髌骨骨折支持带的修复与髌骨轨迹变化之间关联性的实验研究＊

周远辉 唐向阳 侯伟东 戴冠东

1 广东省深圳市龙岗区人民医院骨科 518172； 2 广东省深圳市坪山新区人民医院

髌骨骨折常常合并有髌骨支持带损伤。髌骨支持带是维持髌骨正常运动轨迹和稳定性的重要组织结构，髌骨轨迹改变是导致髌股关节炎及髌骨脱位的重要原因。笔者通过观测人体新鲜尸体标本及临床髌骨骨折合并髌骨支持带损伤的不同治疗方法，探讨髌骨骨折治疗同时支持带的修复与髌骨运动轨迹变化之间的关联性［1］，探讨骨折复位固定的同时修复髌骨支持带对于维持正常的髌骨运动轨迹及髌骨稳定性的重要性［1，2］。尽可能避免术后并发症，更好地恢复膝关节功能，现将实验研究报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 模型采集制作，取ABC三组正常人体尸体膝关节标本，去除皮肤、皮下筋膜，保留膝关节各种韧带；分别测30°、60°、90°髌骨轴位片，计算髌股合适角以确立髌骨轨迹正常。

1.2 造模方法 在三组不同标本造模不同损伤模型组：A组：髌骨中部横行骨折无并支持带损伤组，造模骨折复位克氏针钢丝内固定术；B组：髌骨中部横行骨折并支持带损伤组，骨折复位克氏针钢丝内固定术后，内外侧支持带中部纵行断裂支持带不予修复组；C组：髌骨中部横行骨折并支持带损伤组，骨折复位克氏针钢丝内固定术后，内外侧支持带中部纵行断裂支持带给予修复组，间断缝合修复内外侧支持带。

1.3 实验测量方法 用髌股合适角分别测量3个标本模型30°、60°、90°角髌骨轨迹，髌股合适角是指股骨髁间窝角平分线与髁间窝和髌骨关节面中央嵴连线之夹角，该角位于平分线内侧为负角，位于平分线外侧为正角［3］。

2 结果

正常髌骨轨迹轴位片髌股合适角应在（－6±6）°之间，单纯髌骨骨折内固定术后测量髌股合适角正常，髌骨轨迹无改变；髌骨骨折术后合并内外侧支持带损伤30°、60°、90°轴位片髌股合适角均超出正常髌股合适角，导致髌骨半脱位状态；修复内外侧支持带后髌股合适角恢复正常范围。3个不同标本造模不同损伤模型组：A、B、C组30°、60°、90°髌骨轴位片对比各组髌骨轨迹的变化（术后与术前的髌股合适角的变化值）见表1；30°轴位片术前、术后对比见图1～4。

表1 各组术前与术后髌股合适角变化评测结果（）

表1 各组术前与术后髌股合适角变化评测结果（）

注：B组与A组、C组比较，差异有统计学意义（P＜0.05）；A组与C组比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。

组别 损伤情况 髌骨30°轴位片 髌骨60°轴位片 髌骨90°轴位片A组（骨折未合并支持带损伤组） 骨折未合并支持带损伤（n＝10） 1.46±1.07 2.20±0.934.07±0.58 B组（髌骨骨折张力带内固定术后支持带不修复组） 内侧支持带断裂（n＝10） 12.49±10.31 18.39±7.16 26.38±10.28外侧支持带断裂（n＝10） 13.45±6.30 19.75±10.03 36.44±6.79 C组（髌骨骨折张力带内固定术后支持带修复组） 内侧支持带断裂（n＝10） 2.96±2.42 4.77±1.58 6.82±0.74外侧支持带断裂（n＝10） 2.53±1.73 3.35±1.615.08±1.08

图1 髌骨骨折并外侧支持带未修复30°轴位片

图2 髌骨骨折并外侧支持带损伤修复后30°轴位片

图3 髌骨骨折术后髌骨内侧支持带未修复30°轴位片

图4 内侧支持带损伤修复 术后30°轴位片

3 讨论

髌骨骨折是临床最常见骨折之一，占全部骨折损伤的10%。目前临床上治疗髌骨骨折，多重视骨折复位，重视髌股关节面的平整，而对修复髌骨支持带不够重视，对髌骨运动轨迹和髌骨的稳定性关注不够。髌骨骨折常常合并有髌骨支持带的损伤，而髌骨支持带是维持髌骨正常运动轨迹和稳定性的重要组织结构［4，5］；本实验表明髌骨骨折合并内外侧支持带损伤仅修复骨折，势必导致髌骨不稳定，髌骨轨迹改变而导致髌股关节炎及髌骨脱位，最终影响到膝关节功能。

3.1 髌骨骨折及髌骨支持带、髌骨运动轨迹的生物力学特性 髌骨具有延长股四头肌力臂作用，协助膝关节伸直，髌骨切除后股四头肌需增加30%的力量完成伸膝动作。Wendt等人经尸体研究亦证实，髌骨切除术后股四头肌的移动范围及扭矩与正常明显不同，髌骨移动范围将会减少。因此，髌骨具有重要的生物力学特性，明显增加伸膝过程中的杠杆力臂，同时通过髌骨在滑车沟的关节滑动，减少伸屈运动中肌腱及髌韧带与股骨髁的直接摩擦接触，并使股骨髁承受的压应力得以比较均匀的分布。髌骨运动由滑动与滚动两部分组成，在不同的伸屈角度，分别由不同部位的关节面相互接触。膝关节从伸到屈时，髌骨的接触面自下而上，股骨则相反自上而下，自0°屈至90°，髌骨的关节面依次接触，并且随着屈曲度的增加，90°时关节面接触面积约为30°的1.7倍。由此可见髌骨股关节接触面的改变是和二者之间载荷传导的增减相适应，其效果是避免了载荷在关节面的某一局部过分集中，使最大压力压强之间差控制在最小程度［6］。

3.2 修复髌骨支持带有利于恢复髌骨正常运动轨迹，有利于恢复膝关节功能 髌骨轨迹异常症状［7］主要表现为膝关节疼痛、乏力、支撑不住“打软腿”、突然活动不灵和摩擦等。检查髌骨被动倾斜试验及髌骨内外侧滑动试验阳性，髌骨半脱位试验出现恐惧感。X线检查：拍摄膝关节正侧位及髌骨轴位X线片。其中髌骨轴位X线片对髌骨轨迹变化有肯定的意义，可通过测量外侧髌骨角、股骨髁间角、髌股适合角［8］及髌股指数来了解髌骨轨迹的变化。

本课题研究造模实验表明，髌骨骨折合并内外侧支持带损伤，仅进行内固定术而不修复支持带组，在不同的角度（30°、60°、90°）轴位片观察髌骨轨迹的变化，髌股合适角均超出正常髌股合适角，导致髌骨半脱位状态；而修复支持带后髌股合适角恢复正常范围，髌骨脱位复位，髌骨的稳定性增强。

综上所述，髌骨骨折并支持带损伤后，手术同时修复支持带，可以恢复正常髌骨运动轨迹，增强髌骨运动时的稳定性，充分恢复伸膝装置的连续性和髌骨的生物力学功能，减少髌股关节炎及髌骨脱位后遗症的发生，更好恢复膝关节的功能，提高伤者的生活质量。

［1］梁兴森，余正红，李义凯.髌股关节稳定机制的解剖学及生物力学研究现状〔J〕.颈腰痛杂志，2008，29（3）：260－262.

［2］赵金忠，皇甫小桥，袁锋，等.膝关节重建外科学〔M〕.洛阳：河南科学技术出版社，2007：228－229.

［3］马伟，李建永，李宝山，等.动态髌股关节轴位摄片对髌骨轨迹异常的评价〔J〕.青岛大学医学院学报，2007，43（2）：120－122.

［4］单大卯.髌骨运动轨迹的实验性研究〔J〕.北京体育大学学报，2004，7（8）：1057－1059.

［5］张峻，候筱魁.髌骨的生物力学研究进展〔J〕.医用生物力学，2004，19（2）：120－125.

［6］王一农，温鹏，庞五宽.髌骨骨折力学及生物力学研究和治疗进展〔J〕.陕西医学杂志，2001，30（12）：735－736.

［7］胥少汀，葛宝丰，徐印钦，等.实用骨科学〔M〕.第3版.北京：人民军医出版社，2005：1848－1851.

［8］马克·格兰宾那，提摩西，等.髌股关节的结构与控制〔J〕.山东体育科技，1995，1：19－25.