生物力学在股骨干骨折病人术后康复护理中的应用

李建华

（太原市急救中心，山西030001）

股骨干骨折多发于老年群体，临床常使用内固定治疗。骨科生物力学以人体骨骼、肌肉系统的研究为主，涵盖了静力学、动力学、运动学、材料学、生物摩擦学等相关领域，目的是应用生物力学的原理来解决骨科临床护理中面临的问题[1-3]。主要依据力学理论中的正压力、反作用力以及摩擦力等原理对病人骨骼、肌肉以及其他组织的功能恢复过程进行指导[4]，既可以在宏观层面上提供科学的护理与康复指导，又可以在微观层面为病灶部位骨骼、肌肉、皮肤等组织的愈合提出科学的力学解释与防护指导。从股骨干骨折愈合过程中力学性能的变化以及肌腱力学性能等方面探究生物力学对骨骼与软组织的影响，运用合理的生物力学原理指导护理工作，可以减轻护理人员的工作量，促进骨折病人的康复，避免康复过程中其他组织的病变。本研究采用计算机数字技术结合临床研究了解股骨干骨折护理中生物力学变化，通过模拟股骨干闭合性斜形骨折接骨板固定治疗的真实案例，研究各个阶段中的股骨应力传递与应力分布的差异，软组织生物力学、肌腱生物力学变化，从生物力学的角度解释接骨板固定法在股骨骨折治疗中的优势，并为骨折病人的治疗与护理提供指导。

1 生物力学在护理过程中的应用

骨折病人主要采用手术刚性固定骨骼断裂部位，从而防止外力作用下断裂骨质的移动造成骨折部位的再次骨折以及裂骨对其他组织的二次伤害。接骨板为金属材质，由于接骨板与固定裂骨材料属性差异较大，出现应力屏蔽现象[5]，导致骨折部位的力学性能不平衡，引起骨质流失，造成骨溶解，对病人骨折部位的力学性能恢复极为不利[6]。另外，病人骨折的同时会造成周围肌肉及其他组织的损伤，损伤部位的肌肉由于伸缩力不平衡易造成肌肉痉挛，给病人带来不利影响[7-8]。骨折对病人整体，特别是骨折部位的循环代谢以及营养物质、钙质吸收造成影响。内固定手术后病人会产生较大的应激反应，需要良好的护理干预来提升康复效果。生物力学研究贯穿于病人整个护理过程中，在保证治疗效果的同时，应注意其生物力学原理。护理干预时可适当使用托垫，保持脊柱的生理曲线，避免局部受压，预防足下垂畸形、膝关节屈曲畸形、髋关节屈曲畸形、肩内收畸形等并发症。股骨干骨折术后不同康复时期力学性能恢复效果见图1。

图1 股骨干骨折术后不同康复时期力学性能恢复效果图

2 术后急性期软组织生物力学变化及护理干预

股骨干骨折术后病人由于长期卧床，康复锻炼较少，易出现压疮、肌肉萎缩等并发症。压疮主要是由于机体局部组织长时间受压，血液循环障碍，无氧代谢产物的影响，使受压部位皮肤及皮下组织出现缺血、溃烂及坏死等情况[9]。急性期护理人员应注意病人患肢远端的感觉、运动以及血液循环情况，定时抬高患肢进行被动运动及远端关节活动。舒张运动可以促进骨折部位的愈合、对周围肌肉组织的功能恢复及血液循环十分有益，亦可防止压疮的产生。护理干预：①采用气垫床，定时翻身，避免病人局部组织长期受压，观察病人皮肤组织情况，预防压疮的发生。②保持病人皮肤干燥，及时更换床单、衣物，保持清洁，护理时不要拖拽病人，尽量减少摩擦。③进行饮食指导，为骨折愈合提供充足的营养，提高机体抵抗力。④进行心理护理，使病人保持心情愉悦，促进病人的康复。⑤加强对病人及家属的健康宣教，以提高病人的压疮预防意识，更好地防止压疮的发生。

3 功能锻炼期肌肉的生物力学变化及护理干预

功能锻炼的原则是尽早开始，主动为主，被动为辅，持之以恒，循序渐进。病人因手术治疗长期活动受限，肌肉组织出现萎缩、粘连现象，护理人员应鼓励病人进行功能锻炼。肌肉为黏弹性组织，其生物力学性能独特，不仅可以承受肌肉的拉应力，还可以承受剪切力与压应力，如图2 所示。第一区域为趾区域，即肌纤维在载荷作用下由卷曲状态变为拉直伸展状态。第二区域为线性区域，即被拉直的肌纤维在载荷作用下呈线性拉伸；线性区域后再承受过度载荷，肌腱将发生不可恢复的变形，即纤维产生微观断裂损伤。在微观断裂继续承受载荷，肌腱将出现宏观断裂即肌腱断裂。由于肌腱的黏弹性，其在低应变变形时，肌腱会吸收载荷，但传递载荷较低，这与其自身组织构成有关。因此，肌腱的力学性能与年龄、性别与运动情况直接相关[10]。功能锻炼期护理干预是在治疗原发疾病的基础之上加强康复功能训练，其目的在于促进肌肉、骨关节生物力学性能恢复以及预防功能障碍[11]。随着骨折部位的愈合及周围损伤软组织的逐步修复，康复锻炼循序渐进，活动范围由小到大，次数由少到多，时间由短至长，强度由弱至强，逐步恢复患肢的关节功能。康复锻炼以病人不感疲劳为宜，骨折部位不感疼痛为度。康复护理干预可以显著提高骨折病人的关节功能恢复优良率，缩短住院时间，并且使出院半年后的日常生活能力得到明显的改善。科学合理、积极主动的康复护理对恢复关节力学功能尤为重要。另外，功能锻炼的同时需为病人提供合理的膳食及必要的心理疏导，普及力学知识，消除病人恐惧心理。

图2 肌腱的应力应变曲线

4 中后期运动系统的生物力学变化及护理干预

中后期护理干预以病人感觉轻微酸胀、无明显疼痛为原则，增加肌力锻炼、关节活动。骨折部位逐渐愈合，但是由于植入物与骨骼的刚度严重不适配，造成该处的应力只能通过刚度大的植入物进行传导，而对应的股骨骨折区域则受力较小，出现了应力屏蔽现象，影响肢体的应力传递，重者导致骨折部位发生骨质流失和骨溶解，不利于骨折后期恢复。病人需在护理人员的协助下,持双腋拐患肢不持重原则下进行步态练习。护理人员应正确指导病人使用双腋拐，初期行走时靠两上肢支持体重,防止应力不均导致二次骨折。使用双拐时同时移向两腿前方,然后健肢移到两拐前方,再将双拐同时移到健肢前方,如此反复。无不适可逐渐增加活动量。末期阶段骨折周围骨细胞加速生长，骨痂形成，此时机体通过骨改型作用适应周围应力变化，确保骨折内固定牢靠、无松动、无骨质吸收现象，病人可持双拐下肢负重行走,注意架拐支撑体重时,健肢跨前一步,使两拐间距离与健肢保持等边三角形。此时病人可通过内外侧拉伸来平衡内外侧应力，避免出现应力偏移现象，逐渐稳妥后实现弃拐行走。

5 小结

探究股骨干的生物力学性能变化、软组织和肌肉的生物力学性能，依据人体生物力学原理为骨折病人提供科学、合理的临床护理，可以促进病人骨折部位愈合、功能恢复，防止压疮、肌肉萎缩、关节活动受限等现象。术前、术后整个护理干预过程中应注意保证病人舒适，肌肉放松，避免关节畸形，适当使用托垫，保持脊柱生理曲线，避免局部受压的同时预防足下垂畸形、膝关节屈曲畸形、髋关节屈曲畸形、肩内收畸形等。生物力学理论可以为护理人员科学护理提供指导依据，减轻繁重的护理任务；同时，可以减轻病人的恐惧心理，降低病人康复过程中其他组织病变或二次骨折发生的风险。