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桡骨远端粉碎骨折临床上较为常见,如何解决复位、坚强固定和早期功能锻炼的矛盾,仍然是骨科的难题。随着对该骨折认识的深入及患者对功能恢复要求的提高,传统的处理方法已不能满足当今治疗的需求。自1998年开始采用自行设计的桡骨远端解剖型记忆聚合器治疗该部位的粉碎骨折、骨不连取得满意的疗效,现报告如下。

根据桡骨远端的解剖与生物力学特点,取厚 1·8 mm的镍钛记忆合金板材,热处理取向单程,形状回复为 (33±2)℃,制成由接骨板部、持骨部和纵向加压支构成的桡骨远端解剖型记忆聚合器(见图1)。本器械经低温塑变置入骨折远近端,后由体温促使本器金相变化,所产生的形状记忆回复力完成对骨折的固定作用。包括:①近端环抱部维持骨干轴向,远端加压聚合部除了对桡骨远端靠近关节面的骨折块产生聚合作用外,还与近端环抱部位共同完成对骨折的多点轴向固定。②纵向加压支在向原定形状回复时,受到孔间距限制,在骨断端间产生对合性加压力,形成纵向持骨、断端加压、多点位固定的记忆应力场。

选取并标定压敏胶片,根据压敏片颜色的灰度值,找出应力与颜色灰度值的对应关系,可知聚合器用于桡骨骨折中产生的应力较大区的压应力为13·6MPa左右。将环抱支末梢贴附与静态电阻应变仪连接的压力感受器,得到环抱支最大轴向环抱力为12·82 MPa,在达到最大形变量之前,轴向环抱力与形变量基本上成正比,但是当形变量超过 8%以后,轴向环抱力呈降低趋势。对比钢板,三点弯曲实验发现,两实验组板对侧加压均保持较高,桡骨远端解剖型记忆聚合器组的屈服载荷为(3·92±1·22)N·m,而钢板组为 (5·26±2·37)N·m。板侧加压,桡骨远端解剖型记忆聚合器组为(3·32±1·14)N·m,而CP组为(3·14±1·06)N·m。侧方加压,桡骨远端解剖型记忆聚合器组为(4·27±2·13)N·m,而钢板组为(3·96±1·34)N·m。

1998-2002年,采用桡骨远端解剖型记忆聚合器共治疗桡骨远端粉碎骨折5例,骨不连20例。桡骨远端粉碎骨折组中,男3例,女2例;年龄44~65岁,平均51·3岁。骨不连组中,男14例,女6例;年龄34~70岁,平均55·7岁。骨不连组中曾采用普通钢板固定7例,三棱针固定8例,克氏针加钢丝固定2例,外固定架固定1例,石膏固定2例。

常规摄桡骨远端正侧位X线片,根据X线摄片预算聚合器的型号,其内径应小于管骨直径约3~5 mm, 需多备几种相近型号待用。高压消毒,备无菌冰盒与40~ 50℃生理盐水500 ml。所有患者均在臂丛麻醉或全麻下采取开放复位内固定。手术采用前臂远端桡侧背侧作6~10 cm长的直切口,避开桡神经浅支,于第3、4伸肌间隔间背侧纵形切口入路。严重粉碎性骨折及骨折块明显移位者,术中应设法将移位的骨块集中在一起,撬起塌陷的骨折块,尽可能恢复关节面平整,用克氏针临时固定。有骨缺损的病例需采用自体松质骨或人工骨填充,以支撑复位后的骨折端。复杂的损伤有时需采取掌、背侧联合入路。骨不连的病例如果大量骨性骨痂生成,可用骨刀依桡骨远端的解剖形态切除骨痂,应尽量使桡骨远端恢复大致正常的解剖形态,避免日后由于骨痂突出引起的正中神经压迫症状以及伸指、伸拇肌腱的磨损,切除的骨痂可以作为植骨材料。记忆聚合器在0~4℃冰盒中塑变,用2个持针器将持骨部对称的水平加压支向两侧适度展开,展距大于断骨横径,形变量控制在8%。

根据远端桡侧纵向加压臂冰盐水冷却后展平的长度,桡骨茎突内下方1 cm处用直径2·5 mm钻头垂直桡骨干钻孔,孔的深度达到桡骨前侧皮质,但不穿透皮质,将加压臂的防滑锐刺嵌入骨孔内。将远端尺侧环抱聚合臂沿桡骨远端尺侧置入,使其在桡骨的背侧、尺侧和掌侧环抱桡骨远端。根据纵向加压部冰盐水冷却后展平的长度,在相应位置垂直桡骨干纵轴用直径2·5 mm钻头钻透背侧皮质,深度同前。如果需要在骨折端产生较大的纵向压力,骨孔应适当向近端移位, 加压支的加压钩置入骨孔内。轻轻捶击所有加压钩,使之帖服于桡骨。40~50℃生理盐水复温,聚合器向记忆形状回复,完成固定。活动患肢,检查固定牢固与否。对于新鲜骨折,以上所有操作均可在骨膜外进行,不必广泛剥离骨膜。术后常规放置引流,石膏托腕关节制动7~10 d左右。对于骨质缺损较多的病例,可延长固定到3周左右。术后第 2天开始进行握拳、肩、肘关节的活动。

术后所有患者均得到随访,时间6个月~2年,平均为 1·3年。25例患者中仅有1例出现切口软组织的浅表感染,经局部换药2周后,切口愈合。其余患者切口均Ⅰ期愈合。所有患者术后骨折无成角畸形、骨折再移位出现,无骨不连发生,取出聚合器后无再骨折。腕关节伸屈活动范围120°~140°。

骨折患者术后6周X线片显示骨折线消失,骨折处为板样骨替代,骨不连组的时间为10周。术后6~10个月,取原切口,以 0~4℃冰盐水降温记忆聚合器,先退出加压支的加压钩,后撬展远近端持骨部,取出聚合器。典型病例见图2。

记忆合金治疗骨折的生物力学特性　不同内固定材料的弹性模量之间有着一定的差别,固定段的应力大小与内固定的弹性模量成反比。高弹性模量内固定应力遮挡高,导致成骨细胞合成和分泌功能降低,骨吸收快于成骨。弹性模量较低的内固定应力遮挡低,成软骨细胞合成和分泌功能活跃,密集排列, 骨折愈合强度更优,有利于骨痂的后期改建[122]。镍钛形状记忆合金不仅具有优良的组织相容性和记忆取向,而且在人体生理温度下其弹性模量为54·18 GPa,比较接近骨组织的弹性模量,因而应力遮挡较其他内固定材料小。研究表明形状记忆合金接骨器治疗骨折,特别是张春才等[3]设计的记忆加压接骨器,在长管状骨骨折端形成了独特的局部机械生物环境,始终保持了骨折端的密切稳定接触,在骨折端提供了持续、主动的轴向压力。研究表明,纵向的压应力使成软骨细胞和成骨细胞的分泌功能活跃,成骨细胞及成纤维细胞向成骨方向转化,胶原纤维与骨轴线平行排列,应力作用于骨表面时,骨膜、骨质、骨表面层细胞会产生跨膜电位及局部电流,骨折端的持续压缩可抑制软骨内钙化,对骨愈合有利[3]。

桡骨远端解剖型记忆聚合器设计上的独特性　桡骨远端解剖型记忆聚合器,根据桡骨远端的解剖形状以及骨折类型而设计。持骨部由近端环抱部和远端加压聚合部组成,环抱部对称错臂的8~12个持骨枝部产生多点位固定的作用, 一方面有利于早期的稳定,且可良好固定治疗骨不连时的植骨条;另一方面因为固定力点众多,分散了记忆回复力对固定骨的压强,避免了对骨的切割作用,也避免了压强过高导致的骨坏死。同时多点位固定模式,最大限度地保存了骨折端的血运供应,有利于骨折的愈合。