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ChineseJournalofReparativeandReconstructiveSurgery,April2010,Vol.24,No.4492髌骨下极骨折的手术治疗现状张兴琳陈旭姜俊杰贾培桐周智勇孙涛刘绍贤【摘要】目的阐述髌骨下极骨折治疗的进展,分析治疗现状,并探讨存在的问题及进一步研究方向。方法广泛查阅国内外有关髌骨骨折的文献,结合研究成果和临床经验,总结髌骨下极骨折的治疗方法。结果对髌骨下极骨折的手术治疗可分为保留髌骨完整和部分切除下极碎骨块两种。前者包括多种术式,如钢丝环扎内固定、张力带固定、镍钛聚髌器内固定、篮网状钢板内固定、改良McLaughlin法、普迪思线网状固定等后者是髌骨部分切除伸膝装置重建术。每种方式均有其优势和局限。结论虽然多数研究倾向于保留髌骨完整,但有研究证实部分切除骨块对膝关节功能无显著影响。实验获取所能切除的髌骨下极大小的安全范围及可接受的术后延长范围,对规范髌骨下极粉碎性骨折的治疗至关重要。【关键词】髌骨下极骨折手术治疗髌骨部分切除中图分类号R683.42R687.3文献标志码ACURRENTSITUATIONOFSURGICALTREATMENTOFINFERIORPOLARFRACTUREOFPATELLA/ZHANGXinglin,CHENXu,JIANGJunjie,JIAPeitong,ZHOUZhiyong,SUNTao,LIUShaoxian.DepartmentofOrthopaedicSurgery,YantaishanHospitial,YantaiShandong,264001,P.R.China.CorrespondingauthorCHENXu,Emailchenvt2005126.com【Abstract】ObjectiveToinvestigatetheadvanceinsurgicaltreatmentofinferiorpolefractureofpatellaandtoexploretheexistingproblemsandfurtherresearchdirections.MethodsDomesticandforeignliteratureinrecentyearsonpatellafracturewasextensivelyreviewed,thesurgicaltreatmentofinferiorpolefractureofpatellawassummarizedbycombiningtheresearchfindingswithclinicalexperience.ResultsThesurgicaltreatmentofinferiorpoleofpatellafracturesincludedretainingtheintegrityofthepatellaandpartialpatellectomyofinferiorpoleofpatellaandextendingkneeinstallationreconstruction.Therewerekindsofwaystoretaintheintegrityofthepatella,suchascircularwirefixation,tensionbandfixation,NiTipatellaconcentrotorfixation,basketplatefixation,reformingMcLaughlinwayandpolydioxanonesuturenetfixationthelattercategoryispartialpatellectomyandextensordevicereconstruction.Everysurgicalwayhaditsadvantagesandlimitations.ConclusionMoststudiestendtoretaintheintegrityofthepatella,butsomeresearcheshaveshownthatpartialresectionofinferiorpoleofpatellahadnosignificanteffectonkneefunction.Itisimportanttoobtainthesecurityexcisionalrangeandelongationrangepostoperativebyexperimentforregulatingthetreatmentofcomminutedfracturesofinferiorpoleofpatella.【Keywords】InferiorpolarfractureofpatellaSurgicaltreatmentPatellaPartialpatellectomy髌骨骨折是常见的关节内骨折,发生率约占全身骨折的1.651,其中髌骨下极骨折占需手术治疗髌骨骨折的9.3~22.42。髌骨下极骨折是指发生于髌骨远端的骨折,骨折块下不带有或带有少许关节软骨面。因髌骨下极骨折块较小,多为粉碎性,且下极是髌腱的起点,应力集中,因此髌骨下极骨折是髌骨骨折中较特殊的类型,在复位及固定方式上有其特殊性,手术方式的选择直接关系到膝关节功能的恢复。本文就髌骨下极骨折的手术治疗方式及疗效进行综述,分析治疗现状,并探讨存在的问题及进一步研究方向。1髌骨的应用解剖及其生物力学髌骨是人体最大的籽骨,被包埋于股四头肌腱内,作者单位烟台市烟台山医院创伤骨科(山东烟台,264001)通讯作者陈旭,主任医师,硕士导师,研究方向创伤修复与功能重建,Emailchenvt2005126.com略呈三角形,尖端向下。其上极宽厚,有股四头肌腱附丽下极是髌腱的起点后方是软骨面,与股骨两髁之间软骨面构成关节。其生物学机制主要表现在两方面①作为伸膝装置的中间结构,它将股四头肌产生的拉力传向髌腱②髌骨有效增加了伸膝装置对于膝关节屈伸轴点的杠杆力臂,增大了股四头肌的力矩,加强了其机械效应。正常的髌股接触面随着膝关节伸屈运动而发生滑动及滚动运动,二者有着良好的咬合关系,这种咬合关系保证了在膝关节屈曲运动时随着髌股关节面压力增大,髌股接触面积增大,而压强无明显升高3。Watkins等4的研究证实髌骨有延长股四头肌力臂、帮助伸膝的作用,切除髌骨后,伸膝活动中股四头肌需多付出约30的力量且髌骨有保护膝关节、增强股四头肌肌力的作用,在膝关节伸直到最后10~15°时起滑车作用。由于髌骨在膝关节活动中具有重要功能,治疗髌骨骨折时应尽量保留髌骨,使其关中国修复重建外科杂志2010年4月第24卷第4期493节面恢复平整,减少髌股关节创伤性关节炎的发生。Boström5认为髌骨骨折时,骨折分离移位3~4mm及关节面不平2~3mm可接受非手术治疗如果分离移位或关节面不平超过此范围,则有手术指征。2手术方法髌骨骨折治疗原则1①尽量保留髌骨以恢复伸膝装置的连续性和髌骨的生物力学功能②手术整复应尽量使关节面平整,以防止后期创伤性关节炎的发生③利用有效可靠的内固定尽量早期功能锻炼,并防止在关节运动开始造成复位丢失。目前,手术方法主要有以下几种。2.1钢丝环扎内固定钢丝环扎术是将钢丝穿过股四头肌扩张部及髌韧带,包绕整个髌骨周围,在其周围产生相等的周边平衡应力和多个方向的内聚力,使骨块向中心汇聚,起到骨折复位固定的作用。单独使用钢丝环扎无法限制在膝关节屈伸过程中骨折块前方分离移位,固定不稳固,术后需较长时间石膏固定,常导致关节粘连、僵硬等并发症发生。但对于髌骨下极严重粉碎性骨折,可作为一个联合固定的基础。可吸收线环扎治疗髌骨粉碎性骨折在临床亦有报道6。2.2张力带固定张力带技术是将钢丝置于髌骨张力侧,使之在承受功能状负荷时,由于肌肉收缩等因素使张力转变为动力,产生轴端间轴向加压,不产生旋转力,有利于内固定的稳定。AO对张力带技术进行了改进,将2根克氏针固定于骨质的中央,起到防止旋转和成角的作用,8字钢丝绕过克氏针两端固定但对于髌骨下极粉碎性骨折穿针困难,固定及复位效果较差,易出现克氏针松动、针尾刺激皮肤等并发症。许多学者基于AO张力带的基础进行了各种改进,如王云7采用钢丝环扎加8字钢丝张力带固定治疗67例髌骨骨折,其中粉碎性骨折25例,术后根据陆裕朴等8疗效评价标准,优46例,良18例,可3例,优良率95.5。该术式符合髌骨生物力学,有利于髌骨在髌股关节活动中塑形和改造。因环扎的钢丝能使骨块向中心汇聚并维持复位,另1根钢丝成8字横穿过髌骨表面,可起到张力带作用。与克氏针张力带比较,钢丝环扎加8字钢丝张力带固定具有复位率高的优点,能克服克氏针张力带固定髌骨下极粉碎性骨折时穿针困难的缺点但钢丝可能会因长期负荷太大,易在髌骨内外缘折弯处疲劳断裂910。周强等11针对髌骨下极骨折的骨折块小、碎片多、位于髌韧带附丽点、稳定性差的特点,设计了双十字克氏针张力带钢丝法,治疗12例髌骨下极骨折患者,术后髌骨骨折固定牢固,外形规整,无松动、脱出发生,骨折愈合后膝关节活动恢复良好。Yang等12设计了治疗髌骨下极粉碎性骨折的独立垂直环扎术并应用于29例患者,平均随访22个月,所有患者均未出现钢丝断裂或感染等并发症,Bostman评分平均为29.5分。此技术结合了张力带和环扎的双重优势,既可对抗髌前分裂张力,又起到捆绑作用,使碎骨块聚合还保留了髌骨长度,可避免膝关节长时间固定,有利于早期锻炼和功能恢复。2.3镍钛聚髌器(NiTipatellaconcentrator,NTPC)内固定张春才等13研制发明了NTPC,并利用生物力学中的三维光弹性分析阐明了NTPC治疗严重髌骨粉碎性骨折的生物力学基础,并在临床应用中取得优良效果。NTPC遵循了髌骨、髌股关节的解剖及生物力学特点,在纵向产生的压应力可抵消因股四头肌收缩或膝屈曲时的张应力,有利于骨折复位其与髌骨形态及功能相符,具有降低应力遮挡的作用,可减少骨折端在高强度钢性固定下导致的骨质疏松、固定爪松动等并发症。其固定爪连接的腰部位于髌骨前方,与张力带原则相同,利用材料本身的记忆整复功能及固定爪的形状特点,能够从5个方向以纵向为主,持续向心主动地向骨折端施加聚合加压力,从而使骨折复位并固定,因此具有复位与固定的双重作用,促进骨折愈合。沈锋等14对186例髌骨骨折采用多种方法进行治疗比较,认为NTPC固定牢靠、简便易行、生物相容性好、手术适应证广、手术时间短、并发症少,优势明显。NTPC的设计,可使膝关节早期进行功能锻炼,有利于提高髌骨骨折的疗效。李贺君等15采用NTPC在尸体上模拟固定髌骨骨折,并进行了生物力学研究,结果提示NTPC优于各种改良张力带,特别是对纵形、髌骨下极及全髌骨粉碎性骨折进行固定。但NTPC在固定后可能出现髌底功能爪钩滑移、脱钩,局部隆起畸形等现象,且材料费用高,固定前需选择型号合适的NTPC,还需二次手术取出内固定物。2.4篮网状钢板篮网状钢板由Matejcić等16设计并用于治疗髌骨下极粉碎性骨折。该钢板正下方有2个钉孔,两侧各有1个钉孔,可置入拉力螺钉前上侧3爪,下后侧及两侧7爪,可有效拢住碎骨块17。骨折复位后,后方的钢爪贴髌骨下缘插入髌韧带,使钢板与髌骨下极贴合在中间的2个钉孔自下而上平行置入2枚拉力螺钉,两侧钉孔置钉如骨折块细碎时,可先用可吸收线环扎碎骨块再置钢板,以减少骨折块滑移螺钉拉力要适当,避免过度加压。Kastelec等2对14例髌骨下极ChineseJournalofReparativeandReconstructiveSurgery,April2010,Vol.24,No.4494骨折行篮网状钢板固定,14例行髌骨下极部分切除术平均随访4.6年,前者髌股关节评分为94.1分,后者为81.2分,二者在膝痛、活动强度及活动范围方面有显著差异。Matejcić等18随访了120例髌骨下极骨折患者,其中71例应用篮网状钢板,49例行髌骨下极切除术,根据改良Cincinnati评分从主观、影像学、临床表现进行分析结果显示篮网状钢板组优良率达90.1,而髌骨下极切除组为73.5,Matajcić等认为前者在恢复髌骨正常高度、可耐受早期功能锻炼以改善预后等方面优势明显。但多个钢爪插入有限宽度的髌韧带造成的损伤大,Krkovic等17通过生物力学研究发现,篮网状钢板可造成髌韧带的明显缩短和破裂,在骨折的维持和韧带的保护方面需兼顾。因此,篮网状钢板适用于髌骨下极粉碎性骨折。2.5改良McLaughlin法髌骨下极粉碎性骨折采用保守治疗、单纯钢丝或丝线环扎,术后均需较长时间石膏固定,常导致关节粘连、僵硬等并发症。改良McLaughlin法固定原理利用髌骨、胫骨结节桥架原理使作用力在髌骨上极及胫骨结节之间,缓冲了髌骨下极骨折部与髌韧带之间在屈曲活动时的作用力,避免了因髌韧带对骨折部的牵拉使二者分离,解决了髌骨下极骨折缺乏内固定条件和静止稳定愈合环境的问题,恢复了原有的生物结构完整性并能耐受早期功能锻炼,减少上述并发症的发生。Perry等19在胫骨结节及髌骨上极横向钻孔,过伸膝关节后将钢丝或钛缆穿过上述骨孔在髌肌腱前面8字形交叉、收紧和卡紧锁定,缝合断裂髌支持带及修复股四头肌扩张部,复位骨折,于胫骨结节部将钢丝两端拧结固定。术后均不用外固定,次日开始用CPM机被动行膝关节屈伸锻炼,1~2周后改用床边垂小腿屈膝练习。所有患者术后1个月均可下地弃拐行走。李章华等20采用改良McLaughlin固定法治疗髌骨下极骨折25例,术后膝关节功能按照胥少汀等21评分标准,优20例,良3例,可2例,优良率92.0术后无感染、骨折分离及骨折不愈合现象。2.6普迪思(polydioxanonesuture,PDS)线网固定及钢丝网状缝合、五角网缝合术PDS线网固定用PDS线按编鱼网样编织成网,网眼大小0.6~0.8cm,一般每排3~4个网眼,编排成4~5排,与髌骨大小相似,PDS线网的线尾不剪断备用。将做好的PDS线网网眼张开,覆盖于髌骨上,用双股10号丝线穿过周边网眼,荷包缝合于髌骨周边骨膜,抽紧荷包缝合线于髌骨上下极打结,再将PDS线网线头拉紧反折,相互交叉打结形成第2层网,使髌骨捆成一体。PDS线网固定是一种新型的内固定方法,采用的内固定材料可吸收、无毒副作用,其强度完全达到髌骨骨折内固定的要求,并发症发生率明显低于张力带固定法及NTPC法22。钢丝网状缝合环状钢丝从力学角度分析可分散外来应力,其抗应力作用最强。缝合时先用圆针36号或38号细软钢丝绕髌骨内外环形缝合,深浅松紧适宜然后用圆针细钢丝穿过该圈钢丝,于髌骨表面交织缝合成网状。范锡海等23采用钢丝网状缝合治疗髌骨粉碎性骨折17例,术后膝关节活动范围达优(140~150°)14例,良(120~140°)2例,中(91~120°)1例。五角网缝合术汤晓正24从2000年开始用此方法治疗髌骨骨折,经临床证实该方法具有操作简便、固定可靠、允许早期功能锻炼、患者康复快、疗效确切、不要求特殊器械及无需二次手术取出内固定物等优点。2.7髌骨部分切除伸膝装置重建术该方法切除粉碎严重、无法复位的下极骨块,适用于粉碎严重、复位困难的髌骨下极骨折。具体操作保留较大下段骨块及髌韧带附着处,清除关节内碎骨块和凝血块,冲洗关节腔及切口,在保留髌骨骨折面的1/4、1/2、3/4处的内、中、外斜向髌前钻3孔,用0.4mm医用钢丝距保留韧带端约0.5cm处缝合2针,分别通过内、外侧骨孔和中间骨孔拧紧结扎,再将髌韧带与髌前筋膜褥式缝合覆盖髌骨骨折面,修复断裂股四头肌腱扩张部后缝合切口,加压包扎,伸膝位石膏固定。髌骨在伸膝活动中相当于杠杆的支点,部分切除髌骨及韧带重建后维持了股四头肌腱和髌韧带在伸膝时的张力,保证伸膝有力,避免了髌骨全切后伸膝肌力下降,保全了髌骨的滑车作用,使膝关节得以完成最后10~15°的伸膝动作,从而避免了膝关节不能完全伸直。Marder等25通过体外力学测试证明,髌骨切除下极20、髌韧带附丽靠近髌骨前方固定后,其髌股接触面积及髌股间压力与正常髌股接触面积及压力比较无显著差异。Kesemenli等26报道了经髌骨部分切除治疗的18例髌骨粉碎性骨折,认为髌骨的部分切除并未明显限制膝关节的功能。胡仲云等27对42例髌骨下极粉碎性骨折实施下极切除髌韧带重建,随访4~5年,按陆裕朴等8的疗效评定标准优良率达100,X线片未见髌股关节过早退变。综上述,髌骨下极粉碎性骨折的治疗方法较多,说明目前治疗该类骨折的诸多内固定方法仍存在不足。所有方法大体可分为保留髌骨和部分切除髌骨两种。目前大多数研究倾向于保留髌骨完整,认为切除下极骨块后必将导致髌骨整体下移,破坏髌股关节对合关系,即所谓的错格现象,使髌股关节遭受剪切应力中国修复重建外科杂志2010年4月第24卷第4期495损伤,这是髌股关节退变的重要原因2829而手术保留髌骨完整,可避免错格现象,虽然可能出现术后髌骨下极欠光滑的情况,但本来髌骨下极仅带有少量关节面或不波及关节面,且髌骨下极有脂肪垫,因此对膝关节影响小,不会造成关节疼痛及创伤性关节炎。支持部分切除髌骨者认为,由于切除髌骨上下极碎骨块,避免了关节面不平滑造成的髌股关节面在活动中的磨损,及骨折复位固定不良形成大髌骨现象。Müller等30认为若必须行髌骨切除术,应在早期完成。因此,完善膝关节的生物力学研究及对患者长期随访,探讨髌骨下极所能切除的安全范围及可接受的术后延长范围,对规范髌骨下极粉碎性骨折的治疗至关重要。3参考文献1王亦璁.髌骨骨折治疗方法的选择和评价.骨与关节损伤杂志,1995,104208209.2KastelecM,VeselkoM.Inferiorpatellarpoleavulsionfracturesosteosynthesiscomparedwithpoleresection.JBoneJointSurgAm,2004,86A4696701.3KoshinoT.Changesinpatellofemoralcompressiveforceafteranteriororanteromedialdisplacementoftibialtuberosityforchondromalaciapatellae.ChinOrthopRelatRes,1991,226133138.4WatkinsMP,HarrisBA,WenderS,etal.Effectofpatellectomyonthefunctionofthequadricepsandhamstrings.JBoneJointSurgAm,1983,653390395.5BoströmA.Fractureofthepatella.Astudyof422patellafractures.ActaOrthopScandSuppl,1972,143180.6谢扬,郑佳坤,林本丹,等.可吸收线张力带治疗髌骨骨折的生物学研究及临床意义.中华创伤杂志,2004,205300302.7王云.环形加8字钢丝内固定治疗髌骨骨折.临床和实验医学杂志,2006,5122065.8陆裕朴,徐来堂.部分切除术治疗髌骨横断及一端粉碎性骨折的远期疗效.中华骨科杂志,1985,55280282.9胡春林.髌骨骨折内固定失败19例分析.中国误诊学杂志,2001,11120.10李海峰,杨玉环.髌骨骨折内固定术后效果不佳原因分析.中华实用中西医杂志,2003,16111661.11周强,周瑛,曹吉烈,等.髌骨下极骨折改良克氏针张力带手术治疗.骨与关节损伤杂志,2004,193196.12YangKH,ByunYS.Separateverticalwiringforthefixationofcomminutedfracturesoftheinferiorpoleofthepatella.JBoneJointSurgBr,2003,85811551160.13张春才,王家林,肖剑,等.镍钛聚髌器治疗髌骨骨折及生物力学特性.骨与关节损伤杂志,1996,1127880.14沈锋,林国叶,黄玉栋.应用记忆合金聚髌器与传统方法治疗髌骨骨折的比较.中国骨与关节损伤杂志,2006,218642644.15李贺君,王大平,倪江东,等.镍钛形状记忆合金蟹爪式聚髌器的研制及生物力学研究.中国现代手术学杂志,2002,62119122.16MatejcićA,SmiljanićB,BekavacBeslinM,etal.Thebasketplateintheosteosynthesisofcomminutedfracturesofdistalpoleofthepatella.Injury,2006,376525530.17KrkovicM,BombacD,BalazicM,etal.Modifiedprecurvedpatellarbasketplatereconstructionoftheproperlengthandpositionofthepatellarligmentabiomechanicalanalysis.Knee,2007,143188193.18MatejcićA,PuljizZ,ElabjerE,etal.Multifragmentfractureofthepatellarapexbasketplateosteosynthesiscomparedwithpartialpatellectomy.ArchOrthopTraumaSurg,2008,1284403408.19PerryCR,McCarthyJA,KainCC,etal.Patellarfixationprotectedwithaloadsharingcableamechanicalandclinicalstudy.JOrthopTrauma,1988,23234240.20李章华,邹季.改良Mclaughlin固定法治疗髌骨下极骨折.中国骨伤,2002,156358359.21胥少汀,于学均,刘树清,等.改良张力带钢丝内固定治疗髌骨骨折的实验研究及临床应用.中华骨科杂志,1987,74309314.22欧阳龙,刘光昀.PDS线网治疗髌骨骨折的疗效分析.井冈山学院学报综合版,2008,2949293.23范锡海,孙旭海,周光林,等.钢丝网状缝合治疗17例髌骨粉碎性骨折.华北煤炭医学院学报,2002,42225.24汤晓正.五角网缝合术治疗髌骨骨折.中国矫形外科杂志,2004,127554555.25MarderRA,SwansonTV,SharkeyNA,etal.Effectsofpartialpatellectomyandreattachmentofthepatellartendononpatellofemoralcontactareasandpressures.JBoneJointSurgAm,1993,7513545.26KesemenliCC,SubaoiM,KirkgözT,etal.Themiddleperiodoutcomeofpartialpatellectomyforthetreatmentofcomminutedpatellafractures.UlusTravmaDerg,2001,72117121.27胡仲云,宋小强.髌骨部分切除伸膝装置重建术治疗髌骨上、下极粉碎性骨折.创伤外科杂志,2004,62140.28王亦璁.骨与关节损伤.3版.北京人民卫生出版社,200110231033.29ShabatS,MannG,KishB,etal.Functionalresultsafterpatellarfracturesinelderlypatients.ArchGerontolGeriatr,2003,3719398.30MüllerEJ,WickM,MuhrG.Patellectomyaftertraumaisthereacorrelationbetweenthetimingandtheclinicaloutcome.Unfallchirurg,2003,1061210161019.(收稿20100101修回20100202)(本文编辑王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