胫骨结节撕脱骨折新解:联合固定比单一固定更稳定

【字体: 时间:2025年03月19日 来源:European Journal of Trauma and Emergency Surgery 1.9

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  为优化 Ogden 骨折固定方式,研究对比不同固定技术,发现联合固定稳定性更佳,对临床治疗意义重大。

  

研究背景:探索胫骨结节撕脱骨折固定的最优解

在青少年的运动损伤中,胫骨结节撕脱骨折并不常见,却严重影响膝关节功能。这类骨折占小儿骨折的 0.4 - 2.7%,所有骺损伤的 1%,且在男性运动员中发生率呈上升趋势。其中,涉及近端胫骨骨骺的 Ogden 骨折(Ⅲ/Ⅳ 型)较为棘手,超过 50% 属于关节内损伤。虽然手术治疗后多数患者骨折能愈合,功能和影像学结果也不错,但仍存在较高的并发症发生率,部分患者膝关节功能恢复不佳,无法回到受伤前的运动水平。
目前,对于如何妥善固定 Ogden 骨折,临床缺乏可靠的证据。常见的骨突螺钉固定(apophyseal screw fixation)方法,在不同病例中的螺钉数量、配置和设计差异较大,而且是否需要额外使用张力带、环扎、骨膜缝线、缝合锚或钢板等进行辅助固定,也没有统一的标准。在日常行走中,膝关节的伸肌机制会产生强大的力量,作用于骨折固定部位,因此,对于 Ogden Ⅲ/Ⅳ 型骨折,增强骨突螺钉固定的稳定性十分必要。基于此,研究人员开展了此项研究,旨在比较不同增强固定方式与单纯骨突螺钉固定的生物力学性能,为临床治疗提供科学依据。该研究成果发表在《European Journal of Trauma and Emergency Surgery》上。

研究方法:模拟骨折,力学测试

为深入探究不同固定技术的效果,来自德国明斯特大学医院创伤、手和重建外科、瑞士 AO 研究所以及保加利亚科学院金属科学研究所的研究人员 Christian Peez、Ivan Zderic 等组成团队,开展了一项严谨的实验研究。
研究人员从国际组织库获取了 40 个新鲜冷冻的人体尸体膝关节标本,这些标本来自 20 名女性和 20 名男性捐赠者,平均年龄 76.0±7.3 岁。通过 CT 扫描评估近端胫骨干骺端松质骨区域的骨矿物质密度(BMD),并根据 BMD 将膝关节分为两组。在每组中,依据改良的 Ogden 分类法,分别模拟 Ogden ⅢA 型(胫骨结节撕脱骨折伴冠状面骨折延伸至胫骨平台,n = 24)和 Ogden Ⅳ 型(胫骨结节撕脱骨折穿过近端胫骨骨骺并撕脱整个胫骨平台,n = 16)骨折。
模拟骨折后,研究人员采用不同的固定方式处理标本。对于 Ogden ⅢA 型骨折,分别进行单纯骨突螺钉固定、骨突螺钉联合内侧钢板固定、骨突螺钉联合骨骺螺钉(epiphyseal screws)固定;对于 Ogden Ⅳ 型骨折,则采用单纯骨突螺钉固定和骨突螺钉联合内侧钢板固定。
完成固定后,将标本置于伺服液压材料测试机上进行生物力学测试。测试过程模拟人体膝关节受力的最恶劣情况,通过定制的钢夹向髌腱施加拉力,记录不同阶段的力和位移数据。同时,利用立体光学运动跟踪系统,监测骨折部位在循环加载过程中的界面运动,包括轴向位移和骨折间隙张开情况。设定轴向位移达到 2mm 为骨折失败的临床相关标准,记录达到该标准的循环次数(cycles to failure)及相应的失败载荷(failure load),并计算固定结构的刚度(construct stiffness)。最后,运用统计软件对数据进行分析,确定不同固定方式和骨折类型之间各项指标的差异是否具有统计学意义。

研究结果:联合固定优势显著,骨折类型影响稳定性

  1. 骨矿物质密度分布均匀:研究发现,各固定组间的 BMD 差异无统计学意义(P>0.997),这确保了不同固定方式下实验结果不受骨质量差异的干扰,使研究结果更具可比性。
  2. Ogden ⅢA 型骨折:在固定刚度方面,额外的内侧钢板固定和骨骺螺钉固定与单纯骨突螺钉固定相当(P>0.768)。但在轴向位移上,经过 4000 次循环加载后,内侧钢板增强和骨骺螺钉增强的固定方式,相较于单纯骨突螺钉固定,显著减少了骨折部位的轴向位移(P<0.05)。在骨折间隙张开程度上,5000 次循环内,三种固定方式差异不显著(P>0.118),仅在 2000 次循环时,联合骨骺螺钉固定与其他两种方式有差异(P<0.05)。在循环次数和失败载荷方面,两种增强固定方式的循环次数和失败载荷显著高于单纯骨突螺钉固定(P<0.001),且两种增强固定方式之间差异不显著(P>0.798)1
  3. Ogden Ⅳ 型骨折:内侧钢板增强固定的刚度与单纯骨突螺钉固定相当(P>0.952)。4000 次循环后,内侧钢板增强固定的骨折块轴向位移明显小于单纯骨突螺钉固定(P<0.05),5000 次循环内两者骨折间隙张开程度无显著差异(P>0.817)。此外,内侧钢板增强固定的循环次数和失败载荷显著高于单纯骨突螺钉固定(P<0.05)2
  4. 骨折类型的影响:对比两种骨折类型,经手术治疗的 Ogden ⅢA 型骨折,无论是单纯骨突螺钉固定还是内侧钢板增强固定,在 5000 次循环后的轴向位移均显著小于 Ogden Ⅳ 型骨折,且固定刚度、循环次数和失败载荷均显著高于 Ogden Ⅳ 型骨折(P<0.001)。在 5000 次循环内,两种骨折类型在骨折间隙张开程度上差异不显著(P>0.556)3

研究结论与讨论:为临床治疗提供关键指引

该研究表明,对于 Ogden ⅢA 型和 Ⅳ 型胫骨结节撕脱骨折,增强骨突螺钉固定比单纯骨突螺钉固定具有更高的生物力学稳定性,表现为骨折部位位移更小、循环次数更多、失败载荷更高。同时,无论采用何种固定技术,Ogden Ⅳ 型骨折都比 Ogden ⅢA 型骨折更不稳定,因此基于骨折形态制定个性化的治疗策略至关重要。
从临床角度来看,在 Ogden ⅢA 型骨折中,增加骨骺螺钉或内侧钢板固定可有效中和伸肌机制产生的力量,提供足够的固定强度,满足早期功能康复的需求。考虑到症状性硬件残留疼痛是 Ogden 骨折手术治疗后常见的并发症和再手术的主要原因,在生物力学稳定性相当的情况下,增加两个骨骺螺钉的固定方式比使用突出的内侧钢板更具优势,既能减少对骨骺的损伤风险,又能通过压缩胫骨平台冠状面骨折间隙,降低关节内台阶和间隙,改善患者预后,减少骨关节炎的发生风险。
对于 Ogden Ⅳ 型骨折,由于整个骨骺已撕脱,增强骨骺螺钉固定并不适用。为避免损伤骨骺,跨骨骺的内侧钢板固定更为合适。虽然这种增强固定方式的强度有所提高,但仍无法完全抵消胫骨结节处伸肌机制的过度力量,因此术后需谨慎进行康复训练,延长部分负重时间,逐渐增加关节活动范围,以防止胫骨结节垂直脱位和伸肌机制功能不全。骨折愈合后,应尽早取出钢板,防止永久性半骺板早闭导致内翻畸形。
不过,该研究也存在一些局限性。实验使用的是老年尸体膝关节标本,可能无法准确反映青少年患者的骨质量;模拟骨折模型相对简化,不能完全体现 Ogden 骨折的复杂多样性;生物力学测试仅模拟了初始时刻的受力情况,未考虑生物因素和骨折愈合过程,且单向测试也不能完全模拟体内早期康复时的受力情况。
总体而言,该研究为临床治疗 Ogden 骨折提供了重要的参考依据,有助于医生根据骨折类型选择更合适的固定方式,提高治疗效果,改善患者预后。未来的研究可以进一步优化骨折模型,考虑更多生理因素,为临床实践提供更精准的指导。
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