fā)生率低于對(duì)照組，差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），詳見表1。綜上，在關(guān)節(jié)鏡下使用該導(dǎo)向裝置可以有效縮短手術(shù)時(shí)間，提高骨折愈合率并降低并發(fā)癥發(fā)生率。

表1 2組患者手術(shù)時(shí)間、愈合率和并發(fā)癥發(fā)生率比較

4 討論及展望

目前，脛骨平臺(tái)塌陷骨折的手術(shù)指征尚不明確。有研究認(rèn)為關(guān)節(jié)塌陷＜2 mm、骨折移位＜5 mm可以采取保守治療[8]。然而，目前大多數(shù)研究者認(rèn)為只有極少數(shù)幾乎沒有移位和凹陷的骨折可以完全免于手術(shù)，否則關(guān)節(jié)軟骨磨損速度會(huì)加快，造成關(guān)節(jié)退變和創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎等一系列不可逆轉(zhuǎn)的后果[9]。因此，盡可能完善地修復(fù)關(guān)節(jié)面、恢復(fù)下肢正常力線、塌陷部分的充分植骨以及穩(wěn)固的內(nèi)固定對(duì)于患者的預(yù)后至關(guān)重要[10]。然而，目前對(duì)于何種手術(shù)方式效果最佳尚缺乏統(tǒng)一系統(tǒng)的研究[11]。在脛骨平臺(tái)塌陷骨折的復(fù)位和內(nèi)固定過程中，傳統(tǒng)手術(shù)和關(guān)節(jié)鏡下的微創(chuàng)手術(shù)共同的缺點(diǎn)就是不夠精確。在缺乏工具輔助的情況下通常會(huì)存在視野盲區(qū)，導(dǎo)致開骨窗的位置不準(zhǔn)確，這時(shí)就需要擴(kuò)大切口，不僅會(huì)損害更多的軟組織，還會(huì)導(dǎo)致植骨量增加，給患者帶來身體和經(jīng)濟(jì)層面的雙重負(fù)擔(dān)。脛骨平臺(tái)塌陷骨折復(fù)位植骨內(nèi)固定導(dǎo)向裝置彌補(bǔ)了上述手術(shù)的缺陷，改進(jìn)了現(xiàn)有手術(shù)工具的不足，在優(yōu)化脛骨平臺(tái)塌陷骨折手術(shù)方案的同時(shí)，還能為其他部位的骨折治療提供一個(gè)新的思路。

綜上，脛骨平臺(tái)塌陷骨折復(fù)位植骨內(nèi)固定導(dǎo)向裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、手術(shù)操作可行性強(qiáng)、準(zhǔn)確度高和創(chuàng)傷小等特點(diǎn)，并且臨床應(yīng)用效果良好。未來，該導(dǎo)向裝置還可以聯(lián)合3D打印技術(shù)進(jìn)行臨床模擬[12]，加強(qiáng)手術(shù)的安全性和有效性，為后續(xù)的臨床研究奠定基礎(chǔ)。然而，該導(dǎo)向裝置也存在局限性：（1）本研究只探討了導(dǎo)向裝置對(duì)SchazkerⅢ型脛骨平臺(tái)骨折的應(yīng)用效果，對(duì)于其他分型骨折的效果尚不明確；（2）采用導(dǎo)向裝置進(jìn)行骨折復(fù)位植骨內(nèi)固定術(shù)要求后方骨皮質(zhì)完整，不適用于后側(cè)平臺(tái)骨折手術(shù)，因這種骨折后方需要支撐鋼板，單純鏡下復(fù)位、平行螺釘固定不能解決問題；（3）不適合處理脛骨平臺(tái)爆裂骨折。因此，未來還要進(jìn)一步研究改進(jìn)，以適應(yīng)更多的骨折分型。