引用本文： 易敏, 張定偉, 黃富國. 骨錨技術修復深層尺橈韌帶對遠側尺橈關節旋轉穩定性影響的生物力學研究. 中國修復重建外科雜志, 2017, 31(5): 570-573. doi: 10.7507/1002-1892.201612057 復制
遠側尺橈關節（distal radioulnar joint，DRUJ）為橈骨尺側 S 形切跡和尺骨頭、三角纖維軟骨和尺骨頭構成的雙樞軸關節，在前臂旋轉活動中發揮重要作用。三角纖維軟骨復合體（triangular fibro-cartilage complex，TFCC）的尺橈韌帶對維持前臂旋轉穩定性具有重要作用[1]。TFCC 中的掌、背側尺橈韌帶分別起自橈骨遠端的掌尺緣和尺背緣，共同從橈骨起點處發出后，在橈骨尺切跡與尺骨莖突間的中點處分開為淺層和深層，深層韌帶轉向近側，均止于尺骨凹處[2-3]。生物力學研究表明，限制 DRUJ 向掌側或背側脫位的主要結構是掌、背側尺橈韌帶[4]。前臂旋前時背側尺橈韌帶松弛，掌側尺橈韌帶緊張；旋后時則相反[5]。目前，生物力學試驗主要集中于評價 TFCC 功能及其如何保證 DRUJ 通過旋轉生理弧，關于深層尺橈韌帶維持 DRUJ 旋轉穩定性的生物力學研究較少。本研究通過生物力學試驗探討深層尺橈韌帶對于維持 DRUJ 旋轉穩定性的重要性；并使用骨錨技術進行修復，判斷其對于恢復 DRUJ 旋轉穩定性的作用，為選擇手術方法提供生物力學理論依據。
1 材料與方法
1.1 標本及主要材料、儀器
自愿捐贈的新鮮成年尸體上肢標本 9 具，由四川大學華西醫院提供。供體男 7 例，女 2 例；年齡 20～41 歲，平均 26.1 歲。左側 5 具，右側 4 具。所有標本均經 X 線片檢查，明確尺、橈骨遠端及腕骨無骨折，腕關節無脫位；周圍韌帶及關節囊均無機械性損傷。見圖 1。AG-IS 系列 MS 型生物力學測試系統（島津公司，日本）；自凝牙托粉（Ⅱ型）、牙托水（天津市瑞爾齒科生物材料廠）。
圖1
掌、背側尺橈韌帶大體觀察 a. 淺層掌側尺橈韌帶（箭頭）；b. 深層掌側尺橈韌帶（箭頭）；c. 淺層背側尺橈韌帶（箭頭）；d. 深層背側尺橈韌帶（箭頭）
Figure1.
Anatomy of the dorsal and volar radioulnar ligaments a. Superficial volar radioulnar ligament (arrow); b. Deep volar radioulnar ligament (arrow); c. Superficial dorsal radioulnar ligament (arrow); d. Deep dorsal radioulnar ligament (arrow)
1.2 試驗方法
1.2.1 標本制備及固定 標本取材范圍為 DRUJ 近側 15 cm 處至掌指關節，剝除皮膚、皮下組織和肌腱，保留完整腕關節囊和韌帶以及骨間膜。標本固定于中立位，通過 2 個直徑 10 cm 的圓柱形夾具，采用自凝牙托粉固定尺、橈骨及掌骨以維持位置（圖 2a）。下方夾具在生物力學儀器底座 45° 斜坡上滑動，以達到腕關節屈曲 45° 或背伸 45° 狀態（圖 2b）。
圖2
標本固定 a. 固定于中立位；b. 腕關節屈曲 45°
Figure2.
Specimen fixation a. In neutral position; b. In 45° flexion
1.2.2 模型制備及分組 9 具標本按照以下順序制備模型，并進行生物力學測試。首先，采用腕關節囊韌帶復合體完整標本進行測試（正常組，圖 3a）。然后，將尺骨莖突從其基部折斷，顯露深層尺橈韌帶在尺骨凹溝附著點，將深層尺橈韌帶切斷后進行測試（損傷組，圖 3b）。最后，將切斷的深層尺橈韌帶置于尺骨凹溝，并用 4.0 mm 松質骨螺釘固定，使用螺釘尾部的 3-0 肌腱縫線縫合，使深層尺橈韌帶連接于骨上，將尺骨莖突復位，用 2 枚 2.0 mm 克氏針固定后進行測試（修復組，圖 3c～e）。
圖3
各組模型制備 a. 正常組標本；b. 損傷組標本；c～e. 修復組經螺釘固定及肌腱縫線縫合后標本
Figure3.
Specimen preparation a. The normal specimen; b. The injured specimen; c-e. The repaired specimen with anchoring and suture of tendon suture
1.2.3 生物力學測試 分別于腕關節背伸 45°、中立位及屈曲 45° 進行內、外旋生物力學測試。測試條件：10 kN 傳感器，常溫、常壓。每個標本給予軸向 50 N 固定負荷，以保證腕關節保持同一緊張度。以 0°-內旋 20°-0°-外旋 20°-0° 為 1 個測量周期[3]，1 個測量周期 40 s，每隔 1 s 記錄扭矩。
1.3 統計學方法
采用 SAS9.0 統計軟件進行分析。數據以均數±標準差表示，經檢驗數據不符合正態分布，組間比較采用 Friedman 秩和檢驗；檢驗水準α=0.05。
2 結果
腕關節背伸 45°、中立位及屈曲 45° 時，正常組內旋扭矩分別為（0.83±0.33）、（0.86±0.34）、（0.36±0.30）N·m，外旋扭矩分別為（0.86±0.38）、（0.44±0.22）、（0.25±0.21）N·m；損傷組內旋扭矩分別為（0.18±0.17）、（0.22±0.17）、（0.16±0.15）N·m，外旋扭矩分別為（0.27±0.26）、（0.13±0.17）、（0.04±0.04）N·m；修復組內旋扭矩分別為（0.79±0.34）、（0.73±0.33）、（0.41±0.23）N·m，外旋扭矩分別為（0.80±0.39）、（0.41±0.22）、（0.41±0.40）N·m。腕關節背伸 45°、中立位及屈曲 45° 時，損傷組內、外旋扭矩顯著低于正常組和修復組，差異均有統計學意義（P<0.05）；3 種位置下修復組內、外旋扭矩與正常組比較差異均無統計學意義（P>0.05）。
3 討論
3.1 尺橈韌帶解剖及生物力學特點
掌、背側尺橈韌帶是 TFCC 的重要組成部分[2]。尺橈韌帶淺、深層的解剖及功能均不同，其中淺層韌帶的纖維起自橈骨遠端的掌尺緣和尺背緣，止于尺骨莖突，與水平面成角較小，因此對于維持橈骨圍繞尺骨旋轉穩定性作用較小；而深層韌帶與水平面形成了一個鈍角，因此對于維持橈骨圍繞尺骨旋轉穩定性作用更大[6-7]。研究表明，前臂旋前時深層韌帶較淺層韌帶更能有效地穩定 DRUJ，分析主要與兩個解剖因素有關[8-10]。第一，前臂旋前時橈骨遠端可沿DRUJ的主要負重軸線向遠端移動，而此時背側切跡僅有不足10%與尺骨頭的橈骨關節面相連接；DRUJ 的穩定性基本依靠掌側深層韌帶的牽拉動作，防止超生理性移動。第二，深層韌帶與水平面成角角度大，可以阻止 DRUJ 半脫位。
相反，前臂旋后時由于尺骨頭旋轉出了 TFCC 掌側淺層尺橈韌帶限制范圍，并且伸展 DRUJ 掌側關節囊，此時掌側淺層尺橈韌帶不能維持下尺橈關節穩定，而背側深層尺橈韌帶變緊張。因此，相對于其他維持 DRUJ 穩定的解剖結構，深層尺橈韌帶具有更重要作用[11]。Haugstvedt 等[12]進行了一項生物力學試驗，將 TFCC 在尺骨莖突體、尺骨凹兩處止點分別依照不同順序進行切斷，發現將 TFCC 在尺骨凹處止點切斷后，可導致 DRUJ 旋轉不穩；而單純將 TFCC 于尺骨莖突體部的止點切斷后，DRUJ 仍能保持其穩定。
本研究將尺骨莖突從其基部折斷，并切斷深層尺橈韌帶在尺骨凹溝的附著點，制備掌、背側尺橈韌帶損傷模型。生物力學測量結果提示，腕關節位于背伸 45°、中立位及屈曲 45° 時，其內、外旋扭矩均顯著小于正常狀態，表明尺橈韌帶損壞后 DRUJ 穩定性也被破壞。之后，采用螺釘帶線模擬骨錨技術將損傷的深層尺橈韌帶于尺骨凹溝處進行原位修復，并采用 2 枚 2.0 mm 克氏針交叉內固定尺骨莖突骨折，修復淺、深層尺橈韌帶。生物力學測試結果顯示，修復后 3 種位置內、外旋扭矩與正常狀態比較無顯著差異，表明深層尺橈韌帶在維持遠端尺橈關節的旋轉穩定性上起著重要作用。
3.2 深層尺橈韌帶的修復技術
深層尺橈韌帶損傷造成的 DRUJ 旋轉不穩的治療方法包括原位修復、軟組織重建、尺骨遠端切除術和尺骨假關節成形術（Sauve-Kapandji）等[13]。
深層尺橈韌帶損傷多為尺骨凹止點處撕裂，直接縫合較困難。近年對于韌帶骨質附著點撕脫或同時存在腕骨上多條韌帶損傷，常選擇骨錨技術[14]進行修復重建。Skoff 等[15]對傳統肌腱縫合法與骨錨技術進行了比較研究，發現兩種方法修復重建韌帶后在最大抗張力方面無顯著差異。本實驗結果顯示，將損傷的深層尺橈韌帶于尺骨凹處行原位修復后才能恢復 DRUJ 的旋轉穩定性，與 Haugstvedt 等[12]研究結果相似。
綜上述，深層尺橈韌帶對于維持 DRUJ 旋轉穩定性具有重要作用；DRUJ 損傷時，采用骨錨技術原位修復深層尺橈韌帶對恢復 DRUJ 旋轉穩定性有著重要意義。
遠側尺橈關節（distal radioulnar joint，DRUJ）為橈骨尺側 S 形切跡和尺骨頭、三角纖維軟骨和尺骨頭構成的雙樞軸關節，在前臂旋轉活動中發揮重要作用。三角纖維軟骨復合體（triangular fibro-cartilage complex，TFCC）的尺橈韌帶對維持前臂旋轉穩定性具有重要作用[1]。TFCC 中的掌、背側尺橈韌帶分別起自橈骨遠端的掌尺緣和尺背緣，共同從橈骨起點處發出后，在橈骨尺切跡與尺骨莖突間的中點處分開為淺層和深層，深層韌帶轉向近側，均止于尺骨凹處[2-3]。生物力學研究表明，限制 DRUJ 向掌側或背側脫位的主要結構是掌、背側尺橈韌帶[4]。前臂旋前時背側尺橈韌帶松弛，掌側尺橈韌帶緊張；旋后時則相反[5]。目前，生物力學試驗主要集中于評價 TFCC 功能及其如何保證 DRUJ 通過旋轉生理弧，關于深層尺橈韌帶維持 DRUJ 旋轉穩定性的生物力學研究較少。本研究通過生物力學試驗探討深層尺橈韌帶對于維持 DRUJ 旋轉穩定性的重要性；并使用骨錨技術進行修復，判斷其對于恢復 DRUJ 旋轉穩定性的作用，為選擇手術方法提供生物力學理論依據。
1 材料與方法
1.1 標本及主要材料、儀器
自愿捐贈的新鮮成年尸體上肢標本 9 具，由四川大學華西醫院提供。供體男 7 例，女 2 例；年齡 20～41 歲，平均 26.1 歲。左側 5 具，右側 4 具。所有標本均經 X 線片檢查，明確尺、橈骨遠端及腕骨無骨折，腕關節無脫位；周圍韌帶及關節囊均無機械性損傷。見圖 1。AG-IS 系列 MS 型生物力學測試系統（島津公司，日本）；自凝牙托粉（Ⅱ型）、牙托水（天津市瑞爾齒科生物材料廠）。
圖1
掌、背側尺橈韌帶大體觀察 a. 淺層掌側尺橈韌帶（箭頭）；b. 深層掌側尺橈韌帶（箭頭）；c. 淺層背側尺橈韌帶（箭頭）；d. 深層背側尺橈韌帶（箭頭）
Figure1.
Anatomy of the dorsal and volar radioulnar ligaments a. Superficial volar radioulnar ligament (arrow); b. Deep volar radioulnar ligament (arrow); c. Superficial dorsal radioulnar ligament (arrow); d. Deep dorsal radioulnar ligament (arrow)
1.2 試驗方法
1.2.1 標本制備及固定 標本取材范圍為 DRUJ 近側 15 cm 處至掌指關節，剝除皮膚、皮下組織和肌腱，保留完整腕關節囊和韌帶以及骨間膜。標本固定于中立位，通過 2 個直徑 10 cm 的圓柱形夾具，采用自凝牙托粉固定尺、橈骨及掌骨以維持位置（圖 2a）。下方夾具在生物力學儀器底座 45° 斜坡上滑動，以達到腕關節屈曲 45° 或背伸 45° 狀態（圖 2b）。
圖2
標本固定 a. 固定于中立位；b. 腕關節屈曲 45°
Figure2.
Specimen fixation a. In neutral position; b. In 45° flexion
1.2.2 模型制備及分組 9 具標本按照以下順序制備模型，并進行生物力學測試。首先，采用腕關節囊韌帶復合體完整標本進行測試（正常組，圖 3a）。然后，將尺骨莖突從其基部折斷，顯露深層尺橈韌帶在尺骨凹溝附著點，將深層尺橈韌帶切斷后進行測試（損傷組，圖 3b）。最后，將切斷的深層尺橈韌帶置于尺骨凹溝，并用 4.0 mm 松質骨螺釘固定，使用螺釘尾部的 3-0 肌腱縫線縫合，使深層尺橈韌帶連接于骨上，將尺骨莖突復位，用 2 枚 2.0 mm 克氏針固定后進行測試（修復組，圖 3c～e）。
圖3
各組模型制備 a. 正常組標本；b. 損傷組標本；c～e. 修復組經螺釘固定及肌腱縫線縫合后標本
Figure3.
Specimen preparation a. The normal specimen; b. The injured specimen; c-e. The repaired specimen with anchoring and suture of tendon suture
1.2.3 生物力學測試 分別于腕關節背伸 45°、中立位及屈曲 45° 進行內、外旋生物力學測試。測試條件：10 kN 傳感器，常溫、常壓。每個標本給予軸向 50 N 固定負荷，以保證腕關節保持同一緊張度。以 0°-內旋 20°-0°-外旋 20°-0° 為 1 個測量周期[3]，1 個測量周期 40 s，每隔 1 s 記錄扭矩。
1.3 統計學方法
采用 SAS9.0 統計軟件進行分析。數據以均數±標準差表示，經檢驗數據不符合正態分布，組間比較采用 Friedman 秩和檢驗；檢驗水準α=0.05。
2 結果
腕關節背伸 45°、中立位及屈曲 45° 時，正常組內旋扭矩分別為（0.83±0.33）、（0.86±0.34）、（0.36±0.30）N·m，外旋扭矩分別為（0.86±0.38）、（0.44±0.22）、（0.25±0.21）N·m；損傷組內旋扭矩分別為（0.18±0.17）、（0.22±0.17）、（0.16±0.15）N·m，外旋扭矩分別為（0.27±0.26）、（0.13±0.17）、（0.04±0.04）N·m；修復組內旋扭矩分別為（0.79±0.34）、（0.73±0.33）、（0.41±0.23）N·m，外旋扭矩分別為（0.80±0.39）、（0.41±0.22）、（0.41±0.40）N·m。腕關節背伸 45°、中立位及屈曲 45° 時，損傷組內、外旋扭矩顯著低于正常組和修復組，差異均有統計學意義（P<0.05）；3 種位置下修復組內、外旋扭矩與正常組比較差異均無統計學意義（P>0.05）。
3 討論
3.1 尺橈韌帶解剖及生物力學特點
掌、背側尺橈韌帶是 TFCC 的重要組成部分[2]。尺橈韌帶淺、深層的解剖及功能均不同，其中淺層韌帶的纖維起自橈骨遠端的掌尺緣和尺背緣，止于尺骨莖突，與水平面成角較小，因此對于維持橈骨圍繞尺骨旋轉穩定性作用較小；而深層韌帶與水平面形成了一個鈍角，因此對于維持橈骨圍繞尺骨旋轉穩定性作用更大[6-7]。研究表明，前臂旋前時深層韌帶較淺層韌帶更能有效地穩定 DRUJ，分析主要與兩個解剖因素有關[8-10]。第一，前臂旋前時橈骨遠端可沿DRUJ的主要負重軸線向遠端移動，而此時背側切跡僅有不足10%與尺骨頭的橈骨關節面相連接；DRUJ 的穩定性基本依靠掌側深層韌帶的牽拉動作，防止超生理性移動。第二，深層韌帶與水平面成角角度大，可以阻止 DRUJ 半脫位。
相反，前臂旋后時由于尺骨頭旋轉出了 TFCC 掌側淺層尺橈韌帶限制范圍，并且伸展 DRUJ 掌側關節囊，此時掌側淺層尺橈韌帶不能維持下尺橈關節穩定，而背側深層尺橈韌帶變緊張。因此，相對于其他維持 DRUJ 穩定的解剖結構，深層尺橈韌帶具有更重要作用[11]。Haugstvedt 等[12]進行了一項生物力學試驗，將 TFCC 在尺骨莖突體、尺骨凹兩處止點分別依照不同順序進行切斷，發現將 TFCC 在尺骨凹處止點切斷后，可導致 DRUJ 旋轉不穩；而單純將 TFCC 于尺骨莖突體部的止點切斷后，DRUJ 仍能保持其穩定。
本研究將尺骨莖突從其基部折斷，并切斷深層尺橈韌帶在尺骨凹溝的附著點，制備掌、背側尺橈韌帶損傷模型。生物力學測量結果提示，腕關節位于背伸 45°、中立位及屈曲 45° 時，其內、外旋扭矩均顯著小于正常狀態，表明尺橈韌帶損壞后 DRUJ 穩定性也被破壞。之后，采用螺釘帶線模擬骨錨技術將損傷的深層尺橈韌帶于尺骨凹溝處進行原位修復，并采用 2 枚 2.0 mm 克氏針交叉內固定尺骨莖突骨折，修復淺、深層尺橈韌帶。生物力學測試結果顯示，修復后 3 種位置內、外旋扭矩與正常狀態比較無顯著差異，表明深層尺橈韌帶在維持遠端尺橈關節的旋轉穩定性上起著重要作用。
3.2 深層尺橈韌帶的修復技術
深層尺橈韌帶損傷造成的 DRUJ 旋轉不穩的治療方法包括原位修復、軟組織重建、尺骨遠端切除術和尺骨假關節成形術（Sauve-Kapandji）等[13]。
深層尺橈韌帶損傷多為尺骨凹止點處撕裂，直接縫合較困難。近年對于韌帶骨質附著點撕脫或同時存在腕骨上多條韌帶損傷，常選擇骨錨技術[14]進行修復重建。Skoff 等[15]對傳統肌腱縫合法與骨錨技術進行了比較研究，發現兩種方法修復重建韌帶后在最大抗張力方面無顯著差異。本實驗結果顯示，將損傷的深層尺橈韌帶于尺骨凹處行原位修復后才能恢復 DRUJ 的旋轉穩定性，與 Haugstvedt 等[12]研究結果相似。
綜上述，深層尺橈韌帶對于維持 DRUJ 旋轉穩定性具有重要作用；DRUJ 損傷時，采用骨錨技術原位修復深層尺橈韌帶對恢復 DRUJ 旋轉穩定性有著重要意義。
