髌骨骨折的手术治疗

作者：刘建伟,熊波 作者单位：湖南省郴州市第一人民医院骨科， 423000

     【关键词】  髌骨骨折

     髌骨骨折在临床上并不少见，占全身各部骨折的1.65％。其为关节内骨折，要求解剖复位，牢靠固定，早期活动，以防术后膝关节僵直，减少致残率，尽量恢复膝关节的功能。髌骨是人体最大的籽骨，构成髌股关节，作为伸膝装置的中间结构，通过滑移和自旋2种方式完成其重要的生理功能，是保护膝关节的“盾牌”，使其免遭受外来暴力前冲击；从生物力学角度看，它又是股四头肌伸展装置的杠杆支点，起到内滑车的作用，缩短了股四头肌与膝关节运动的轴心距离，增加了伸展膝关节的力臂，增强了股四头肌伸缩的效果，协同维持膝关节的稳定，对膝关节伸展终末5°～15°有着重要作用。

    髌骨骨折的手术治疗主要有以下3种方法：（1）髌骨全切；（2）髌骨部分切除；（3）髌骨骨折固定。下面就这3种方法逐一详述。

    1  髌骨全切

    1937年Brooke认为髌骨没有什么功能，去除髌骨的膝关节的功能将会更好，Hey Groves于同年证实了这一观点。此后在1949年Scott通过对101个因髌骨骨折行髌骨全切的病人进行随访后发现，只有5％的病人的膝关节功能正常。Wilkinson也于1977年对31个因髌骨骨折行髌骨全切的病人进行4～13年的随访后发现膝关节功能优良率仅为61％。近年来越来越多的学者通过研究发现髌骨全切的疗效并不令人满意。髌骨全切术主要适用于髌骨严重的粉碎性骨折，难于将其保留者。髌骨切除后一般将股四头肌肌腱下拉固定于胫骨粗隆或与髌韧带缝合，石膏固定6周。Lennox通过对130例髌骨全切的病人研究发现膝关节功能差强人意，引起了退化性关节炎、疼痛、肌力的改变，平均股四头肌肌腱力量只有术前的60％。有学者用此法治疗髌骨骨折患者20例，术后随访1～8年，疗效如下：优2例(患处无疼痛，膝关节活动不受限、无打闪，伤侧大腿周径不缩小，能参加伤前活动，自我感觉满意)，良7例(患处无疼痛，膝关节活动范围轻度受限，但可屈曲90°以上，偶尔打闪，伤侧大腿周径较健侧小1～2 cm，不能参加伤前活动，自我感觉较满意)，差11例(患处疼痛，膝关节活动范围明显受限，屈曲<90°，常有打闪，伤侧大腿周径较健侧小2 cm以上，伤侧肌力明显减弱，不能参加伤前活动，自我感觉尚满意或不满意)。髌骨切除术对膝关节功能主要有以下影响：(1)膝关节生物力学改变，髌骨在股骨髁前起滑车作用，同时可压股骨向后，防止股骨前移。在逐渐伸膝过程中，髌骨逐渐前移，以加大力臂，其在膝伸位30°时尤为明显。由于髌骨的作用，伸膝时可加大力臂，集中来自不同方向的力。另外，由于髌骨关节形状与股骨滑车相配，膝关节在负重时比较稳定。若髌骨切除后改变了股四头肌力臂的长度，即减少了从股四头肌作用的力点到膝关节轴心的距离，股四头肌必须增加15％～30％的拉力才能代偿。髌骨切除后伸膝力降低，伸屈肌之间的平衡失调，膝关节不稳定。(2)股四头肌萎缩、肌力减弱，系髌骨切除后股四头肌被拉伸，其肌纤维的休息长度改变，导致肌肉萎缩并影响其收缩力。（3）髌韧带钙化。（4）骨关节炎。（5）疼痛，髌骨关节面的透明软骨具有黏弹性，在压迫负荷下能变形，使应力分布在一个较宽的面上。髌骨切除后，髌韧带在股骨滑车面上的压力增加，应力集中，故发生疼痛。基于以上几点的不良影响，现在主张尽可能的保留髌骨，所以此法已经较少采用，除非迫不得已［1］。

    2  髌骨部分切除

    Thomson于1935年报道了采用髌骨部分切除术治疗髌骨骨折。Saltzman对40例髌骨骨折采取部分切除的病人进行平均8.4年的随访研究，优20例，良11例，可9例，差3例，统计发现病人的骨折类型和术后结果之间有明显的相关性，认为髌骨部分切除术可能对某些髌骨骨折是有效的治疗方法。宁资社等曾经于1991年研究发现髌骨部分切除效果满意，是治疗大多数髌骨骨折的首选方法。Marder采用4具尸体的8个膝关节标本研究发现，髌骨部分切除术减少了髌股接触面积增加了平均压力。20％～40％的髌骨部分切除术后髌腱从前面的重新连接可使以上的改变最小化。近年来越来越多的研究表明髌骨部分切除术的效果不尽如人意。现在绝大部分应用的是髌骨下极切除术。下极部位虽不形成关节，但下极切除后髌骨整体的下移则无法避免，切除部分愈多，下移愈严重。下移后所有髌股关节的接触面完全“错格”。这种“错格”现象使髌股关节的载荷传导完全紊乱，接触面减小，压应力集中，髌骨的滑动不与股骨髁的关节面相切。而是出现了剪切应力。这种载荷传导的紊乱必将导致骨性关节炎的发生，甚至关节僵直［2］。因此此法也应尽量不用。

3  髌骨骨折固定

    3.1  外固定

    髌骨骨折的外固定最早可以追溯到我国古代的抱膝器。随着科技的发展，现在主要有抓髌器、持髌器和微型外固定加压器等，效果皆令人满意。近年来应用较多的主要是的微型外固定加压器。该固定器属双边框架式结构，由不锈钢材料制作，重约25 g，包括螺杆2根，钢针固定夹4个，螺母2个，螺钉4个。它结构简单，操作方便，使用时不切开皮肤，不用剥离骨膜，减少了局部损伤及创伤性炎症反应，有利于骨折愈合，适应证广泛，即适用于横断骨折和下极骨折，也适用于部分粉碎性骨折［３］。术后恢复快，取出简单，避免了第2次手术。应用外固定器治疗髌骨骨折也存在一定问题［3］：针道有一定刺激，尤其在活动时会引起疼痛；要重视预防针道感染；术中穿针要求高，需摄X线片或用C型臂X线机透视，存在一定的放射性损害。

    3.2  内固定

    3.2.1  张力带固定

    传统的张力带固定主要是行开放复位，钢丝穿过髌骨骨折面，然后在髌骨前面交叉固定。此法由于钢丝细，局部应力集中，会造成骨质破坏，从而使钢丝松动，失去对髌骨骨折的固定作用，故此法已少用。

    AO张力带固定法的应用和推广是治疗髌骨骨折关键性的转变。经典AO张力带即克氏针-钢丝单圈环行固定。在此基础上，又出现了许多改良术式，主要有胥氏张力带钢丝固定法、张力带钢丝固定法，它们都是用2根克氏针平行贯穿髌骨骨折端，只是钢丝围绕克氏针两端的绕法不同，它们均适应于横断型的髌骨骨折。也有横向穿克氏针作为张力带固定者，但必须特别注意克氏针穿过的平面，如更接近后关节面时，则不能起到张力带的作用。AO强调克氏针平行的意义在于钢丝产生动力后骨折两端沿着克氏针的轨迹向心性移动，使固定更加牢靠。但在实际操作中分别导入的2根克氏针在三维方向上不可能平行，平行只是目前理论上的认可。根据理论力学原理，不平行两克氏针上的两骨折端不会位移，即使钢丝置于张力侧也不能把功能性张力传导为骨内的动力性压力，此时的骨折仅维持在一般的固定状态。John等［4］认为把钢丝结合处放在髌骨一侧及水平放置“8”字可以起到更好的稳定作用。应用中经常出现克氏针过长，上端未弯返并敲入骨内，钢丝未尽量贴近根部环绕扎紧等，或影响屈伸运动练习，或钢丝滑脱而失败。另外，克氏针穿破皮肤，克氏针、钢丝弯曲、滑出或断裂，则是人所共知的术后并发症［5］。有学者认为改良张力带固定法中髌股关节复位的不一致性严格保持在1 mm以内［6］。

    3.2.2  聚髌器固定

    髌骨内固定形状记忆整复器(NT-聚髌器)治疗髌骨骨折。NT-聚髌器的设计符合髌骨生物力学原理，兼有复位与固定的作用。由于材料本身的性能“冷胀热缩”，以及爪支形状的特点，使其能多方向、向心性持续自动的向骨折断端同时施加聚合加压力，尤其是聚髌器各爪支的连接体部正位于髌骨前表面，固定完全符合张力带原则，固定效果远较其他方法可靠，可更早地进行膝关节功能练习。根据不同的粉碎情况，可以选择合适型号的内聚髌器，使周缘的爪支十分准确地拢住粉碎的骨折块，无需附加任何其他辅助固定。安装操作简便，手术时间短，对机体干扰小，内固定牢靠、稳固，术后近远期并发症少，对机体康复有益，可认为是一种理想的手术方法。NT-聚髌器适应于绝大部分髌骨骨折，现在应用的比较多，疗效满意。

    3.2.3  中空螺钉加张力带法

    Carpenter设计了应用中空螺丝钉与张力带相结合治疗髌骨骨折的方法。此法用2根直径4 mm，间距2 mm中空螺丝钉平行穿过骨折面，再用钢丝穿过空心螺丝钉于髌骨前形成“8”字张力带，与单独螺丝钉及AO张力带固定的生物力学比较显示，在屈膝45°时，中空螺钉加张力带抗张强度达732 N力，单独螺钉固定在554 N力时失效，而AO张力带在395 N力时失效。Goings、Cole及Berg临床应用中空螺钉加张力带钢丝治疗31例患者获得优良效果。该术式克服了传统的克氏针张力带钢丝内固定可能出现的针尾触痛，针端刺破皮肤，内固定物松动、脱落等并发症，符合髌骨骨折内固定的生物力学要求，有利于膝关节早期功能锻炼，认为该术式对髌骨横行骨折是理想的选择。

3.2.4  吸张力带法

    随着生物医学工程学的发展，可降解和可吸收材料的研究越来越受到重视。可吸收内固定材料已经被应用于髌骨骨折的手术固定。生物聚酯纤维支持体内脏原组织的长入而形成新的韧带，其在体内的机械力量降解不明显。实验和临床研究表明可吸收材料具有良好组织相容性，植入体内无毒性反应，其体内降解符合生理过程，骨组织生长无不良影响。SR-PGA棒体内6周后机械强度减弱，SR-PLLA棒在12周后机械强度减弱，体内2～3年完全吸收，Biopoly人工韧带体内1年完全降解。因此，可吸收张力带能达到早期固定作用，其后机械强度缓慢降低，避免了“应力遮挡，骨质疏松”等现象。有学者对可吸收张力带和金属张力带治疗髌骨骨折进行了对比研究，２种治疗方法临床效果无统计学差别。生物可吸收张力带是治疗髌骨骨折的有效方法，并且具有无需Ⅱ期手术取出内固定的优点，值得推广应用。

    3.3  微创技术在髌骨骨折中的应用

    在髌骨的周围有膝上、膝中和膝下动脉的分支构成血管丛，成为血液供给的骨外来源，其中有一组血管由髌骨前面的中部进入，和另一组血管在髌韧带后面由髌骨下极进入，成为血液供给的骨内来源，手术当中应该避免损伤膝周动脉［７］。传统手术创伤大，对髌骨血供造成影响大，治疗时间长，易形成骨不连，而微创技术则减少了上述影响。

    3.3.1  关节镜辅助治疗

    随着腔镜技术的发展应用于骨科，Appel MH于1993年首次报道应用关节镜监护下髌骨骨折治疗，此后Tandogan等［8］、Makino等［9］利用关节镜下治疗髌骨骨折取得了良好手术效果，利用关节镜的优点是：能直观观察骨折处的复位情况；可观察螺钉有无进入关节腔内，骨折端是否有软组织嵌入；可观察关节内情况，明确有无合并损伤；可反复冲洗，清洗关节腔内的血块和骨软骨碎屑［10］，必要时可辅助复位，并且术后恢复快。

    3.3.2  经皮捆扎治疗髌骨骨折

    在手法复位的基础上，经皮用手推在髌骨两极上横形钻孔而后通过针孔穿入钢丝，最后于某一穿出处捆扎固定或在紧贴髌骨周围捆扎钢丝一圈捆扎固定。此法系非张力带固定，固定以后易松动不利于骨折恢复，已经较少采用。

    3.3.3  经皮张力带内固定

    李健等［11,12］将微创技术与张力带固定法相结合，设计了经皮穿刺髌骨骨折克式针张力带固定法，这是微创外科技术在髌骨骨折治疗中的具体应用，该法既保留张力带固定的优点，能够解剖复位和达到生物力学要求，又将其损伤减少至最低，还能满足患者美观的要求。临床研究显示采用经皮穿刺克式针张力带固定法治疗髌骨骨折与切开操作在复位程度上没有差异。目前的资料显示其并发症与传统切开操作张力带技术相似。对于其并发症的防治尚需更加深入的研究。Tandogan等［8］认为：经皮张力带内固定适应用于横形、斜形、纵形髌骨骨折的治疗，对于粉碎性骨折，明显分离移位的横形骨折，则不宜采用此手术方法。李健等［１１］认为经皮内固定适用于闭合性的横形骨折和创口较小、污染轻的开放性髌骨骨折，对于骨折块不超过3个且位置尚可的粉碎性骨折可酌情使用。此法术后2～3 d可下地活动，取出时只需做2个小切口拔出克氏针和钢丝。经皮张力带固定与钢丝环扎固定比较P<0.01，经皮张力带固定与改良张力带固定比较P<0.05［13］。Kose等［14］、Luna-Pizarro［15］等与开放性手术比较后认为此法有手术时间短，减轻疼痛、更大的活动度、更好的功能恢复及并发症少等优点。

    4  陈旧性髌骨骨折的治疗

    陈旧性髌骨骨折的诊断标准：髌骨骨折超过3周未行系统治疗但仍有症状者，其临床特点是：(1)局部肿胀已消退， 血肿已经吸收；(2)由于股四头肌腱挛缩，骨折块有明显分离；(3)伸膝运动无力且受限。有学者曾报道根据陈旧性髌骨骨折不同类型［16］，采用3种不同的治疗方法：(1)横断型骨折，分离间隙较显著，直接对位固定有困难，采用在髌骨上极横穿1根克氏针，用重量2～3 kg作持续骨牵引，1～2周后X线复查，当骨折分离间隙靠近，股四头肌挛缩被拉长后，再作开放复位，刮除两折端的瘢痕组织，直接对位钢丝内固定；(2)粉碎性骨折，骨折线呈放射状，股四头肌腱延续部及关节囊一般保持完整性，骨折块间分离不超过0.5 cm，手术多能直接对位，固定前先清除骨折间的瘢痕组织，用丝线作髌骨周围荷包或捆扎固定，在拉紧丝线之前，用手指从髌骨两侧插入，尽量将关节面按平整；(3)下极骨折， 对骨折块小移位较多者，无法直接对位固定，亦先作髌骨牵引， 然后切除下极骨折块，重建髌韧带。经长期随访，效果满意，同时还提出对陈旧性髌骨骨折，不论时间长短，  应尽量保留髌骨。李杰峰等报道采用张力弓牵引髌骨上极骨块然后改良张力带钢丝内固定的方法治疗陈旧性髌骨骨折伴骨块分离17例，疗效满意，并且认为该法只适用于股四头肌无挛缩的陈旧性髌骨骨折伴骨块分离的病例，而对病程过长，股四头肌已挛缩的病例是不适用的，有待改进。刘增华［15］等采用改良股四头肌腱成形术治疗陈旧性髌骨骨折7例。暴露髌骨上、下骨折块,切除<1／2的上骨折块,保留髌前腱膜及上极像火柴棒样粗细一横骨条，长2 cm，以利股中间肌腱在此处与股直肌腱不分离。然后在股直肌与股内侧肌间隙切开进入深层，分离股中间肌腱与股直肌和股骨的连接，此腱长9 cm，宽18 cm，厚约0.8cm，在离髌上极8 cm处将其切断。然后向后下翻转，使肌腱的光滑面对应股骨的髌骨面，切断关节囊挛缩处，分离囊内黏连，并修整髌骨下折块断面。在贴近其软骨面处钻3个骨孔斜向髌骨前面在膝伸直位、保持适度伸膝张力条件下，将股中间肌腱用粗丝线穿过骨孔结扎。对髌旁腱膜及髌上软组织缺损处，用带蒂髂胫束向内下翻转覆盖修复。随访最短4年，最长8年，平均5.5年，术后膝关节活动范围恢复到0°(伸)≠120°～140°(屈)，平均活动范围为126°，较术前增加活动范围117°。

 髌骨骨折的治疗中，良好标准应该是骨折复位好、恢复膝关节的屈伸功能、保持髌股关节面的平整和避免发生创伤性髌股关节炎。髌骨骨折的治疗中张力带固定法在髌骨骨折的治疗中取得了很好的临床效果。从其发展历程来看，每一种固定方法的提出和应用都必须符合髌骨的解剖及生物力学特点，并要经过临床实践和生物力学实验的检验，尤其是髌骨骨折的微创治疗，它也是现代骨科的发展方向之一，有着广阔的应用前景。

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