尺骨鹰嘴骨折钢丝环形加“8”字内固定的实验研究及其临床应用
作者：李炜明，王武炼，翁绳健，李坚，陈国龄，陈日齐
【摘要】 目的］本课题通过比较尺骨鹰嘴骨折钢丝环形加“8”字与常用的4种内固定的稳定性，探讨尺骨鹰嘴骨折不同内固定的生物力学效应，旨在寻求尺骨鹰嘴骨折理想的内固定方式，为临床选择内固定提供实验依据，从而验证和指导临床。［方法］采用20只成年男性肘关节新鲜尸体标本，建立横形、斜形、粉碎形三种不同模型尺骨鹰嘴骨折模型，分别采用钢丝环形、钢丝“8”字、钢丝环形加“8”字、克氏针张力带及螺丝钉5种不同方法进行内固定，使固定的肘关节标本屈曲90°，运用高精度位移传感器对固定性能进行测量。［结果］位移-载荷关系表明，单环形钢丝固定强度最小，钢丝环形加“8”字比单“8”字钢丝及螺丝钉强，统计学上差异显著(P<0.05)；在横形、斜形骨折模型中，钢丝环形加“8”字组与克氏针张力带组相差不显著 (P>0.05)，但在粉碎性骨折模型中，钢丝环形加“8”字组与克氏针张力带组有显著性差异 (P<0.05)；临床应用26例中，全部愈合，平均随访12个月，优良率达92.30％。［结论］钢丝环形加“8”字内固定可用于治疗横、斜形及粉碎性尺骨鹰嘴骨折，对粉碎性骨折效果优佳，且创伤小、操作简便、固定牢靠，是一种安全可靠，值得临床推广应用的内固定方法。
【关键词】 钢丝环形加“8”字； 尺骨鹰嘴骨折； 内固定； 生物力学
尺骨鹰嘴骨折为常见的肘部创伤，除小块撕脱骨折外，大多涉及关节面。不少学者［1～3］主张手术切开复位内固定，以达到解剖对位、牢固固定、早期功能锻炼的目的。尺骨鹰嘴骨折内固定和器械多种多样，Zuelzer 1951年首次应用钩钢板治疗尺骨鹰嘴骨折取得满意疗效并沿用至今；Ikeda［4］等倡导AO张力带技术。1987年3月以来，作者吸取了各种方法的优点，采用钢丝环形加“8”字内固定治疗尺骨鹰嘴骨折，取得满意疗效，但有关该内固定方法治疗尺骨鹰嘴骨折，尚缺乏实验研究及相关量化指标。为此，作者对该内固定方法与其它常用的四种内固定：环形钢丝、“8”字钢丝、克氏针张力带［5］及螺丝钉进行了生物力学测试，同时收集该术式临床病例，观察其临床疗效，力争寻找一种既方便、可靠，创伤又小的内固定方法。
1 实验研究
1.1 材料和方法
1.1.1 建立模型 选取20只(10具)成人男性新鲜尸体肘关节。上臂及前臂各保留离肘关节面约20 cm，保留肱三头肌腱及尺骨鹰嘴的附着以及关节囊。用生理盐水浸泡的纱布包裹，双层塑料薄膜密封，冰箱低温冷藏，使用前常温解冻。用电锯(Styker公司厚度1 mm)截骨，制成3种鹰嘴骨折模型：横形(A线)、斜形(B线)和两者结合的粉碎性(A+B线)(图1)。由于一个标本经过钢丝环形结扎固定测试后加上钢丝“8”字固定即可成为环形加“8”字实验组，故一个标本可以多次重复利用。
1.1.2 加载与测量 将标本随机分成2组即横形骨折与斜形骨折模型，每组各5个标本。每组分别先简后繁(先环形后“8”字)重复进行测试5种不同内固定(图2～6)；然后将所有标本均制成粉碎性骨折模型，简单随机抽取5个标本进行5种不同内固定测试。将肱骨近端垂直固定于WWL万能力学试验机底座上，用特制夹只夹持肱三头肌腱并固定连接加力装置，使肘关节屈曲90°。尺骨端固定于试验机上部夹只上，在尺骨鹰嘴骨折线两侧的张力侧安放悬臂式高精度位移传感器，并连接于SY—Ⅲ型数字应变仪，匀速逐级加载。记录载荷与位移的关系，以及骨折端分离2 mm时拉力值。最后取粉碎性骨折每种内固定2个标本行毁坏性加载，记录各项数据。
图1 尺骨鹰嘴骨折模型（略）
图2 钢丝环形内固定示意图（略）
图3 钢丝环形加“8”字内固定示意图（略）
图4 钢丝“8”字内固定示意图（略）
图5 螺丝钉内固定示意图（略）
图6 克氏针张力带内固定示意图（略）
1.1.3 统计学处理 绘制三种不同骨折模型的载荷—位移曲线，最后取每种内固定标本行毁坏性加载，记录极限载荷。用SPSS 12.0 for windows统计软件包统计分析，先进行多组均数的方差分析，若方差分析有意义，则进行多组均数间的两两比较。检验标准均为α=0.05，即当P<0.05时有统计学意义。
1.2 实验结果
1.2.1 载荷与位移 5种内固定的加载与位移关系见图7～9。3种骨折模型5种内固定加载到骨折端分离2 mm时，所需压拉力均值见表1。
表1 骨折端分离2 mm时所需拉力值（略）
注：“*”表示与环形钢丝比较，P<0.05，“**” 表示与环形钢丝比较，P<0.01； “☆”表示与“8”字钢丝或螺丝钉比较，P<0.05，“△”表示与克氏针张力带比较，P<0.05。
从表1、图7～9可以看出，在屈肘90°时，5种固定方法的载荷一应变关系基本成正比。环形钢丝固定强度最小，“8”字钢丝与螺丝钉固定强度相近，相差不显著(P>0.05)，钢丝环形加“8”字比环形钢丝、“8”字钢丝及螺丝钉强，统计学上差异显著(P<0.05)。在横形、斜形骨折模型中，钢丝环形加“8”字与克氏针张力带相差不显著(P>0.05)；但在粉碎性骨折中，其强度明显大于克氏针张力带，有显著性差异(P<0.05)。
图7 横形骨折拉力与位移曲线（略）
图8 斜形骨折拉力与位移曲线（略）
图9 粉碎性骨折拉力与位移曲线（略）
1.2.2 极限载荷 标本达到破坏时，5种内固定所需拉力值见表2。
表2 5种内固定方式极限载荷值（略）
注： “*”表示与环形钢丝比较，P<0.05， “**” 表示与环形钢丝比较，P<0.01。 “☆”表示与“8”字钢丝或螺丝钉比较，P<0.05。
从表2可以看出，克氏针张力带极限载荷最大，环形钢丝最小，“8”字钢丝与螺丝钉固定强度相近，钢丝环形加“8”字与克氏针张力带比较，统计学上无差异(P>0.05)，但单纯从数据看，克氏针张力带极限载荷绝对值大于钢丝环形加“8”字，为84.45 N。
2 临床应用
2.1 一般资料
从2003年9月～2004年12月，作者采用钢丝环形加“8”字内固定尺骨鹰嘴骨折26例。经过平均随访12个月，详见表3。
2.2 手术方法
采用臂丛神经阻滞麻醉，气囊止血带充气止血，患肢置于胸前位。取肘后正中纵行切口，以骨折处为中心，上下各延长3～4 cm，逐层显露，保护好尺神经，沿骨嵴切开骨膜并向两侧稍加剥离，暴露骨折端及关节腔后，清除血肿或疤痕组织，将骨折两端靠拢复位并用巾钳固定。对于陈旧性骨折，可适当分离肱三头肌腱，以减少张力使骨折易于复位；对于开放性骨折，应行彻底清创后再行内固定手术。然后，在骨折线远侧1.5～2.0 cm处，相当于鹰嘴厚度的1／2，横向钻一孔道。将2根直径0.8或1.0 mm钢丝穿过孔道，1根钢丝的尺侧端在骨锥引导下紧贴尺骨鹰嘴，从尺侧穿过肱三头肌腱膜到桡侧，呈环形；另1根钢丝尺侧端从骨折后面斜向桡侧，同样紧贴尺骨鹰嘴穿过肱三头肌腱膜再经骨折后面斜向桡侧，呈“8”字形，将骨折复位后，先行钢丝环形固定，然后在骨折后侧行钢丝“8”字固定，两钢丝残端均置于骨折远端的桡侧，埋藏于筋膜下，活动患肘，检查功能及关节面情况，冲洗伤口，逐层缝合切口，放置橡皮片1根引流，第2 d拔除。术后不用石膏外固定，2～3 d后开始肘关节功能锻炼。
表3 尺骨鹰嘴骨折临床资料概况（略）
注：*表示其中1例为陈旧性骨折
2.3 临床疗效评价
本组26例术后切口愈合均良好，无钢丝松动或断裂。X线片复查，钢丝位置良好，骨折基本达到解剖复位(图10～13)。并对该26例进行随访，平均随访12个月(9～16个月)，骨折全部愈合，平均愈合时间为8周(7～9周)。远期疗效观察，根据Broberg的疗效评分标准，优：19例(73.08％)；良6例(23.07％)；一般：1例(3.85%)。
图10 术前X线正位片（略）
图11 术前X线侧位片（略）
图12 术后X线正位片（略）
图13 术后X线侧位片（略）
3 讨论
尺骨鹰嘴是肱三头肌的止点，肱三头肌腱附着于鹰嘴后上部。骨折后近端主要受肱三头肌的牵拉及肱骨滑车的反作用，在尺骨鹰嘴前部产生压力，在其后部产生张力。为此，作者设计了骨折端位移作为测试指标，并张朝春等［6］的做法，设计加载到骨折端分离2 mm，即认为内固定效果不佳。根据临床术后固定的实际位置将标本固定在屈肘90°位进行加载测量。
从表1、2，图1、2、3可以看出，环形钢丝固定强度最小，“8”字钢丝与螺丝钉固定强度相近，相差不显著(P>0.05)，钢丝环形加“8”字比环形钢丝、“8”字钢丝及螺丝钉强，统计学上差异显著(P<0.05)。在横形、斜形骨折模型中，钢丝环形加“8”字与克氏针张力带相差不显著(P>0.05)；但在粉碎性骨折中，其强度明显大于克氏针张力带，有显著性差异(P<0.05)。从骨折类型分析，对于同种固定方式，横形与斜形骨折相差均不显著(P>0.05)，但两者与粉碎性骨折比较，均有显著性差异(P<0.05)，说明横形、斜形骨折稳定性相差不显著，粉碎性骨折最不稳定。从曲线分布形态分析，环形钢丝的加载曲线在3种骨折模型中均较平坦，几乎没有明显拐点。加载与位移呈线性关系，说明该固定方式极不稳定。螺丝钉及“8”字钢丝在横、斜形骨折模型中其曲线均有一明显的拐点(S=0.25 mm)，其拐点约为18 N。克氏针张力带、钢丝环形加“8”字在横、斜形骨折模型中其曲线均有一明显的拐点(S=0.5 mm)，其拐点值约为36 N，尔后加载与位移呈线性关系，说明上述4种内固定方式对横、斜形骨折分别在加载到18、36 N之前，骨折线几乎没有分离(S<0.25或0.5 mm)，固定强度相近。在粉碎性骨折模型中，仅克氏针张力带与钢丝环形加“8”字有明显拐点，两者在位移<0.5 mm之前相差不明显。随着加载值增大，钢丝环形加“8”字抗张力强度明显高于克氏针张力带(P<0.05)。
从实验方法分析，考虑到：(1)三维有限元模型难真实反映骨折的不连续性及内固定的加载；(2)单凭实验模型难以模拟骨折模型及其内固定的加载；(3)电阻片测量难以固定，不适合用于骨折断端位移量的测量。因此本实验采用高精度位移传感器对3种不同类型尺骨鹰嘴骨折的载荷与应力关系进行实验研究，同时运用机械测量法进行宏观的毁坏加载，并与常用的4种内固定即环形钢丝、“8”字钢丝、克氏针张力带及螺丝钉进行对比，旨在真正模拟临床的实际模型，为临床选择内固定提供实验依据。
从作者的长期临床观察，也说明了采用钢丝环形加“8”字内固定治疗尺骨鹰嘴骨折具有以下优点：(1)该术式符合张力带原则，克服了螺丝钉内固定承受力小、后侧易张开分离的缺点；(2)由于增加了1根环形固定的钢丝，形成了类半球形固定结构，稳定性和抗张力效应较单纯钢丝“8”字固定大大提高；(3)该术式操作简便，克服了克氏针张力带内固定不适合粉碎骨折和术中固定后不易调整的缺点，同时也避免了后期克氏针针尾触痛问题［7］；(4)该术式剥离小、出血少、保持关节稳定性、手术创伤小、时间短、费用少，与钩钢板内固定相比，简化了内固定程序，大大减少了病人痛苦和负担；(5)取出时只须局麻切一小口将钢丝结松开抽出，简便易行；(6)该术式利用肱三头肌腱的持续作用力，符合弹性固定准则，且无须在骨折近端钻孔，方便粉碎性骨折的手术操作。当然，对于严重粉碎性骨折，可考虑临床一期植骨等措施。总之，环形加“8”字钢丝内固定可用于治疗横、斜形及粉碎性尺骨鹰嘴骨折，对粉碎性骨折效果尤佳，且创伤小、操作简便、固定牢靠，是一种安全可靠、值得临床推广应用的内固定方法。
【参考】
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