老年人后踝骨折内固定治疗的生物力学必要性

康建国 孙永青 柳 杨 邓 超 崔 准 范 磊

(首都医科大学电力教学医院，北京 100073)

踝关节骨折是常见的关节部位骨折，其中约14%～44%伴有后踝骨折〔1〕。在老年人中，踝关节骨折同样是常见的骨折，由于老年人骨质疏松及内科合并疾病的存在，使得老年人踝关节骨折的治疗具有一定的挑战性〔2〕，而其中合并后踝骨折的老年踝部骨折，是其中损伤较重的一种。对踝关节功能破坏较重，固定后踝在重建踝关节功能方面有着重要作用，但针对后踝骨折的治疗却极少被重视，治疗方法仍存在很多争议，探讨后踝骨折内固定治疗的生物力学基础及必要性的相关文献报道较少。本文就我科45例合并后踝骨折的老年患者行切开复位内固定手术的临床效果进行观察分析。

1 资料与方法

1.1一般资料 回顾2003年9月至2012年1月我科合并后踝骨折老年患者45例，男18例，女27例；年龄60～75岁，平均(64.3±3.9)岁。术前常规检查踝关节正侧位X线片，按Lauge-Hansen分类法：旋后外旋型Ⅲ度10例，Ⅳ度22例；旋前外旋型Ⅳ度12例。依据Danis-Weber分类法：B型32例，C型12例。其中单纯后踝骨折未分类1例。双踝骨折11例，三踝骨折34例；骨折伴脱位18例。致伤原因：运动伤(包括扭伤和摔伤)40例，交通伤5例。左踝21例，右踝24例；均为闭合性骨折。受伤至手术的时间3 h～10 d，平均4 d；择期手术患者术前常规行骨折脱位手法复位、石膏托外固定治疗，并给予甘露醇消肿等对症治疗，手术时机选择在局部肿胀明显消退，出现“皮纹征”。

根据需要，部分患者还进行了踝关节螺旋CT检查，可以全面了解后踝骨折块的大小、碎裂程度、移位情况及骨折线的方向，以指导手术时进钉方向。在踝关节侧位片上(复位后)，测量后踝骨折块波及胫骨远端关节面的比例：10%～25% 25例；>25% 20例。X线与CT相结合，依据Haraguchi等〔3〕对后踝骨折的病理分型：Ⅰ型后外斜形骨折29例，Ⅱ型骨折线向后内侧延伸10例，Ⅲ型骨折断端关节面塌陷或伴游离嵌顿碎骨块6例。

1.2手术方法 手术常规在腰硬联合麻醉下实施，患者取仰卧位，患侧髋部垫高。针对踝关节骨折的固定顺序为：后踝-外踝-内踝。首先显露外踝骨折，选用标准的踝关节外侧偏后纵向直切口；然后在踝前关节间隙上方取纵向直切口，一般长约3 cm，部分切开伸肌支持带，自趾长伸肌的肌间隙分离显露胫骨远端骨面，然后复位后踝骨折块，将足向前牵引，并保持踝关节背伸位，利用后方关节囊的牵拉作用辅助复位，同时纠正距骨后脱位，在下胫腓联合水平，自外踝后方插入复位巾钳的一个爪，将另一个爪自前方切口放置在胫骨骨面，将复位后的后踝骨块前后方向加紧固定，对于向近端移位较多且较难复位的后踝骨块，还可以利用复位巾钳的爪自外踝后方向远端推压，即可复位，然后自前方向后方垂直后踝骨折线呈“品”字形打入3枚导针，通过C型臂X光机透视下观察复位满意后，经测深，沿导针方向旋入4.0 mm半螺纹松质骨空心钉，然后根据AO原则复位固定外踝或腓骨骨折，通常选用AO腓骨远端干骺端锁定板。如伴内踝骨折，则取内踝纵向切口，复位巾钳辅助复位固定内踝骨折块，应用两枚4.0 mm的空心钉固定。见图1。

图1 术后X线片

1.3术后处理 固定完毕后需再次行正位X线检查，观察有无距骨外移，踝穴内侧间隙有无增宽，如增宽超过5 mm，考虑因内侧三角韧带深层断裂，下胫腓仍不稳定，则术后选择短腿石膏托辅助固定踝关节于中立位4 w，利于损伤韧带恢复。术后需要按常规给予抗生素预防感染，下地活动前使用下肢静脉驱动泵消除和防止下肢肿胀及深静脉血栓；如无石膏固定，一般在术后3 d逐渐进行踝关节主被动功能锻炼。根据患者骨折程度、骨质条件、内固定牢固程度决定负重练习的时间。

2 结 果

所有患者获得平均22.7个月(10～64个月)随访，后踝骨折均获得骨性愈合。临床愈合时间平均13.8 w(10～16 w)。前方切口延迟愈合2例，外踝切口延迟愈合1例。术后石膏托或支具辅助固定15例。疗效评定依据Baird-Jackson踝关节评分系统〔4〕，包括疼痛、踝关节的稳定性、行走能力、跑步能力、工作能力、踝关节运动、踝关节X线结果等评价指标，结果评定标准:优96～100 分；良:91～95分；可:81～90分；差:0～80分；本组45例中：优19例，良18例，可6例，差2例；优良率82.2%。无神经血管损伤，无感染、断钉及骨折不愈合等并发症。

3 讨 论

对于后踝骨折的治疗存在很大争议：(1)是否需要复位固定；(2)波及胫骨远端关节面多大需要手术内固定；造成这种情况的原因部分是由于标准化的功能评定方法的缺乏，进而很难进行有效的对比研究。多数学者认同的观点是：未波及关节面的撕脱骨折无需内固定，而在侧位X线片上骨块大小超过胫骨远端关节面1/4～1/3及以上的病例则应选择内固定〔5〕。对于伴有骨折断端存在游离骨块，或关节面塌陷的后踝骨折，往往间接复位较困难，应该给予切开复位、内固定治疗；后踝骨块向内踝延伸波及后内侧时，应给予切开复位内固定手术〔3〕。而<1/4的骨块是否固定争议最大，临床报道相对少。Langenhuijsen等〔6〕报道10%～25%的后踝骨折无论是否内固定都应该给予解剖复位，在外踝及内踝复位内固定后，如胫骨远端关节面仍有>1 mm的移位，则应固定后踝骨块。de Vries等〔5〕认为踝关节功能结果与后踝骨块的大小及是否固定无关，支持对于<25%的后踝骨块无需固定的观点。

正常行走时，踝关节承受的载荷可达身体重量的5倍〔7〕，后踝骨折加重了胫距关节面的损伤，增加了距骨后脱位的倾向，因此，波及后踝的踝关节骨折较内外踝骨折功能预后更差，发生创伤性关节炎的概率明显增加。针对后踝骨折后创伤性关节炎的发生原因，主要包括伴随压应力增加的接触面积的改变，关节稳定性降低，关节面不平。大多数理论支持：后踝骨折后关节面的不平整降低了胫距的接触面积，进而增加了胫距接触压应力，造成创伤性关节炎的发生。Fitzpatrick等〔8〕和Vrahas等〔9〕报道压应力的改变也许不是后踝骨折后创伤性关节炎发生的主要原因，而主要取决于经受被提升的压应力作用的软骨面积的大小和作用持续时间；关节失稳造成剪切力，比升高的压应力更容易损伤软骨面，而后踝骨折后，增加了胫距关节后方的不稳定。

Hartford等〔10〕和Macko等〔11〕的研究表明，随着后踝骨折波及胫骨关节面的增大，胫距接触面积逐渐减少，按一般理论，压应力应该随着增加，然而这两个研究没有测量到增加的压应力。Fitzpatrick等〔8〕和Vrahas等〔9〕报道在后踝骨折模型中没有观察到胫距接触面积减少，也没有峰值压应力的升高,而是观察到胫距峰值压应力的分布发生了变化，因此考虑负重区的改变可能是导致创伤性关节炎的重要因素。

Raasch等〔12〕通过实验评估了后踝对距骨后方稳定性的作用，指出后方直接暴力造成的后踝骨折即使波及胫骨关节面的40%，距骨后移的倾向也没有明显增加，因为外侧下胫腓韧带是完整的；然而如果外侧结构被破坏(腓骨和下胫腓联合前方韧带)，那么随着后踝骨折块波及关节面的增大，距骨后移的倾向明显增加。由于下胫腓联合后方韧带附着于后踝骨折，Gardner等〔13〕报道通过固定后踝骨折可有效的恢复下胫腓联合的稳定性，优于下胫腓螺钉的使用。

通过前面后踝骨折的生物力学文献得知，后踝对踝关节负重及稳定性有着重要的生物力学作用。后踝骨折造成胫距接触面积减少，关节负重区域发生变化，胫距关节后方不稳定，关节面存在剪切力等，都是后踝骨折后容易发生创伤性关节炎的生物力学基础，同时恢复后踝骨折的稳定性还可以有效增强下胫腓联合的稳定性，因此作者认为对于波及胫距关节面的后踝骨折应给予复位内固定治疗。

作者还认为波及胫骨远端关节面10%以上，且移位程度≥2 mm，同样应该给予后踝骨折内固定，恢复关节面的平整，增加胫距关节的稳定性。这是符合后踝骨折生物力学要求的。通过生物力学研究得知，后踝骨折块一般为下胫腓后韧带的附着点，通过解剖复位后踝骨块，可极大增强下胫腓联合的稳定性，Gardner等〔13〕通过生物力学及临床研究提出固定后踝可恢复下胫腓稳定性的70%。同时由于下胫腓韧带的牵拉容易发生旋转，一枚螺钉很难维持骨块稳定，建议通过2～3枚螺钉固定后踝骨块，可有效防止骨块旋转移位。而且作者在临床工作中也发现，后踝骨块的尺寸大多容易误判，这时因为骨块大小一般是由侧位X线片测得，因此在评估后踝骨块大小上存在一定局限性，不够全面，容易低估后踝骨折的严重性，应该辅助踝关节螺旋CT进行评估。作者在治疗后踝骨折时，通过X线与CT相结合，将病例依据后踝骨折的病理形态进行了分类，发现侧位X线上显示骨块<25%的病例而在CT上测量则达到甚至>25%，而且有的骨折线向后内踝延伸或者骨折断端存在游离嵌顿骨块，也是符合传统手术复位内固定的指征。

对于合并后踝骨折的老年踝关节骨折，固定后踝骨折块尤为重要。通过固定后踝骨折块，来恢复下胫腓联合的稳定性，同时增加踝穴的稳定性，这样可以减少术后石膏固定的使用，可以早期关节功能康复训练，从而使得术后创伤性关节炎的发生减少或症状减轻。但针对后踝骨折的生物力学研究，也存在一定局限性。都是利用尸体标本所做的研究，因此绝大多数为静态性研究，使用的是静态轴向载荷力，很少涉及动态性研究，这就存在一种潜在的偏差，此静态载荷力是非生理性的。且大多使用人为骨折及截骨的生物力学模型，而这在实际临床中很难发生。老年踝关节骨折伴后踝骨折，是较严重的一种骨折，对踝关节功能影响较大，同时由于老年人的骨质疏松及内科合并疾病多的特点，使得内固定治疗难度加大，围术期风险大，后期容易出现伤口不愈合、关节僵硬、内固定物松动等并发症，但近年来由于内固定物的发展，手术技术的提高，老年踝关节骨折通过手术治疗均取得了良好疗效，远期效果与<60岁的人群相同〔2〕，这与本病例优良率相吻合。

大多数学者认为，固定骨折的顺序为首先固定外踝，最后固定后踝，这是因为后踝骨折多发生在后外侧，为下胫腓联合后韧带撕脱所致，骨折后该韧带能保持完整，当外踝获得满意复位后，受该韧带牵拉，后踝骨折也会一同复位。但通过生物力学研究可知，后踝骨折块的损伤机制除了下胫腓联合后韧带撕脱，还包括胫距关节后方的垂直挤压和剪切力，因此能观察到骨折线并不都是后外斜形的，也有后踝骨块位于胫骨后正中的和骨折线向内踝延伸的，而且骨折断端往往有关节面塌陷和游离碎骨块嵌顿，因此完全通过外踝的牵拉复位，部分后踝骨折很难达到解剖复位。因此，如果决定固定后踝骨块，应首先复位固定后踝骨折，这样可利用外踝骨折的窗口，触摸后踝骨块，行辅助推压，可利用复位巾钳将后踝骨块复位后前后方向临时加压固定，这时再拧入螺钉，从而避免了自前向后拧入螺钉时，螺纹不能全部通过骨折线对加压效果的影响，空心钉在此仅起到固定和支撑作用而无需加压。在实际临床操作中观察到，处理后踝晚于外踝，优于最后固定后踝，这样使后踝复位固定操作空间加大，也避免了最后复位固定后踝时对已经修复的软组织再次造成损伤。

后踝骨折术后是否需要石膏固定，文献报道较少，因为单纯的后踝骨折在临床中很少发生，Papachristou等〔14〕提出单纯后踝骨折内固定后可以早期负重性练习，有利于加速骨折愈合。后踝骨折往往是伴随内外踝骨折发生，而对于踝关节骨折内固定术后是否需要石膏固定，目前意见并不一致，本组病例石膏的选择取决于术后踝关节的稳定性，即固定完毕后需再次行正位X线检查，观察有无距骨外移，踝穴内侧间隙有无增宽，如增宽超过5 mm，考虑内侧三角韧带深层断裂，下胫腓仍不稳定，则术后选择短腿石膏托辅助固定踝关节于中立位4 w，以利于损伤韧带恢复。而对于没有不稳定倾向的患者，术后即开始关节屈伸功能锻炼，对于骨质条件好的患者，如固定牢固，则可早期部分负重练习，对于骨质疏松及粉碎严重者，则6～8 w后逐渐负重练习。

本组病例中有2例患者踝功能评分为差，主要由于骨折粉碎较重，术后给予石膏制动，因此术后1年复查关节背伸及跖屈活动皆有受限，X线可见关节间隙变窄，软骨下骨硬化等创伤性关节炎表现，日常活动时轻度酸痛不适感。正常情况下腓骨远端存在10°～15°外翻角，而此患者伤时外踝粉碎严重，经复位固定，外踝骨折愈合，但外翻角为0，为畸形愈合，踝穴变窄关节内压力升高，加速了关节退变。本组病例前方切口有两例出现延迟愈合，考虑为患者皮下脂肪较厚，术中选择切口过小，过度牵拉所致。经过定期换药，均达愈合，对踝关节功能未造成影响。

综上，后踝骨折波及胫骨远端关节面10%以上，且移位程度≥2 mm，应给予解剖复位、内固定，这样符合踝关节生物力学的要求，而且能够获得满意的功能；自前向后内固定治疗后踝骨折是较为满意的内固定方式，符合生物力学要求，且具有创伤小，固定可靠等优势。

4 参考文献

1Court-Brown CM,McBirnie J,Wilson G.Adult ankle fractures:an increasing problem〔J〕.Acta Orthop Scand,1990;69(1):43-7.

2Anderson AS,Li X，Framkin P,etal.Ankle fractures in the elderly:initial and long-term outcomes〔J〕.Foot Ankle Int,2008;29(12):1184-7.

3Haraguchi N,Haruyama H,Toga H,etal.Pathoanatomy of posterior malleolar fractures of the ankle〔J〕.J Bone Joint Surg Am,2006;88(5):1085-92.

4Baird RA,Jackson ST.Fractures of the distal part of the fibula with associated disruption of the deltoid ligament.treatment without repair of the deltoid ligament〔J〕.J Bone Joint Surg Am,1987;69(9):1346-52.

5de Vries JS,Wijgman AJ,Sierevelt IN,etal.Long-term results of ankle fractures with a posterior malleolar fragment〔J〕. J Foot Ankle Surg,2005;44(13):211-7.

6Langenhuijsen JF,Heetveld MJ,Ultee JM,etal.Results of ankle fractures with involvement of the posterior tibial margin〔J〕.J Trauma,2002;53(1):55-60.

7Stauffer RN,Chao EY,Brewster RC.Force and motion analysis of the normal,diseased,and prosthetic ankle joint〔J〕.Clin Orthop Relat Res,1977;127(6):189-96.

8Fitzpatrick DC,Otto JK,McKinley TO,etal.Kinematic and contact stress analysis of posterior malleolus fractures of the ankle〔J〕.J Orthop Trauma,2004;18(5):271-8.

9Vrahas M,Fu F,Veenis B.Intraarticular contact stresses with simulated ankle malunions〔J〕.J Orthop Trauma,1994;8(2):159-66.

10Hartford JM,Gorczyca JT,McNamara JL.Tibiotalar contact area. Contribution of posterior malleolus and deltoid ligament〔J〕.Clin Orthop Relat Res,1995;320(8):182-7.

11Macko VW,Matthews LS,Zwirkoski P,etal.The joint contact area of the ankle〔J〕.J Bone Joint Surg Br,1991;73(8):347-51.

12Raasch WG,Larkin JJ,Draganich LF.Assessment of the posterior malleolus as a restraint to posterior subluxation of the ankle〔J〕.J Bone Joint Surg Am,1992;74(8):1201-6.

13Gardner MJ,Brodsky A,Briggs SM,etal.Fixation of posterior malleolar fractures provides greater syndesmotic stability〔J〕.Clin Orthop Relat Res,2006;447(10):165-71.

14Papachristou G,Efstathopoulos N,Levidiotis C,etal.Early weight bearing after posterior malleolar fractures:an experimental and prospective clinical study〔J〕.J Foot Ankle Surg,2003;42(2):99-104.