数字钢板及锁定钢板治疗膝、踝关节周围骨折的对比研究

庄 超，赵公吟，张 辉，刘瑞平

(南京医科大学附属常州市第二人民医院 骨科，江苏 常州，213003)

胫骨平台骨折以及胫骨远端骨折是临床最常见的关节周围骨折，常常合并关节内骨折和干骺端骨折，随着工业的发展，其发生率逐年升高。由于骨折靠近关节部位，较其他部位解剖结构复杂，结合骨折本身类型不同存在明显的个体差异［1－3］。目前治疗上述骨折多使用胫骨近端或胫骨远端普通解剖型锁定钢板，因其为量产，钢板设计与骨折实际情况有时会出现差异，不能完全满足临床需要。近年来随着计算机技术的发展，在其辅助下通过骨折部位三维CT 重建制作数字化钢板，针对每一例骨折个性化设计钉孔，避开骨折线，完成坚强内固定，以利早期关节功能锻炼及功能恢复［4－5］。作者回顾分析本科2011年3—9月采用数字钢板以及同期采用锁定钢板治疗的符合条件的膝、踝关节周围骨折病例资料，比较二者术后疗效。

1 资料与方法

1.1 一般资料

本科2011年3—9月采用数字钢板治疗胫骨平台骨折或胫骨远端骨折共11例，均为男性，年龄19～64岁，平均39.5岁。致伤原因:交通伤6例，重物压伤1例，摔伤4例。骨折按AO 分型:41－C11例，41－C21例，41－C33例，43－C11例，43－C24例，43－C31例。同期采用锁定钢板治疗同样骨折共20例，其中男13例，女7例，年龄20～68岁，平均48.1岁。致伤原因:交通伤6例，重物压伤3例，摔伤11例。按AO 分型:41－C11例，41－C23例，41－C38例，43－C13例，43－C22例，43－C33例。所有病例均为闭合性骨折，无神经、血管损伤，无严重内科疾病，受伤之前膝、踝关节功能正常。

1.2 术前准备

数字钢板组入组患者先行骨折部位及对侧正常肢体三维重建CT 扫描，层厚0.7 mm，数据采用Mimics 10.01 软件分析，选取所需数据后建立初步三维模型，模拟骨折块及术中复位情况，制作三维立体模型。同时将数据输入计算机辅助设计软件UG NX7.0，设计钢板及钉孔，钉孔注意避开骨折线，防止螺钉进入关节腔，利用该软件的加工编程模块，生成程序代码，数据输入数控机床，生产钢板。术前可在骨折复位后的模型上将数字钢板与其进行匹配性验证，模拟术中钢板固定的情况，做到心中有数，同时制定术前计划。锁定钢板组入组患者行骨折部位三维重建CT 扫描，根据重建图像制定术前计划，选用同一厂家胫骨近端或胫骨远端普通解剖型锁定钢板。

所有患者术前均根据骨折类型选择制动或骨牵引、抬高患肢、脱水消肿等对症处理，待骨折局部软组织肿胀减轻或消退，张力性水疱褪去，皮肤出现皱褶后行手术治疗。数字钢板组受伤至手术为3～10 d，平均7 d。锁定钢板组受伤至手术为5～13 d，平均8 d。

1.3 手术方法

手术均采用连续硬膜外麻醉，患者取仰卧位，胫骨平台骨折取膝关节外侧或内外侧联合切口，胫骨远端骨折如合并腓骨骨折则先复位固定腓骨骨折后再取踝关节前内侧或前方切口，均先行关节面解剖复位，克氏针临时固定，术中行C－臂机透视，待骨折复位后采用微创接骨板技术，先建立皮下隧道，再插入钢板，然后在钢板两端旋入螺钉，达到有效内固定［6－9］。

1.4 术后处理

术后伤口均用厚棉垫加压包扎，予抬高患肢、消肿、止血、止痛及必要的预防感染治疗。患者麻醉清醒后即可活动足趾及完好关节，术后3 d 开始活动手术关节并逐步加大幅度以防止关节僵硬，术后7 d 行CPM 功能锻炼，术后2 周扶双拐部分负重，术后4 周扶单拐部分负重，待X 线片有明显连续性骨痂后指导患者完全负重行走。

1.5 术后随访及疗效评估

所用患者定期门诊随访，评估疗效，于术后6周、3 个月、6 个月及1年摄X 线片，观察骨痂生长及骨折愈合情况。采用Neer 评分标准［10］评定膝关节功能:优:85～100 分;良:70～84 分;中:55～69 分;差:0～54 分。采用Baired－Jackson评分标准［11］评定踝关节功能，优:96～100 分;良:91～95 分;中:81～90 分;差:0～80 分。

1.6 统计学分析

用SPSS 17.0 统计软件进行统计分析，定量数据以均数±标准差表示，两组均数间比较采用独立样本t 检验，P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

数字钢板组患者术后随访12～18 个月，平均16.8 个月，锁定钢板组患者术后随访12～16 个月，平均14.7 个月，所有病例均显示骨折愈合。患者术后膝、踝关节功能评定分别采用Neer 以及Baired－Jackson 评分标准。2组患者术后膝关节功能评分比较，在术后6 周、术后3月、术后6月及术后1年差异均有统计学意义(P＜0.05)。见表1。2组患者术后踝关节功能评分比较，在术后6 周差异无统计学意义(P＞0.05)，术后3月、术后6月及术后1年差异均有统计学意义(P＜0.05)。见表2。数字钢板组术后疗效:优2例，良8例，中1例，优良率90.9%。锁定钢板组术后疗效:优9例，良9例，中1例，差1例，优良率90.0%。所有病例均未发生切口感染、局部皮肤坏死等并发症。

表1 2组患者术后膝关节功能评分

表2 2组患者术后踝关节功能评分

3 讨论

膝、踝关节周围骨折包括胫骨平台骨折以及胫骨远端骨折，是高能量造成的严重损伤，由于骨折靠近关节，甚至波及关节面，造成骨折不稳定，临床治疗难度大，如处理不当，则容易遗留后期功能障碍。手术治疗的目的是恢复关节面的解剖复位，加上坚强的内固定，以期早期功能康复锻炼，以减少病残率［12－14］。

3.1 锁定钢板与数字钢板

现有的胫骨近端或胫骨远端普通解剖型锁定钢板的形状及螺钉孔是针对所有骨折类型设计的，但由于膝、踝关节周围解剖结构复杂，患者在骨骼形态上存在差异以及骨折类型不同，即个体差异性，即使锁定钢板制造商将其规格型号分得足够细，但在临床上有时仍会发现锁定钢板与骨骼表面的吻合性并不理想，此时不可避免地会发生术中临时再塑形，除非牺牲复位的正确性而迁就钢板的形状。这不仅增加了手术的随意性和操作难度，钢板与骨表面的吻合性、内固定的稳定性和复位的正确性都难以保证。对于医用钛合金材料而言，冷变形理论上是禁止的，因为冷折弯将改变材料内部的金相结构，降低它的强度。手术中钢板的再塑形可能是导致内固定失败的原因之一。另外现有锁定钢板的锁钉孔是等距离分布的，在实际情况中，往往会有锁钉孔在骨折线处，或者锁钉孔的位置不能满足固定所有骨折块的要求，这种情况会影响内固定的强度和效果，导致内固定失败。

近年来，数字医学技术与骨科临床医学紧密结合，极大地促进了骨科临床诊疗技术的发展。CT 扫描技术、计算机辅助设计、快速成型技术及数控加工技术的快速进步和发展，使临床上制造数字钢板成为可能。以CT 三维重建为基础，实现数据的转换与统一，快速设计制造。数字钢板的形状、长度以及螺钉孔的位置、方向、数目和大小均可以根据骨折部位的具体情况进行个性化设计。螺钉孔的位置可以避开骨折线设计，螺钉孔的大小可以根据螺钉的直径来决定，螺钉孔的数目由固定的稳定性来决定，真正做到根据每位患者的骨骼解剖特点和骨折类型因地制宜，量身定制［15］。数字钢板是针对每一例骨折而专门设计加工的，因此具有十分优异的吻合性和螺钉孔特殊的位置。术者无需再进行选型和塑型，只需按事先确定的固定方案安装即可，操作方便，稳定性好，手术质量高。

3.2 术前准备与微创技术

影响关节周围骨折手术效果的因素众多，一般认为准确的复位、恰当和坚强的内固定、缩短手术时间及减少软组织损伤对骨折愈合有利。这在一定程度上取决于手术医师对伤情的准确判断以及对手术方案的细致规划。数字钢板有利于更加详细的术前计划。术前通过对骨折处的CT 三维重建扫描，在计算机上三维重建骨折处的立体模型，提前模拟术中的情况，决定骨折块复位的先后顺序。遇到塌陷的骨折，可采用添加层面的方法，模拟复位和植骨。复位后的图像可打印成立体模型，制作完成数字钢板后甚至可以使用数字钢板在模型上模拟术中固定，对术中可能出现的情况做到心中有数。精确的术前虚拟手术复位，使医生在术中能更熟练、更准确地对粉碎的骨折块进行复位与固定，减少了手术中的盲目性和误操作，为整个手术节省时间。同时完善的术前计划减少了术中盲目的软组织剥离，保护骨折周围软组织的血液供应，避免骨折部位血供的二次损伤，有利于骨折的愈合［4，15］。

如今AO 骨折治疗原则已逐渐向BO 转变:既要求骨折复位后固定牢固，更要求注意对骨折块周围血运的保护［16－17］。因此临床上越来越重视骨折愈合的生物学因素，进行微创操作，保护骨折部位的血液供应，微创内固定技术随之产生。关节内骨折常常需要切开复位，数字钢板可以让医生术前模拟术中的复位情况，在有限切开达到解剖复位的同时减少对关节周围软组织的剥离。同时将钢板经皮下隧道插入减少了对软组织和血运的破坏，不会对骨骼的穿支动脉和营养血管产生危害，骨膜和骨髓有良好的血流灌注，在C－臂机辅助下小切口置人螺钉，完成内固定，为骨折愈合提供理想的生物学环境。

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