关节镜辅助下微创克氏针张力带内固定对髌骨骨折患者骨代谢和体液免疫功能的影响

肖凯，赵庆华，张宽宽

（安徽省淮北市人民医院 骨科，安徽 淮北235000）

髌骨骨折为骨科常见疾病，约占全身骨折的1.65%，多由直接或间接暴力所致[1]。近年来，随着交通运输业及建筑业的发展，发病人数呈增加的趋势[2]。手术是治疗髌骨骨折的重要方案，既往多采用切开复位克氏针张力带内固定术，能有效恢复患者解剖结构，促进患者膝关节功能改善，但创伤较大，术后恢复慢，难以及早进行功能锻炼，影响骨折愈合效果[3-4]。随着关节镜技术及快速康复理念的发展，关节镜辅助下微创克氏针张力带内固定术逐渐应用于临床治疗，其能精确复位关节面，创伤轻微，有助于患者术后快速康复[5]。但骨折、手术创伤和术后疼痛均可刺激机体产生应激反应，诱发促炎因子释放，导致免疫功能紊乱，增加并发症发生的风险[6-7]。有研究[8-10]显示，骨折术后患者骨代谢平衡是影响骨折愈合的重要因素，其中成骨细胞介导的骨胶原沉积有利于骨折愈合，破骨细胞介导的骨胶原降解则会抑制骨痂形成，干扰骨折愈合。目前，临床上关于体液免疫功能及骨代谢因子在关节镜辅助下微创克氏针张力带内固定术后变化情况的报道较少。本研究旨在从患者骨代谢和体液免疫功能上分析关节镜辅助下微创克氏针张力带内固定的应用价值。现报道如下：

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2017年3月—2019年8月本院髌骨骨折患者61 例，以随机数字表法分为关节镜组（n=31）和传统组（n=30）。两组患者年龄、性别、伤膝位置、骨折原因、骨折类型、移位骨折、病因及合并伤等一般情况比较，差异均无统计学意义（P ＞0.05），具有可比性。见表1。本研究经本医院伦理委员会审批通过。

表1 两组患者一般资料比较Table 1 Comparison of general data between the two groups

1.2 纳入和排除标准

1.2.1 纳入标准均有明确外伤史，经X线检查确诊；符合手术指征；患者或家属知情本研究并签署同意书。

1.2.2 排除标准病理性骨折；其他部位骨折；开放性骨折；粉碎性骨折；陈旧性骨折；凝血功能异常；术前免疫功能障碍或骨代谢异常；无法随访的患者。

1.3 手术方法

1.3.1 关节镜组行关节镜辅助下微创克氏针张力带内固定。采用连续硬膜外麻醉，患者取仰卧位，消毒铺巾，固定气囊止血带，于内外膝眼偏内侧做一切口，置入关节镜（生产厂家：美国施乐辉公司，关节镜体型号：3623型），冲洗关节腔积血，探查骨折情况和是否存在内外侧半月板损伤或交叉韧带损伤，修复关节腔内组织结构，清理髌骨骨折断端、血凝块、细碎骨块和嵌顿于骨块间的软组织。关节镜监视下手法复位髌骨，闭合撬拨复位关节面，X线透视下确认复位准确、关节面平整后，以点状复位钳经皮固定髌骨断端，轻敲克氏针近端，使其进入骨折远端，左右晃动克氏针，以确保牢固固定。用电钻将克氏针钻入髌骨下骨折块，经髌骨下极穿出皮外，X线及关节镜监视下确保骨折复位良好，患膝屈膝30°，将麻醉穿刺导针沿克氏针入口经皮紧贴髌骨穿过，引出位置为克氏针另一出口，导入钢丝（1.0 mm），“8”字张力带固定，用钢丝收紧器收紧后打结，埋于筋膜下。小心活动膝关节，检查是否存在骨折移位或钢丝松动，再将克氏针尾端推至筋膜内，最后冲洗关节腔并缝合切口，用绷带加压包扎。术后抬高患肢30°，局部冰敷，麻醉消失后进行股四头肌功能锻炼，术后3 d 根据恢复情况进行膝关节主被动功能锻炼，术后8周可扶双拐下地活动。

1.3.2 传统组采用传统切开复位克氏针张力带内固定。麻醉和体位同关节镜组。于膝关节前正中做一纵行切口，使骨折断端完全暴露，对关节腔和断端瘀血进行清理，复位骨折后以复位钳维持复位，确保关节面平整后屈膝40°～60°，用2枚克氏针垂直骨折面平行穿行上下极，“8”字张力带固定，剪断克氏针并折弯尾部，确保骨折线对合紧密，X线透视下确认关节面平整、复位内固定满意后，修补其他软组织损伤，并放置引流管、缝合切口，12 h后拔除引流管。

1.4 检测方法

早上6～8 点取空腹静脉血3 mL，室温凝固后离心（转速：3 500 r/min，离心半径：8 cm，离心时间：10 min），分离取上层血清，置于-80℃恒温箱待测。采用全自动化学发光免疫分析仪（生产厂家：美国雅培，型号：i-2000 型）测定抗酒石酸酸性磷酸酶-5b（tartrate-resistant acid phosphatase-5b，TRAP-5b）、骨特异性碱性磷酸酶（bone-specific alkaline phosphatase，BAP）和骨钙素（osteocalcin，OCN）水平，试剂盒购自广州万孚生物技术股份有限公司；用免疫比浊法测定免疫球蛋白G（immunoglobulin G，IgG）、免疫球蛋白A（immunoglobulin A，IgA）和免疫球蛋白M（immunoglobulin M，IgM）水平，试剂盒购自天津中新科炬生物制药有限公司。所有操作均由同一位检验科高年资医师严格依照仪器及试剂盒说明书完成。

1.5 观察指标

①手术情况：包括手术时间、术中出血量、住院时间和骨折愈合时间；②并发症：包括切口感染、克氏针松动和皮肤刺激症状；③术前、术后1 d 和术后3 d 血清体液免疫功能：包括IgG、IgM 和IgA；④术前、术后2 周和术后1 个月骨代谢指标：包括血清TRAP-5b、BAP和OCN水平；⑤术后随访6个月的膝关节功能：采用美国膝关节协会膝关节功能评分量表（Keen Society Score，KSS）、视觉模拟评分法（visual analogue scale，VAS）评估两组术前、术后3 个月和术后6个月的膝关节功能和疼痛程度，KSS评分的分值范围为0～100 分，VAS 评分的分值范围为0～10分，得分与膝关节功能和疼痛严重程度呈正相关；⑥术后6个月膝关节活动范围优良率：膝关节活动自如、膝部屈伸范围为141°～150°为优；膝部屈伸范围为121°～140°、膝关节活动轻度受限为良；膝部屈伸范围为91°～120°，膝关节活动明显受限为可；未达优、良或可标准的为差；优和良的例数计入优良率。

1.6 统计学方法

采用SPSS 22.0 统计软件分析数据，计数资料以例（%）表示，组间比较行χ2检验；符合正态分布的计量资料以均数±标准差（-±s）表示，组间比较行t检验。P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者手术情况比较

两组患者手术时间比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；关节镜组术中出血量较传统组少，住院时间和骨折愈合时间较传统组短（P＜0.05）。见表2。

表2 两组患者手术情况比较 （±s）Table 2 Comparison of surgery situations between the two groups （±s）

表2 两组患者手术情况比较 （±s）Table 2 Comparison of surgery situations between the two groups （±s）

组别关节镜组（n=31）术中出血量/mL 46.28±12.70手术时间/min 60.36±9.72住院时间/d 12.38±1.73骨折愈合时间/周11.62±1.89传统组（n=30）t值P值85.12±14.35 11.20 0.000 58.94±10.48 0.55 0.585 14.86±2.15 4.97 0.000 15.23±2.07 7.12 0.000

2.2 两组患者并发症发生率比较

两组患者并发症发生率比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。见表3。

表3 两组患者并发症发生率比较 例（%）Table 3 Comparison of incidence of complication between the two groups n（%）

2.3 两组患者体液免疫功能比较

两组患者术前血清IgG、IgM和IgA水平比较，差异均无统计学意义（P ＞0.05）；两组患者术后1和3 d血清IgG、IgM和IgA水平较术前下降，但关节镜组高于传统组（P＜0.05）。见表4。

表4 两组患者体液免疫功能指标比较 （g/L，±s）Table 4 Comparison of humoral immune function indexes between the two groups （g/L，±s）

表4 两组患者体液免疫功能指标比较 （g/L，±s）Table 4 Comparison of humoral immune function indexes between the two groups （g/L，±s）

注：†与术前比较，差异有统计学意义（P ＜0.05）

IgG IgM IgA组别关节镜组（n=31）术后1 d 8.72±0.94†术前14.58±1.57术前2.85±0.39术后3 d 12.90±1.15†术后3 d 2.26±0.32†术后1 d 1.09±0.17†术前2.92±0.52术后1 d 1.54±0.27†术后3 d 2.08±0.39†传统组（n=30）t值P值5.68±0.73†14.08 0.000 14.92±1.35 0.91 0.369 2.94±0.42 0.87 0.389 10.37±1.06†8.93 0.000 1.68±0.29†7.41 0.000 0.72±0.13†9.53 0.000 3.01±0.47 0.71 0.482 0.98±0.23†8.71 0.000 1.65±0.31†4.76 0.000

2.4 两组患者血清骨代谢指标水平比较

两组患者术前血清TRAP-5b、BAP 和OCN 水平比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）；两组患者术后2 周和术后1 个月血清TRAP-5b 水平较术前降低，且关节镜组低于传统组，血清BAP 和OCN 水平较术前增高，且关节镜组高于传统组（P＜0.05）。见表5。

表5 两组患者血清骨代谢指标比较 （±s）Table 5 Comparison of serum bone metabolism indexes between the two groups （±s）

表5 两组患者血清骨代谢指标比较 （±s）Table 5 Comparison of serum bone metabolism indexes between the two groups （±s）

注：†与术前比较，差异有统计学意义（P ＜0.05）

OCN/（ng/mL）组别关节镜组（n=31）术前22.92±3.49术后2周1.52±0.31†BAP/（ng/mL）TRAP-5b/（u/L）术前3.04±0.39术后2周35.03±5.61†术后2周9.03±1.25†术后1个月42.90±6.75†术后1个月10.18±1.79†术前7.36±0.82术后1个月0.86±0.23†传统组（n=30）t值P值23.67±3.81 0.80 0.426 2.25±0.37†8.36 0.000 2.91±0.46 1.19 0.238 27.58±4.73†5.60 0.000 8.31±1.09†2.39 0.020 33.64±5.92†5.69 0.000 9.24±1.36†2.23 0.030 7.24±0.95 0.53 0.599 1.69±0.28†12.67 0.000

2.5 两组患者KSS评分和VAS评分比较

两组患者术前KSS评分和VAS评分比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）；术后随访6 个月，无失访病例，两组患者术后3和6个月KSS评分较术前提高，且关节镜组高于传统组，VAS评分较术前降低，且关节镜组低于传统组（P＜0.05）。见表6。

表6 两组患者KSS评分和VAS评分比较 （分，±s）Table 6 Comparison of KSS and VAS score between the two groups （score，±s）

表6 两组患者KSS评分和VAS评分比较 （分，±s）Table 6 Comparison of KSS and VAS score between the two groups （score，±s）

注：†与术前比较，差异有统计学意义（P ＜0.05）

KSS评分VAS评分组别关节镜组（n=31）术后3个月89.45±6.32†术后6个月93.61±4.74†术前7.28±1.07术后6个月0.82±0.25†术前40.13±7.58术后3个月1.46±0.37†传统组（n=30）t值P值84.19±5.86†3.37 0.001 90.53±5.29†2.40 0.020 7.15±1.21 0.44 0.658 1.17±0.28†5.15 0.000 39.47±8.24 0.33 0.746 2.59±0.46†10.59 0.000

2.6 两组患者膝关节活动范围优良率比较

关节镜组术后6 个月膝关节活动范围优良率为90.32%，高于传统组的70.00%（P＜0.05）。见表7。

表7 两组患者膝关节活动范围优良率比较 例（%）Table 7 Comparison of the excellent and good rate of the range of motion of knee joint between the two groups n（%）

2.7 典型病例

患者男，36岁，因交通事故导致右膝髌骨骨折，术前行X线检查，符合手术指征，行关节镜辅助下微创克氏针张力带内固定治疗，术后3个月复查X线显示骨折愈合良好。见附图。

附图 髌骨X线检查Attached fig.X-ray examination of patella

3 讨论

髌骨骨折为临床常见的关节内骨折，治疗的基本原则为维持关节面解剖复位、恢复关节面平整和早期功能锻炼，以恢复伸膝装置连续性和最大限度地恢复膝关节功能。传统切开复位克氏针张力带内固定切口瘢痕大，软组织分离多，术中需将髌骨软骨暴露于空气中，术后并发症风险较高，影响患者术后生活质量。

关节镜下微创克氏针张力带内固定在微创技术理念的启示下，结合解剖复位、坚强内固定和微创技术，有效地弥补了开放手术的不足，有利于患者术后早期进行功能锻炼，以促进髌骨骨折愈合，减轻术后疼痛，改善患者膝关节功能。关节镜下微创克氏针张力带内固定较传统切开复位克氏针张力带内固定具有以下优势：①术者能在关节镜直视条件下进行操作，可减少X线机透视次数，从而降低对患者及医务人员的辐射量；②行关节外入路，手术切口较小，能减少组织损伤，降低出血量，避免对髌骨血供系统造成二次医源性破坏；③可更清晰地探查骨折端和软骨损伤情况，提高关节内骨折复位精确性，及时清除游离的关节软骨，确保关节面平整。本研究显示，关节镜组术中出血量较传统组少，住院时间和骨折愈合时间较传统组短（P＜0.05），与刘开全等[11]研究结果相似；但两组患者并发症发生率比较，差异无统计学意义（P＞0.05），可能与本研究选取样本量较少有关。为进一步证实微创手术的远期效果，本研究术后进行了6 个月的随访，结果表明，关节镜组术后3 和6 个月KSS 评分高于传统组，VAS 评分低于传统组，术后6个月膝关节活动范围优良率（90.32%）高于传统组（70.00%）（P＜0.05）。由此可见，关节镜下微创克氏针张力带内固定在术后膝关节功能恢复及疼痛缓解方面具有显著的效果，笔者认为，这主要与该术式创伤轻微、患者术后可早期进行功能锻炼有关。关节镜术中需注意恢复髌骨关节面平整，达到解剖复位，尽可能减少髌骨周围软组织损伤。但该术式也有一定的局限性：对于粉碎性骨折，经皮难以达到解剖复位，仍需行切开复位固定。因此，临床上术者应严格掌握手术适应证，根据患者具体情况选取适宜的术式。

受骨折、麻醉、手术创伤、心理应激、疼痛应激和术后感染等多种因素影响，患者围术期免疫功能常发生变化。相关研究[12-13]表明，机体免疫功能不仅与骨折患者术后恢复密切相关，还可有效反应手术创伤程度。免疫球蛋白是体液免疫中发挥防御、免疫监视和免疫自稳作用的重要成分[14-17]。其中，IgA 是机体黏膜防护的重要因素；IgM具有较强的激活补体及调理吞噬功能，可通过补体介导促进吞噬作用；IgG可固定补体，结合巨噬细胞促进其吞噬和调理作用，同时有助于提升其他细胞对靶细胞的杀伤力。因此，免疫球蛋白水平变化可作为反应机体免疫功能状态、疾病转归和预后情况的敏感指标。本研究中，两组患者术后1 和3 d 血清IgG、IgM 和IgA 水平较术前下降，可见两种术式均会导致免疫损伤，但关节镜组高于传统组（P＜0.05）。由于关节镜辅助下微创克氏针张力带内固定手术切口小，手术过程中关节腔基本处于封闭状态，能有效隔绝外界空气的接触，有利于降低术后感染发生风险，且对髌骨周围组织损伤轻微。因此，对患者体液免疫功能抑制也较轻微，这也是关节镜组术后恢复较传统组快的重要因素。

骨折愈合过程中成骨细胞和破骨细胞活性的改变会影响骨质愈合，成骨细胞活性增强会加速骨矿化过程，增加骨折端愈合强度，而破骨细胞活性若过度增强，可导致骨折愈合不良[18]。同时，骨形成/骨吸收状态与骨折愈合质量密切相关[19]。本研究中，两组患者术后2周和术后1个月血清TRAP-5b水平较术前降低，且关节镜组低于传统组，血清BAP 和OCN 水平较术前增高，且关节镜组高于传统组（P＜0.05）。TRAP-5b 是由破骨细胞合成分泌的酸性磷酸酶，参与骨吸收过程，可客观反应破骨细胞活性，过度合成可增加骨吸收并降低骨强度[20]。BAP和OCN均是由成骨细胞分泌的因子，BAP 高表达预示着成骨细胞活跃；OCN 是骨基质中的一类非胶原蛋白，在维持正常骨矿化和抑制异常羟基磷灰石结晶形成方面具有重要作用[21-22]。本研究表明，行关节镜辅助下微创克氏针张力带内固定术后，成骨细胞因子含量较高，能增强成骨细胞活力，抑制破骨细胞活力，为骨折愈合创造良好的局部微环境，同时可间接反应骨折愈合质量，这是关节镜组骨折愈合快速的重要原因。

综上所述，关节镜辅助下微创克氏针张力带内固定治疗髌骨骨折，能有效减少术中出血量，减少体液免疫功能损害，缩短住院时间，促进骨折愈合，减轻患者疼痛程度，改善膝关节功能及扩大活动范围。本研究虽揭示了部分关节镜辅助下微创克氏针张力带内固定促进髌骨骨折愈合的机制，但骨折愈合机制复杂，与骨生长因子、生长激素、胶原蛋白、胶原基因的表达等多方面因素有关，整个过程受多种骨代谢因子及其受体调控，微创术式对骨代谢因子受体及相关信号转导通路有何影响，还需进一步深入研究。