边缘锁定钢板技术治疗髌骨下极骨折

钱 进，张 桢，朱六龙，边振宇，姚旺祥，何齐芳

1.浙江中医药大学第四临床医学院,杭州 310000；2.浙江大学医学院附属杭州市第一人民医院骨科，杭州 310006

髌骨是人体最大的籽骨，在股四头肌肌力的传导和力臂的增肌、股骨头力的分布和伸膝装置的应力集中等方面起着至关重要的作用[1-2]。髌骨骨折多为关节内骨折，多见于青壮年，占所有骨折的1%[3]。由于髌骨下极在膝关节伸膝力传导中起着重要作用，又因髌骨特殊的位置和较高的功能需求，故大多数髌骨下极骨折需手术治疗[4]。

近年来，一些解剖钢板已被用来治疗粉碎性髌骨骨折，提供了高覆盖和稳定的内固定[5-6]。目前已经开发了如篮网钢板、钩型钢板和纽扣钢板等特殊的钢板结构治疗髌骨下极骨折，但存在材料难以获得、固定强度欠佳和软组织激惹等缺点[7-9]。目前尚无髌骨下极通过髌腱下缘钢板固定的相关报道，本研究回顾性分析2018年6月—2020年3月浙江大学医学院附属杭州市第一人民医院骨科收治的15例髌骨下极骨折患者，采用一种(原创的)新型边缘锁定钢板技术，旨在证明该技术在髌骨下极骨折治疗中的可行性、安全性和有效性，以及手术的优势和关键技术。

临床资料

1 一般资料

纳入标准：(1)年龄>18岁；(2)按AO/OTA分型为34-A1型髌骨下极骨折；(3)符合内固定治疗指征并同意采用边缘钢板技术固定；(4)术后随访≥12个月。排除标准：(1)病理性或非创伤性骨折；(2)开放性骨折；(3)既往膝关节功能受限；(4)拒绝接受环状钢板内固定。入院后常规完善术前检查，排除手术禁忌证，术前均向患者告知手术方案，并签署相应的手术同意书及风险告知书，伤后7d内完成手术。

本组共15例，男性9例，女性6例；年龄37～83岁，平均59.9岁。2例女性患者合并骨质疏松。

2 手术方法

腰麻或全身麻醉下，患者平卧于手术台上。止血带充气后，取髌骨上1/3至髌骨下极作一长约8cm的纵行切口。将皮肤及皮下组织向两侧分离，并将皮瓣向内侧和外侧提起，暴露出髌骨骨折断端、支持带和髌腱。清除血块和游离骨折块，用生理盐水冲洗关节腔，清洗关节腔内积血。准备1块2.4mm的锁定钢板并塑形，使其与患者髌骨下极的弧形相适应。复位钳临时复位骨折断端，并术中透视证实解剖复位。在支持带的断裂处，水平插入弯曲的钢板以将髌骨下极的断端固定在近端断端附近。将锁定钢板尽可能靠近髌腱的止点插入，用双钳向上牵引钢板，在钢板两端置入两个皮质螺钉进行加压。术中透视确定钢板位置后，使用6～8枚锁定螺钉固定下极骨折并稳定钢板，实际进钉数量及位置需按照骨折线方向和实际情况安置。钢板固定后，使用可吸收缝线(PDS-Ⅱ)制作前张力带，以防止下极向前移位。被动屈伸膝关节以检查固定是否牢固后，逐层闭合切口。

3 术后处理

原则上术后立即鼓励膝关节活动，逐渐负重：术后第1天膝关节逐步屈伸锻炼；术后前2周，膝关节活动不受限并适当负重，但不建议进行高强度或屈曲度>90°的活动。

4 观察指标与疗效评价

记录患者年龄、性别；手术时间、术中出血量、手术前后视觉模拟评分(VAS)、日常生活能力量表(ADL)。出院后长期随访，患者均门诊随访，分别随访1、3、6和12个月(至末次随访时间)，评估并记录患者膝关节屈伸活动度达到90°无痛时间、全范围弯曲活动(>105°)时间、改良后Cincinnati评分，及是否出现复位丢失、感染等术后并发症。评估患者术后1、2、3、6、12个月的膝关节X线片。本研究无失访患者。

5 统计学分析

结 果

手术时间50～63min，平均55.8min;失血量45～71mL,平均54.7mL。术后所有患者按病情进行康复锻炼，均约术后1周出院。15例患者能在1周内独立负重行走。术前与术后1个月平均VAS分别为(2.5±0.6)、(1.1±0.3)分(P<0.05)，平均ADL分别为(26.7±5.4)、(63.3±7.2)分(P<0.05)。术后6～9周观察临床骨愈合情况。在12个月的随访中，影像学检查未发现低位髌骨、骨折移位或植入物断裂。所有患者的90°无痛膝关节活动在2～4周恢复，7～11周恢复完全活动。改良Cincinnati评分90～98分,平均94.1分。见表1。患者骨折均愈合，未出现植入物断裂、切口感染或软组织刺激等不适主诉。典型病例见图1、2。

表1 患者一般资料情况

图1 患者男性，57岁，摔伤致右膝关节疼痛伴活动受限4h，诊断为右髌骨下极骨折。a～d.患者术前右膝关节CT平扫与三维重建，右侧髌骨下缘骨折，周围软装组肿胀；e、f.术后1周X线片复查示右髌骨下极骨折钢板内固定术后，复位良好，未见低位髌骨

讨 论

髌骨下极是髌腱的起点，应力相对集中。这类骨折直接破坏伸膝结构，极少稳定，加之下极骨折片相对较小，固定要求和难度较高。为了恢复膝关节伸膝装置的连续性和早期活动，当关节面下降>3mm或骨块分离>4mm时通常需要手术治疗[10-11]。

目前髌骨下极骨折的理想治疗方案尚未达成共识，其主要手术方式是：(1)部分髌骨切除，切除下极骨折部分，并使用跨骨缝线或钢丝重建伸肌。(2)接骨术，包括各种固定技术来保留髌骨下极[5]。由于固定粉碎的下极骨折相对困难，髌骨部分切除并缝合是原来较好的治疗选择[12]。然而，肌腱与骨的连接相对较弱，需要患者处于长时间的制动状态[12-13]。有学者研究髌骨切除后的伸膝力学，发现保留髌骨越多，所需伸膝的力越少，如果保留近端至少3/4则更具有生物力学优势[14]。另外，髌骨切除术常伴有并发症，包括术后髌骨高度异常(髌骨下垂)、膝前区疼痛、膝关节僵硬、股四头肌肌力下降[7,12]。大多数外科医师倾向于通过内固定保留髌骨下极骨折。材料固有的弱点和骨折碎片的大小决定了常用的张力带或螺钉不能稳定髌骨下极骨折。当出现下极粉碎性骨折时，单纯的克氏针和张力带不能提供坚强的固定，并会继发钢丝/张力带断裂、骨折移位造成的复位丢失和软组织刺激等并发症[10]。篮网钢板固定和新型的垂直布线环扎被认为是两种可靠的固定技术[15]。篮网钢板内固定可使膝关节早期不受限制地活动，其疗效已在长期研究中证实[16]。从生物力学上讲，篮网钢板可以承受来自髌腱的超过400N的峰值力[17]。但部分学者提出，篮网钢板的外形及其在髌腱的接触位置不可避免引起软组织激惹，因此常规需要二次手术[6,16]。此外，篮网钢板在许多国家未使用，大多数外科医师缺乏使用经验。相较而言，分离的垂直布线技术成本低，材料更易获得。该固定系统的极限载荷为(250.1±109.7)N，但完全伸展的股四头肌受力为316N，因此仍需要对患膝进行长达4周的长腿石膏固定[18]。尽管Song等[19]采用钢丝环扎加强了固定强度(平均极限载荷325N)，但股四头肌的突然挛缩仍是对该技术的威胁。

图2 患者女性，83岁，摔伤致右膝关节疼痛伴活动受限4h，诊断为右髌骨骨折。a～d.术前右膝关节X线片、CT平扫与三维重建；e、f.术后3d X线片复查显示右髌骨骨折内固定位置满意，骨折复位良好

本研究改进了传统固定形式，设计了一种新型边缘钢板技术。从解剖学上讲，髌腱通过髌骨表面延伸至股四头肌腱，几乎不可能在不干扰髌腱的情况下将髌骨下极骨折完全固定在髌骨表面。在目前的固定形式中，植入物要么压迫髌腱，要么放置并挤压在髌骨表面[8- 9,16-17,20]。将钢板穿越髌腱，并沿着髌骨后关节面向上固定髌骨下极，以最大限度地减少对肌腱和周围软组织的干扰。由于边缘钢板埋于髌腱下，减少了在体表扪及内固定物的可能性，避免内固定的异物感，减少了二次手术的风险。

边缘钢板是一种阻挡结构，而不是束缚结构。克氏针张力带、篮网钢板或钩状钢板通过来自线缆系统或钩板的纵向夹持力束缚下极的骨折片，而边缘钢板则直接用钢板体部围住下极骨折片。这种均匀分布阻力的阻挡机制可以更好地控制下极碎片，并在复杂性骨折或骨质疏松等情况下更显其优势。这种冠状位的钢板可使用多个螺钉应对来自髌腱的拉力，因此无需在髌骨周围环扎以增强稳定性(图3)。在治疗具有完整下极的简单骨折时，适当置入2枚近端皮质螺钉后，钢板会轻微向近端移动。这种钢板的位移会将邻近的骨折碎片推向髌骨近端，并在两块髌骨之间产生压缩。这种静态压缩虽不同于张力带产生的动态压缩，但仍会促进骨愈合。同时，钢板体部的弧形部分将移位的下极碎片嵌入其原始位置，并阻止其远端移位。这种类似“水坝”的阻挡效应是可靠的。尤其是在处理粉碎性骨折时，所有的骨折块会被压缩成一个整体，防止远端骨折块的分离。其固定的强度取决于固定在髌骨下极的边缘锁定钢板和螺钉的刚性。多个螺钉通过足够的固定点承受应力，这在很大程度上避免类似张力带的骨骼切割效应。

本研究首次尝试从髌腱下使用独立的边缘锁定钢板固定髌骨下极。在术中的屈伸膝关节试验中，下极骨折片在0°～120°之间的运动范围内固定稳定。当膝盖处于极度屈曲的状态时，下极骨折片段倾向于向前移位。为了消除这种情况，笔者建议使用PDS-Ⅱ缝合线制成简易张力带或放置微型钢板防止滑动，协助锁定钢板坚强固定。同样，本研究选择了2.4mm锁定加压钢板，因其既不厚重，不会干扰膝关节内部结构，也不因太脆弱导致不足以承受应力。笔者不建议在手术后限制膝盖活动，以快速恢复肌肉力量并减少深静脉血栓形成的风险。同样，不建议早期进行高强度屈膝活动，或过早地追求完整的全膝活动。相较于克氏针钢丝张力带固定，本技术明显缩短了手术时间，减少手术创伤；边缘钢板没有造成髌腱断裂或软组织刺激，患者也没有主诉内植物凸出，均能早期康复训练，在早期康复训练中所有患者未出现如同克氏针张力带固定的“恐惧感”。由于减少了髌骨周围韧带的刺激，减少了二次手术的可能，总体医疗费用反而较传统的克氏针张力带固定手术有所降低。

局限性：(1)本研究尚未对该技术进行生物力学测试。尽管目前在术中测试和术后随访中显示出良好的稳定性，但在进一步转化为临床技术之前，仍需进行完整且有效的生物力学评估。(2)目前只有15例患者接受了采用边缘锁定钢板固定，且患者年龄跨度较大，当涉及更大的样本时，本研究的结果可能并不具有代表性，对髌股关节的影响仍需要更多病例和时间来验证。由于此类骨折的总体发生率较低，因此可能需要进行多临床试验以进一步评估该技术。

综上所述，新型边缘锁定钢板技术治疗髌骨下极骨折可取得满意的临床效果，对患者创伤小，可以早期功能锻炼。当然，本研究仅是小样本的临床研究，病例数有限，且缺少对照组，缺乏多中心、大样本的随机对照研究，远期疗效及并发症的发生率仍有待进一步观察。