前 言

髌骨骨折是临床上常见的关节内骨折，占全身各部分骨折的总和的1.05%[1]，多见于 30~50 岁的成年人。对髌骨骨折的治疗，Kose[2]提出的髌骨骨折的治疗原则是：①骨折的复位尽量达到解剖复位；②骨折应用可靠的内固定，直至骨折端愈合；③应重视重建膝关节的连续性；④尽量恢复膝关节的生理运动功能。髌骨骨折的治疗方式众多，目前以切开复位内固定治疗为主要治疗方式。手术治疗疗效不一，经典的克氏针张力带固定存在一定的不足[3]。根据髌骨的解剖特点，结合髌骨骨折的损伤机制，我们应用可调式髌骨爪治疗髌骨骨折在临床上取得了良好疗效。通过与常用的张力带内固定治疗髌骨骨折比较，结合髌骨的生物力学特点，来分析可调式髌骨爪治疗髌骨骨折的理论依据。

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临床研究

1 资料与方法

1.1 一般临床资料

于 2012 年 2 月至 2013 年 5 月，湖北省中医院骨伤科以髌骨骨折为主要诊断收入院的 32 例患者。其中男 14 例，女 18 例，年龄在 35 岁~76 岁之间，平均年龄 46 岁；32 例骨折均为新鲜骨折，车祸伤 5 例，跌倒伤等27 例；左侧 19 例，右侧 13 例，均为闭合性骨折；横行骨折 12 例，粉碎性骨折 20 例。所有髌骨骨折均经膝关节正侧位 X 片检查，骨折块分离＞3mm，6 小时以内入院患者采用急诊手术，肿胀严重者待消退后 4~6 天予以手术。

1.2 诊断标准

①临床表现：有明确的外伤史，膝部肿胀、疼痛、压痛、功能障碍，骨性标志改变，可触及骨擦感和异常活动。

②影像学检查：X 线正侧位片可见明显髌骨骨折的形态并涉及到关节面，确定髌骨骨折的分型及损伤程度。

1.3 纳入标准

①纳入对象为住院病人，确诊为髌骨横型或粉碎型骨折，且愿意接受可调式髌骨爪内固定方式治疗者，能耐受手术，配合本课题研究者；

②新鲜骨折且未经任何特殊处理者。

1.4 排除标准

①不符合纳入标准者；

②病历资料不完整，以及无法随访的患者；

③病理性因素导致骨折者；

④合并同侧肢体重要软组织损伤、神经血管损伤或筋膜室间隔区综合征者；

⑤合并心脑肝肾肺和造血系统等严重原发性疾病者，消化系统性疾病，或精神病患者，及有其它手术禁忌症的患者。

1.5 术前处理

①术前根据 X 线片并结合手术需要，可考虑行患膝 CT 及三维重建，以明确骨折情况。

②入院后常规检查，如血尿常规，肝肾功能、凝血全套、患肢动静脉彩超等。对于车祸伤患者，注意观察，避免漏诊。

③术前备皮、导尿等

④术前可预防性使用抗生素

1.6 手术方法

一般采用连续硬膜外麻醉，患者取仰卧位，常规消毒铺巾，采用患膝前正中切口，显露髌骨及髌骨周围软组织，暴露骨折断端，清除骨折断端积血及游离的细小骨折块，仔细辨别细小骨折块的解剖关系，用生理盐水反复冲洗关节腔，在直视下将小骨折块复位，用巾钳或克氏针临时固定，检查髌腱扩张部以确定髌骨关节面是否平整是否有台阶感；用可吸收线先修补髌前腱膜，复位后根据髌骨大小选择合适的髌骨爪。分别在髌骨上极股四头肌腱和下级髌韧带上预置入 5 个爪的部位用尖刀纵行切至骨质。髌骨爪的上三支和下两支分别紧贴着髌骨的上下极刺入股四头肌腱和髌腱，再用特制的加压钳夹持上下两爪的可调部分，使髌骨爪与髌骨间更加紧密嵌合，最后用两枚螺钉锁定髌骨爪。术中 C 臂下透视见复位良好，再次冲洗伤口，彻底止血，逐层缝合切口。

1.7 术后处理

术后即可开始患膝踝关节的屈伸活动，术后 48 小时后可行股四头肌等长收缩，术后 3 天摄膝关节正侧位及斜位片，出院后定期复查及摄膝关节正侧位及斜位片直至骨折愈合，对于严重粉碎性骨折患者，可酌情延长外固定时间至 3~4 周及功能锻炼进度。

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3讨 论..........6

3.1 髌骨的生理功能 .........6

3.2 髌骨在膝关节运动中的作用 ......6

3.3 髌骨的力学分析 .........7

3.4 髌骨的生物力学特点 .....9

3.5 髌骨损伤机制..........10

3.5.1 髌骨骨折损伤原因 .......10

3.5.2 根据骨折线的方向和骨折机制进行髌骨骨折分型...10

3.6 髌骨骨折的生物力学分析 .......11

3.7 可调式髌骨爪的生物力学设计与髌骨损伤机制相关性分析14

3.8 可调式髌骨爪的材料特点.......20

3.9 可调式髌骨爪与张力带固定的比较 ......20

3.10 疗效体会......22

3.11 髌骨骨折的中西医结合治疗....23

讨 论

3.1 髌骨的生理功能

髌骨是人体骨骼中最大的籽骨，在膝关节活动中有着重要的作用，传导、稳定、保护膝关节是其主要的三大作用[6]。髌骨作为伸膝装置的中间结构，能够增强股四头肌的作用力：髌骨在股骨髁的滑车间，通过关节的滑动，在屈伸运动中减少对组织的摩擦，股四头肌的作用力矩进而增大，其机械效应相应增强；通过增加髌腱与股骨之间的接触面，使挤压应力的分布更广。髌骨对股四头肌力杠杆臂长度的作用因膝的完全屈曲和完全伸直而有所不同 ，在全屈时，髌骨处于髁间沟内，它不发生股四头肌腱的向前移位，它对股四头肌力杠杆臂的长度极少发生影响，当膝伸直时，髌骨自髁间沟内升起，肌腱发生明显的向前变位。待伸直约 45°时，股四头肌力杠杆臂迅速增大，它可使杠杆臂增长约 30%。伸膝装置的根本作用在于拮抗重力和维持身体正常的直立姿势，髌骨有增加股四头肌力矩的功能，Kaufer[5]研究证实伸膝装置的扭动力量通过髌骨传递到髌韧带，利用髌骨的厚度使韧带偏离膝关节的旋转中心，增加了股四头肌的作用力臂，从而增强股四头肌的瞬时力臂，膝关节于屈膝 30°时可使其力臂增加约15％ ，伸膝装置性能将提高，令膝关节有更大的活动角度。髌韧带和股四头肌的合力与髌股关节的作用力相等但方向相反，股四头肌因为髌骨的存在更有效，髌股关节接触面分布合理，更均匀的传导应力，从而起到维护膝关节稳定性的作用[7]。

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结 语

可调式髌骨爪根据髌骨损伤机制，遵从了髌骨、髌股关节的解剖及生物力学特点进行设计，为张力带固定原则，并多方位、向心性加压，符合髌骨损伤机制。髌骨骨折多为直接暴力或间接暴力所致，常引起髌骨横行、粉碎性骨折；髌骨损伤多因膝关节屈曲过程中，髌股关节反应力大于髌腱力和股四头肌力之间合力。横行骨折的力学分析为当股四头肌强力收缩时，髌骨浅部骨小梁受分离力（为张应力），而深部为垂直于关节面的骨小梁无良好的抗张力作用而形成。粉碎性骨折力学分析为髌骨随其运动接触面和受力均不相同。膝关节屈曲时，髌股关节呈三点受力，导致髌骨前方产生为张力，同时被股四头肌的收缩而加强，这些在髌骨上产生的巨大张力，当髌骨前面骨膜损伤时，因骨折端前面承载应力较大，极易造成骨折各向分离和移位。可调式髌骨爪制作材料为钛合金，容易安装拆卸，手术操作简单，组织相容性好，其弹性模量与人体骨较为接近，降低了植入体的应力遮挡[27]，有利于骨折的愈合。髌骨爪最大限度保留大部分软骨面，并将复杂的粉碎骨折变成相对简单的 2 部分或 3 部分骨折。根据骨折块的分布情况，纵向或横向安置髌骨爪，从 5 个方向产生向心性凝聚加压，保证了骨折块间的稳定性，促进其愈合[28]，并且减少对软组织血运的进一步破坏。该法顺应生物力学，既具备了克氏针张力带的抗张力作用，又具备了髌骨爪的向心性内聚力，达到骨折块间的紧密接触，坚强固定，既能对抗上下张力，也能对抗内外张力。它能保持髌骨的完整性，不会造成股四头肌力臂长度的改变，同时维护了膝关节的稳定性，因此降低并发症的发生，大大提高了治疗的优良率。

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参考文献（略）