来源:骨今中外
髌骨骨折手术的目标是恢复伸膝装置功能与关节面平整。目前,髌骨下*骨折的治疗方法多样,主要包括:单独垂直钢丝固定、联合环扎钢丝或加强缝合的垂直固定、钢板固定、缝合纽扣固定,以及部分髌骨切除后结合骨隧道或锚钉的肌腱重建等。
然而,针对AO/OTA 34-C2和C3型合并髌骨下*粉碎性骨折的手术研究仍然有限。此类骨折多为关节外型,骨块细小、粉碎程度高,实现稳定内固定的难度大,技术要求高。
单独垂直钢丝固定技术虽已广泛应用且疗效肯定,但在维持稳定方面存在局限,尤其在矢状面与冠状面严重粉碎时,易发生钢丝切割。为此,Cho 等人进行了技术改良,加入了边缘板以支撑粉碎骨块。该技术临床结果良好,但功能恢复评估尚不全面。
尽管Cybex等速肌力测试常用于术后患肢肌力与手术安全性的客观评估,但目前针对该类型骨折的术后随访数据仍较缺乏。三维骨折形态研究还显示,下*骨折常伴有游离关节骨块或前冠状劈裂骨块(图1),此类情况需辅助固定。

图1. (a) 一名40岁女性患者,诊断为髌骨下*粉碎性骨折,伴有前皮质破裂(白色箭头)。
(b) 伴有粉碎的完整前皮质劈裂骨块。
(c) 主要骨折线位于中部水平,继发骨折线位于髌骨下关节边界。
(d) 术中见下*骨块从前冠状劈裂骨块分离。
此外,若骨折为AO/OTA 34-C型且在下关节边界存在第二条骨折线,可通过辅助固定(如钢板或螺钉)将其转化为A型(图2a,b),从而按A型方案治疗(图2c,d)。因此,本研究对AO/OTA 34-A1、C2及C3型下*粉碎骨折,采用边缘板增强分离式垂直钢丝并辅助固定。(补充图1)

图2. (a) 使用复位钳复位近端、前部和下*骨块,已穿过边缘板的单独垂直钢丝参与固定。
(b) 使用前皮质钢板进行辅助固定,将前部和近端骨块固定,从而将C型转换为A型。
(c) 转换后,收紧边缘板辅助的单独垂直钢丝。术后X线片显示使用前皮质钢板辅助固定的边缘板辅助垂直线路。所有识别的骨块均已解剖稳定。
(d) 在置入边缘板前,蚊式钳从髌腱下方穿过(白色箭头头部)。内侧和外侧钢丝(白色箭头)穿过边缘板两端的孔。中间钢丝置于钢板上方用于包裹。

补充图1.(a) 一位40岁女性患者的术后24个月末次随访X光片及(b)术后3个月的CT扫描图像显示骨性愈合。该患者被诊断为伴有前侧骨皮质断裂的髌骨下*粉碎性骨折。
本研究目的为:**,介绍该增强分离式垂直钢丝结合辅助固定的新技术;第二,评估其在治疗髌骨下*粉碎性骨折的影像学与临床结果,包括功能评分与Cybex测试。
本研究是一项回顾性分析,数据来源于前瞻性收集的病例队列。
诊断为髌骨下*粉碎性骨折,分型为AO/OTA 34-A1;
或为AO/OTA 34-C2/C3型,髌骨下关节面边缘可见原发或继发水平骨折线,其中仅继发水平骨折线病例可经手术转化为A1型骨折;
接受边缘板增强分离式垂直钢丝(视情况联合辅助固定);
术后随访时间≥1年;
具备完整的术前术后影像资料(含CT);
具有功能评分及Cybex肌力测试数据。
病理性骨折;
伴有严重骨缺损或广泛软组织损伤的开放性骨折;
术前已存在膝关节功能障碍。
本研究中,AO/OTA 34-A1型骨折因伸膝装置断裂且下*粉碎而具有手术指征。对于AO/OTA 34-C2/C3型骨折,仅纳入那些沿关节面下缘存在水平骨折线、且可通过固定冠状劈裂骨块及卫星骨块转为关节外骨折的病例。此类特征性骨折形态已在髌骨骨折图谱研究中详细描述。
2013年7月至2020年1月期间,两家大学附属医院共40例患者经术前CT确诊为髌骨下*粉碎性骨折,并接受上述手术治疗。其中3例因随访不足1年被排除,*终37例(男22例,女15例)纳入分析。患者平均年龄51.4±13.9岁(19-73岁)。受伤机制:滑倒30例,交通事故4例,跌倒3例。
所有患者术前均行CT检查,以评估下*粉碎程度及是否存在游离关节内骨块。根据纳入标准,关节面存在原发性水平骨折线的患者未被纳入。下*骨折块(定义为移位>2mm、并由矢状骨折线分隔)平均数量为3.1±1.0个(范围1-5个)。主要骨折块间平均移位距离为11.3±6.0 mm(范围3-34 mm)(见表1)。

表1. 患者人口统计学资料
手术方法
脊髓或全身麻醉,患者取仰卧位,膝关节屈曲20°。通常,在大腿近端应用充气止血带,并以特定方式铺单。充气止血带充气后,在膝关节前方做垂直正中切口,长约10cm,从股四头肌腱下半部分延伸至髌腱上半部分。检查前皮质和关节面以探查隐蔽的骨折粉碎和游离关节骨块(图3)。

图3. (a) 一名20岁男性患者,诊断为AO/OTA 34-C3型,伴有髌骨下*粉碎性骨折。(b) 伴有下*粉碎的前皮质劈裂和后关节面劈裂骨块。同时,识别出近端骨块上的垂直劈裂骨折。(c) 主要水平骨折线位于髌骨中部水平(箭头头部),继发骨折线位于髌骨下关节边界(白色箭头)。(d) 术中,这些劈裂骨块被分离。
i. 通过辅助固定将C型骨折转为A型:使用螺钉或钢板固定,将AO/OTA 34-C2或C3型骨折转变为AO/OTA 34-A1型。先用点式复位钳复位,随后用1.5 mm钢板或埋入式1.5 mm螺钉固定游离的关节骨块(图4)。

图4. 使用 (a) 前皮质钢板固定近端骨块垂直劈裂骨折,以及 (b) 埋入式螺钉固定后关节面劈裂骨块进行辅助固定。
ii. 在近端骨块处置入三到四根1.0mm垂直钢丝:先用1.4mm克氏针经骨折间隙逆行穿过关节面与近端骨块前皮质之间进行预钻孔,建立初步孔道后,再将1.0mm钢丝(长约
15cm)穿入孔中。钢丝的近端尖端通过刺切口从股四头肌穿出。
iii. 将钢丝穿过远端骨块下方:在髌腱中心做一刺切口。钢丝远端穿过远端骨块下方,并从髌腱上的创口穿出。
iv. 放置边缘板并固定钢丝:根据下*骨折骨块的宽度,裁剪1.5mm或2.0mm钢板的长度和轮廓。边缘板从髌腱下方穿过。内侧和外侧钢丝穿过边缘板两端的孔。中间钢丝置于钢板上方用于包裹。
v. 复位近端和远端骨块:使用尖头复位钳复位近端和远端骨块。复位钳下方齿脚抵住边缘板,以防加重粉碎骨块的分离。
vi. 收紧垂直钢丝:在维持复位的同时,将内侧和外侧垂直钢丝向前牵拉,并在近端骨块前上部分均匀收紧。随后,收紧中间钢丝以包裹边缘板。钢丝的扭转端被剪断并埋入股四头肌腱下以防止刺激。(图5)

图5. (a) 放置边缘板并固定钢丝。(b) 使用复位钳复位近端和远端骨块。(c) 对前皮质劈裂骨块进行额外的前皮质钢板固定。(d) 收紧垂直钢丝。(e) 术后X线片显示使用两块前皮质钢板和埋入式螺钉辅助固定的边缘板辅助垂直线路。所有识别的骨块均已解剖稳定。(f) 术后6个月,影像学显示骨性愈合,活动范围完全恢复,无伸展滞缺。
术后患膝予棉垫弹力绷带加压包扎,佩戴铰链式支具。计划于术后2-3天开始肌力训练及持续被动活动。术后2周起鼓励部分负重(约为体重的50%),3-4周后逐步过渡至完全负重。膝关节活动度逐步增加,目标为术后4周达屈曲90°,术后6周达120°,之后恢复全范围活动。
患者按计划于术后2周及1、2、3、6、9、12个月进行随访。每次随访常规拍摄膝关节正位、侧位及双斜位X线片。影像学骨性愈合标准为骨小梁通过骨折线且骨折线消失。若X线显示不清,则行CT检查以确认愈合。
功能评估于术后3、6、9、12个月进行,包括Lysholm评分、关节活动度测量及Cybex等速肌力测试。采用Cybex II测力计,在角速度60°/s下测试膝关节向心伸展峰值扭矩。测试时患者取标准坐位(髋屈曲90°),身体予以固定。通过计算患侧相对于健侧的峰值扭矩缺损率来评估肌力恢复情况。
参照Levack标准,根据患侧与健侧膝关节伸展峰值扭矩的缺损百分比评估肌力恢复情况:缺损<30%为良好,30-44%为中等,>45%为差。
本研究共纳入37例患者,其中20例(54%)为AO/OTA 34-A1型骨折,仅接受边缘板增强分离式垂直缝合固定。另外17例(46%)为AO/OTA 34-C2或C3型骨折,通过辅助固定转换为A型后,再行上述固定。辅助固定方式包括单独使用微型钢板(5例,29%)、单独使用埋头螺钉(4例,24%)以及联合使用钢板和螺钉(8例,47%)。平均手术时间为93.5±28.6分钟(范围34-195分钟)。*常使用的是6孔2.0mm边缘板,垂直钢丝的平均使用数量为3根(范围3-5根)。
所有患者均在术后平均3.1±1.4个月(范围2-6个月)达到影像学骨性愈合。平均随访时间为32.8±12.4个月(范围13-62个月)。随访期间未发生复位丢失、内固定失效或深部感染。共有6例患者出现内固定物激惹症状,3例出现髌腱炎,4例患者因各种原因接受了内固定物取出术。患者平均*终膝关节活动度为131.6°±7.2°(范围120°-140°),达到*终活动度的平均时间为3.7±1.2个月(范围3-6个月)(见表2)。

表 2. 手术细节与结果
Lysholm评分在术后呈持续改善趋势,术后3、6、9、12个月的平均值分别为56.6±14.9分、72.5±13.4分、82.8±8.1分和88.5±7.6分。末次随访时,46%的患者功能评级为优,27%为良。
Cybex测试显示,术后各时间点患侧膝关节伸肌峰值扭矩均显著低于健侧。术后3、6、9、12个月的峰值扭矩缺损率分别为60.1%±11.5%、49.1%±16.9%、35.5%±13.3%和26.9%±13.8%。根据评估标准,术后12个月时,59%和32%的患者分别拥有良好和中等的股四头肌肌力。(见表3)

表 3. 角速度 60°/s 下的临床结局(Lysholm 评分及等速向心膝伸。
重复测量方差分析显示,术后不同时间点的平均Lysholm评分和Cybex测试结果存在统计学显著差异,表明临床结局在术后期间持续改善。(见表4,补充图2)

表 4. Lysholm 评分与 Cybex 测试的重复测量方差分析。Greenhouse-Geisser 校正,组别:AO/OTA 34‑A、AO/OTA 34‑C2、C3;测试时间点:术后 3、6、9、12 个月;G × T:组别 × 时间交互作用;*p < 0.05。

补充图2.术后3、6、9、12个月的平均Lysholm评分及Cybex测试结果。
传统分离式垂直缝合技术虽可用于治疗髌骨下*粉碎性骨折,但其固定强度有限,难以抵抗股四头肌收缩力,常需延长外固定时间。虽有研究尝试附加环扎钢丝以增强固定,但其机械强度仍显不足。我们采用的边缘板增强技术,通过置于髌腱止点处的钢板起到类似“垫圈”的支撑作用,能有效分散应力、防止钢丝切割,并对骨折块产生均匀加压,为严重粉碎区域提供了稳定支撑。尽管其生物力学优势尚待直接验证,但我们认为该结构在应对复杂粉碎骨折时可能更具优势。当然,该技术也存在手术时间较长、内植物费用增加及取出可能较复杂等问题。
本研究将该技术的适应证拓展至特定类型的关节内骨折(AO/OTA 34-C2/C3型)。关键在于,通过辅助固定(如螺钉或微型钢板)处理关节内骨折块,可将其转化为不涉及关节面的A型骨折,从而适用本固定方案。本组病例中,所有按此原则治疗的C型骨折均达到骨性愈合,疗效与A1型相当。
此外,本研究**采用Cybex等速测试量化评估术后肌力恢复。结果显示,虽然术后早期患肢肌力缺损明显,但绝大多数患者在术后12个月恢复了良好至中等的肌力。值得注意的是,患者膝关节活动范围在早期即获得恢复,这与术后第2-3天即开始的系统康复训练密切相关。至少1年的随访中未出现内固定失败或复位丢失,表明该固定方式能够为早期主动功能锻炼提供足够的稳定性。
本研究存在以下局限:首先,缺乏生物力学研究直接证实该固定结构的强度;其次,纳入的C型骨折病例数有限,且未与A型骨折进行严格的统计学比较;第三,作为回顾性研究,可能存在选择偏倚(仅纳入具有特定可转换骨折线的病例),且未能控制所有混杂因素;*后,辅助固定的方式并未统一。
采用边缘板增强分离式垂直钢丝并辅助固定治疗髌骨下*粉碎性骨折,是一种有效且安全的术式。对于在髌骨下关节缘存在继发水平骨折线的AO/OTA 34-C2或C3型骨折,可先通过辅助固定将其转换为A型,再应用此技术,从而获得满意的影像学与功能结局。
参考文献:
Cho, WT., Sakong, S., Sunwoo, J. et al. Clinical outcome of rim-plate-augmented separate vertical wiring with supplementary fixation for the treatment of patellar fracture associated comminuted inferior pole. Sci Rep 13, 13430 (2023).