髌骨下极骨折治疗的现状分析

陈松 谢庆云 刘金标 郑伟 廖冬发

髌骨远端 1 / 4 的骨折为髌骨下极骨折，约占髌骨骨折的 9.3%～22.4%[1]，可使伸膝装置连续性遭到破坏，影响膝关节的功能 （ 图 1 ）。髌骨下极骨折为关节外骨折[2]，治疗上有其特殊性，因此笔者在简要介绍髌骨下极的解剖结构、生物力学特性及骨折机制的基础上，检索相关文献，综述髌骨下极骨折治疗的最新进展，分析目前治疗方式存在的问题，探讨未来研究方向。

图1 髌骨下极骨折模式图Fig.1 Fracture pattern of the patella lower pole

一、髌骨下极解剖特点、受力特性及骨折机制

髌骨下极骨质为松质骨，表面没有软骨覆盖，不参与髌股关节的构成，髌韧带和髌下脂肪垫将其包绕，通过连接的髌韧带将股四头肌收缩时产生的肌力传导至胫骨结节，进而完成伸膝动作。髌下脂肪垫中的血管从髌骨下极表面血管孔向上滋养髌骨[2]，因此髌骨下极骨折时出血较多，局部血肿明显，严重者可伴有关节腔内积血。髌骨为软骨化骨，通常只有一个骨化中心，少部分人会出现 2 个或 2 个以上骨化中心，若骨化中心没有正常的融合，则可能会出现双髌骨或三髌骨先天性畸形[3]，因此髌骨下极骨折需与之相鉴别。

髌骨下极在屈膝的过程中会出现外旋现象，可能与胫骨结节外旋时通过髌韧带牵拉髌骨下极使之外旋有关，同时股骨髁的运动轨迹为开口朝外的 C 型，也引导着髌骨向外侧滑行[4]。髌 - 股接触面在膝关节屈伸过程中有着很好的咬合关系，会随着膝关节的屈伸运动而发生滚动和滑动运动，这种咬合关系决定了在膝关节屈曲过程中随着髌 -股关节面压力的增大，髌 - 股接触面积也会随之增大，而压强却无明显的升高[5]。屈曲位时，髌骨三向受力，即股四头肌的轴向拉力、髌韧带的反作用力以及髌股关节作用力，髌骨的受力特性导致许多髌骨下极骨折在屈膝位时发生[6]（ 图 2 ）。

图2 髌骨下极受力示意图图3 克氏针张力带内固定示意图Fig.2 Schematic diagram of the stress on the lower pole of the patellaFig.3 Ιnternal fixation diagram of Kirschner wire tension band

髌骨下极骨折常由膝关节屈曲位跌倒时遭受地面的直接暴力，或股四头肌在自我保护的条件反射下猛烈收缩、髌骨下极髌韧带止点受到强大的间接暴力，或两种暴力的联合作用所致。由于屈膝过程中髌骨具有外旋倾向，与外侧相比，内侧受到的张力更大，因此髌骨下极骨折以粉碎性骨折为多[7-8]。

二、治疗方法

髌骨骨折可分为横断型、粉碎型、纵行型和撕脱型；横断型骨折为髌骨下极骨折常见的骨折类型[9]。目前公认的髌骨骨折手术指征为：（ 1 ） 髌骨骨折伴移位，伸膝装置破坏，丧失主动伸膝和膝关节的伸直锁扣功能；（ 2 ） 关节内骨折，关节面台阶 ＞ 2 mm 或骨折块移位 ＞ 3 mm；（ 3 ）开放性骨折[10-12]。髌骨下极骨折治疗的主要目的是恢复伸膝装置的连续性，治疗原则是：（ 1 ） 尽可能保留髌骨以恢复膝关节装置的连续性；（ 2 ） 维持股四头肌肌力传导和力臂长度；（ 3 ） 早期的膝关节康复功能锻炼[13]。髌骨下极骨折的手术治疗主要包括髌骨下极切除髌韧带修补和切开复位内固定[14]。

1. 髌骨下极切除髌韧带修复重建术：目前临床上髌骨下极切除髌韧带修复重建治疗髌骨下极骨折已不多见，该方法主要适应于粉碎严重、复位困难的骨折[15]。切除骨折的髌骨下极后，残留的髌骨与髌韧带缝合，导致髌韧带长度缩短，髌骨整体下移，会出现“错格现象”，致使髌股关节面压力增大，出现膝关节屈曲受限以及髌骨前方疼痛等并发症[2]；同时，缝合丝线的张力强度与髌韧带的抗撕裂强度匹配度差，无法满足早期功能锻炼的需求[16]。髌韧带与髌骨以瘢痕的形式愈合，术后早期膝关节功能锻炼易导致骨折不愈合及再次骨折风险[17-19]。

2. 张力带内固定：由于股四头肌的收缩，髌骨表面表现为张力倾向，髌骨关节面表现为压力倾向。张力带固定髌骨骨折端后，一定程度上抵消了髌骨表面的张力，对骨折端形成轴向加压作用且不产生旋转。AO 改进后的张力带技术，垂直骨折端固定的 2 根克氏针起到防止旋转和成角的作用 （ 图 3 ）。克氏针“8”字钢丝张力带技术操作简单，固定牢靠，可早期活动膝关节，但也存在克氏针松动等并发症[20]。髌骨下极骨折块相对较小，张力带技术很难使骨折端达到坚强固定，从而无法有效抵抗股四头肌的牵张力，术后膝关节制动时间较长，不能进行较早的功能锻炼和完全负重[20-22]，因此很多学者对张力带技术进行了改良，可作为联合其它技术的基础。Li 等[23]比较了克氏针钛缆张力带与改良后克氏针钛缆张力带 + 髌骨 - 胫骨结节钢丝固定髌韧带旷置术治疗髌骨下极骨折的临床效果，结果显示后者能够显著提高膝关节的活动度 （ ROM ）（ 111.33±13.00 ） °vs.（ 98.21±21.70 ） °，直至随访结束时，后者的优良率为 93.33%，而前者为 82.14%，但两者的骨折愈合时间没有差异。克氏针张力带结合髌骨爪治疗髌骨下极粉碎性骨折，可以促使膝关节早期功能锻炼，避免关节僵硬，疗效满意[24-25]；克氏针张力带联合髌韧带缝扎固定治疗髌骨下极粉碎骨折可保留髌骨完整性，恢复髌骨长度，同时又达到骨 - 骨坚强愈合，患者术后早期即可行功能锻炼，获得满意的活动度[26]。

3. 独立垂直钢丝技术：Yang 等[27]设计出了针对髌骨下极骨折治疗的独立垂直钢丝 （ separate vertical wiring technique，SVW ） 固定技术，这是对张力带技术的改进，该技术保留了髌骨的长度，可以坚强的固定骨折块，且能够预防术后膝关节的僵直。Song 等[28]在此基础上增加了髌骨环扎，改良后的 SVW + 髌骨钢丝环扎固定结合了张力带和环扎的双重优点，即可将髌骨前方的张力转化为轴向压力，又增加了碎骨块的聚向力，还保留了髌骨的长度，术后患者可进行较早的膝关节功能锻炼。Cho 等[29]运用 SVW + 髌骨钢丝环扎治疗 13 例髌骨下极粉碎性骨折患者，术后平均骨愈合时间为 10 周 （ 8～12 周 ），平均膝关节活动度 （ range of motion，ROM ） 为 127° （ 120°～130° ），Bostman 平均分为 29.6 分，且无内固定装置断裂、骨折端移位以及骨不连等并发症，He 等[30]研究也显示 SVW + 髌骨钢丝环扎是一种简单、安全、有效的治疗髌骨下极粉碎性骨折的手术方式 （ 图 4 ）。

图4 改良独立垂直钢丝 + 髌骨环扎内固定示意图图5 篮网状钢板内固定示意图Fig.4 Schematic diagram of improved independent vertical steel wire + patellar ring ligation internal fixationFig.5 Schematic diagram of basket mesh steel plate internal fixation

4. 篮网状钢板：篮网状钢板由 Matejcić 等[31]设计并运用于髌骨下极粉碎性骨折的治疗。篮网状钢板底端和两侧的拉力螺钉孔和爪型设计 （ 图 5 ），能够有效聚拢住碎骨块[32]。篮网状钢板可以将髌骨下极骨折患者术后的优良率增加至 90.1%，可坚强固定骨折块、恢复膝关节伸膝功能，且能够提供早期的功能锻炼[33]。但篮网状钢板对髌韧带的结构及功能损伤较大，可造成髌韧带明显的短缩和破裂，有破坏髌韧带血运的风险，膝关节屈曲时会有内固定激惹等并发症[32,34]（ 图 5 ）。

5. 聚髌器 （ 髌骨爪 ） 内固定：髌骨爪分为镍钛 （ 记忆 ）合金型和组合型两大类。髌骨爪连接的腰部在髌前体部，当收紧时可对髌骨产生持续的向心加压力，抵消张应力，从而使骨折复位并固定，可使患者早期进行膝关节功能锻炼[35]。周华乔等[36]采用髌骨爪 + 网状缝合方法治疗髌骨下极粉碎性骨折临床效果较好；耿震等[37]应用带线锚钉结合髌骨爪内固定治疗髌骨下极骨折能够取得良好的临床效果。Zhang 等[35]报道也显示聚髌器内固定治疗髌骨下极骨折具有良好的临床效果。然而，髌骨爪的下部有时不能完整包绕骨折块，易使碎骨块之间产生侧向滑动，还有可能出现脱钩、局部隆起等并发症；术中反复使用冰、热水冲洗，易导致切口红肿、疼痛。选择合适的髌骨爪型号很重要，一般选择比测量值小 10%～15% 且形变量不宜超过8%，腰部与髌骨表面的间隙 ＜ 3 mm 为宜[38]（ 图 6 ）。

图6 聚髌器 （ 髌骨爪 ） 内固定示意图图7 带线锚钉内固定示意图Fig.6 Schematic diagram of internal fixation of patellar concentrator( patellar claw )Fig.7 Schematic diagram of internal fixation of anchor with wire

6. 带线锚钉：带线锚钉系统由自攻螺钉和缝合线组成，有捆绑和压附作用，使撕脱的髌骨或髌韧带附着在骨上，部分或者全部实现髌骨功能重建，其主要原理是髌骨折处近端埋入螺钉，再用锚钉上自带的尾线贯穿髌韧带，使髌骨下极的骨折块及软组织复位形成一个整体并恢复原有的解剖形态。锚钉为钛合金，生物相容性好，异物反应小，对骨质疏松患者也能够坚强固定，锚钉尾线为可吸收多聚乳酸，无毒性且强度大。该手术创伤小，操作简单，恢复髌骨的完整性及膝关节早期功能锻炼，且不需要二次手术[39-40]，但 Kadar 等[41]报道带线锚钉由于固定强度有效，会造成内固定失败，再次手术率为 14.8%，同时还有较高的感染率 （ 11% ） （ 图 7 ）。首先将髌骨下极骨块原位缝合，然后用克氏针于髌骨中下 1 / 3 及胫骨结节后方 2 cm处横行钻孔，各拧入 1 枚空心钉，将 1 根钛缆穿过空心钉，屈膝 90° 收紧钛缆并锁定，该术式允许术后早期负重及功能锻炼，可作为髌骨下极粉碎性骨折的备选方案[42]。

综上所述，髌骨下极骨折的手术治疗选择方式有很多种，手术效果也不尽相同，说明这些方法仍然存在不足[43-45]。目前治疗髌骨下极骨折大多数主张保留髌骨长度，以各种内固定技术保留髌骨的完整性，可避免“错格现象”，且髌骨下极没有软骨覆盖，不参与髌股关节的构成，即使内固定后髌骨下极不光滑也不会造成创伤性关节炎的发生。最理想的手术方式是手术操作简单、有效恢复伸膝装置且并发症少，术后能够较早的进行膝关节功能锻炼和完全负重行走。经检索分析、归纳、总结相关文献报道，各种改良的 SVW 技术是一种简单、安全、有效的手术方法选择，能够提供相对更好的力学稳定性和临床效果。手术方式的最终临床效果受多方面因素影响，探索一种更为简单、安全、有效的治疗方式仍然是努力的方向之一。