引用本文： 葛啟航, 萬春友, 劉亞北, 季煦, 馬繼海, 曹海鯤, 雍偉, 劉釗, 張寧寧. 脛腓骨開放骨折 Taylor 空間支架外固定術后軸向應力刺激對骨折愈合的影響研究. 中國修復重建外科雜志, 2017, 31(8): 931-935. doi: 10.7507/1002-1892.201703072 復制
解決骨折不愈合、延遲愈合、骨不連等問題，一直骨科領域研究重點。既往文獻報道[1-3]，影響骨折愈合的最大問題是固定骨折端同時，產生了相應的應力遮擋。骨折治療早期是對骨折端進行堅強固定，治療中后期則需要解除骨折端堅強固定產生的應力遮擋，給予骨折端適當應力刺激促進骨折愈合[4-6]。Taylor 空間支架是對 Ilizarov 外固定系統的改良，兩個環之間有 6 根可伸縮的連接桿，可結合特定的計算機程序，根據計算機生成的電子處方來調節相應的連接桿，進行骨折的畸形矯正，于治療中后期行動力化固定，產生的軸向微動有利于骨折愈合[7]。本研究旨在探討 Taylor 空間支架外固定術后進行軸向應力刺激對骨折愈合的影響，脛腓骨開放骨折行 Taylor 空間支架外固定術后如何縮短患者佩戴外固定架時間。報告如下。
1 臨床資料
1.1 患者選擇標準
納入標準：① 新鮮骨折，無嚴重神經血管損傷；② 患者年齡 19～70 歲；③ 無精神疾病；④ 單純脛腓骨開放骨折，骨折 AO 分型為 42A、42B、42C 型，Gustilo 分型為Ⅰ、Ⅱ、ⅢA、ⅢB 型；⑤ 采用 Taylor 空間支架閉合復位外固定術治療。
排除標準：① 合并頭外傷、肝腎功能不全；② 不能耐受麻醉及手術；③ 病理骨折；④ 周圍血管病變。
2015 年 1 月—2016 年6月共 45 例患者符合選擇標準納入研究，根據術后是否進行軸向應力刺激分為試驗組（23 例）和對照組（22 例）。
1.2 一般資料
試驗組：男 15 例，女 8 例；年齡 19～70 歲，平均 46.9 歲。左側 13 例，右側 10 例。致傷原因：交通事故傷 9 例，重物砸傷 7 例，摔傷 7 例。骨折 AO 分型：42A 型 9 例，42B 型 12 例，42C 型 2 例；Gustilo 分型：Ⅰ型 9 例，Ⅱ型 8 例，ⅢA 型 4 例，ⅢB 型 2 例。受傷至手術時間 4～7 d，平均 5.5 d。
對照組：男 16 例，女 6 例；年齡 19～69 歲，平均 45.8 歲。左側 10 例，右側 12 例。致傷原因：交通事故傷 7 例，重物砸傷 6 例，摔傷 9 例。骨折 AO 分型：42A 型 8 例，42B 型 11 例，42C 型 3 例；Gustilo 分型：Ⅰ型 8 例，Ⅱ型 9 例，ⅢA 型 4 例，ⅢB 型 1 例。受傷至手術時間 4～7 d，平均 5.5 d。
兩組患者性別、年齡、側別、致傷原因、骨折分型及受傷至手術時間等一般資料比較，差異均無統計學意義（P>0.05），具有可比性。
1.3 治療方法及術后處理
兩組患者均于蛛網膜下腔阻滯麻醉聯合持續硬膜外麻醉下，行 Taylor 空間支架閉合復位外固定術。術后均口服蘇氏接骨膠囊（天津醫院自制）；采用相同康復治療：術后 24 h 內指導患者于無痛狀態下行功能鍛煉，若無明顯下肢深靜脈血栓形成，則鼓勵患者 48 h 內下地活動，但應避免患肢負重。術后 2 周復查，以患者疼痛耐受為度，完全負重。
所有患者術后定期門診復查 X 線片，待有連續骨痂形成后，試驗組患者解除 Taylor 空間支架關節固定，囑患者屈伸踝關節，使小腿伸屈肌群肌肉收縮，通過收縮力帶動骨折兩端運動，對骨折端產生軸向應力刺激，然后再固定 Taylor 空間支架；以后每 2 周復查，囑患者患肢負重于電子秤上，根據患者耐受疼痛程度不同，負重 10～30 kg，以此對骨折端產生軸向應力刺激。兩組均行外固定支架軸向載荷分擔比值測試，該值<10% 時拆除外固定[8]；為防止再骨折可能，改用夾板保護 2～4 周。
1.4 觀測指標
記錄并比較兩組患者骨折愈合時間、完全負重時間及拆除外固定支架拆除時間；骨折愈合后 6 個月，參照 Johner-Wruhs 脛骨干骨折治療最終效果評價標準[9]評定患肢功能。其中骨折臨床愈合標準：① 局部無壓痛及縱向叩擊痛；② 局部無異常活動；③ X 線片示骨折處有連續性骨痂，骨折線已模糊；④ 拆除外固定支架后，下肢不扶拐能在平地連續步行 3 min 且≥30 步，連續觀察 2 周骨折處不變形。
1.5 統計學方法
采用 SPSS22.0 統計軟件進行分析。計量資料以均數±標準差表示，組間比較采用獨立樣本 t 檢驗；等級資料組間比較采用秩和檢驗；檢驗水準 α=0.05。
2 結果
試驗組和對照組術后各有 2 例和 3 例發生針道異物反應，予以對癥抗過敏治療后好轉。45 例患者均獲隨訪，隨訪時間 8～12 個月，平均 10 個月。全部患者骨折均達臨床愈合，無延遲愈合、不愈合及骨髓炎等并發癥發生。見圖 1。試驗組骨折愈合時間、完全負重時間和拆除外固定支架時間均顯著短于對照組，差異均有統計學意義（P<0.05）。見表 1。拆除外固定支架 6 個月后，參照 Johner-Wruhs 脛骨干骨折治療最終效果評價標準評定患肢功能，試驗組優 13 例、良 6 例、中 3 例、差 1 例，優良率 82.6%；對照組優 5 例、良 10 例、中 4 例、差 3 例，優良率為 68.2%；兩組比較差異有統計學意義（Z=–2.146，P=0.032）。
表1
兩組患者骨折愈合時間、完全負重時間及拆除外固定支架時間比較（d，
）
Table1.
Comparison of the fracture healing time, full weight-bearing time, and external fixator removal time between 2 groups (d,
)
圖1
試驗組患者，女，36 歲，左側脛腓骨骨折正側位 X 線片
a. 術前；b. 術后 1 d；c. 術后 3 個月骨折愈合，拆除外固定支架；d. 拆除外固定支架后 3 個月
Figure1. Anteroposterior and lateral X-ray films of a 36-year-old female patient with left tibial and fibular open fracturesa. Before operation; b. At 1 day after operation; c. Removal of external fixator after fracture healing at 3 months after operation; d. At 3 months after removal of external fixator
3 討論
隨著社會發展，高能量暴力損傷造成的脛腓骨骨折患者隨之增多。脛腓骨骨折在四肢骨折中發生率最高，占全身骨折的 13.7%[10]。多數為開放骨折，傳統治療方法是切開/閉合復位鋼板內固定，但患者需長期臥床待切口愈合后才能進行手術治療，不僅增加墜積性肺炎及下肢深靜脈血栓形成風險，而且術后存在鋼板外露、感染及骨髓炎等問題[11]。同時，內固定治療在骨折愈合后期形成應力遮擋[12]，是骨折不愈合、延遲愈合的主要因素之一。以上問題嚴重影響患者后期生活質量。運用外固定方法治療脛腓骨開放骨折已得到認可，早在 1994 年 Taylor 等就改良了 Ilizarov 外固定系統，使用 6 根在接頭處能自由旋轉并可伸縮的支撐桿連接遠、近端固定環，并將這種外固定系統稱為 Taylor 空間外固定支架[13]。
近年，Taylor 空間外固定支架在治療開放骨折的臨床運用中顯示出了諸多優勢[14]。首先，術中創傷小、血運破壞少，不破壞骨折的原始血腫，對開放粉碎復雜骨折也能進行一期處理，保持骨的長度，使開放切口和骨折容易愈合；其次，縮短了手術時間、減少住院時間、避免患者長期臥床所帶來的風險，能夠早期進行功能鍛煉，減輕患者痛苦[15]；再次，Taylor 空間外固定支架形成彈性固定，早期能堅強固定骨折斷端，后期則通過調節支架去除應力遮擋，進行軸向應力刺激，并通過指導患者自身功能鍛煉，使骨折迅速愈合[16]。因此，越來越多開放骨折患者選擇 Taylor 空間外固定支架治療方案。通過長期臨床觀察，正確可靠外固定后骨痂形成早于內固定后，一般外固定后10～30 d X 線片可見骨痂形成[17]，此階段骨折相對穩定，可解除 Taylor 空間外固定支架固定，去除應力遮擋，運用患者自身小腿伸屈肌群主動收縮，產生軸向應力刺激。以后每 2 周復查，根據患者不同情況，松解支架后軸向負重 10～30 kg，適當增加軸向刺激的力度促進骨折愈合。待復查時攝 X 線片顯示有連續骨痂形成，試行模擬拆架，解除外固定后，輔助下行走至少 30 min，或不扶拐能在平地上連續步行 5～10 min，無疼痛感；且測量外固定支架軸向載荷分擔比 <10% 時拆除外固定；為防止再骨折可能，用夾板保護 2～4 周。
由于開放骨折患者損傷較嚴重，骨折端血運匱乏，骨折愈合所需時間往往較長，探討如何使用科學方法縮短骨折愈合時間，減少骨折不愈合、延遲愈合、骨不連等問題的發生，并提高臨床療效，成為近年來學者研究的重點[18]。治療骨折的最大問題，就是對骨折進行堅強固定過程中形成骨折斷端的應力遮擋，造成骨折不愈合、延遲愈合及骨不連等問題的發生，影響骨折愈合，嚴重影響患者術后生活質量。既往研究中，有學者運用應力叩擊儀對骨折端進行應力刺激，取得了一定療效[19]；有學者通過縱向生理加壓 Taylor 空間外固定支架，對骨折端進行加壓刺激，能縮短骨折愈合時間，縮短骨痂塑形期[20]。本研究運用軸向應力刺激促進骨折愈合，具有更方便、快捷，同時還能解決骨折愈合中應力遮擋問題的優勢。但 Taylor 空間外固定支架治療脛腓骨開放骨折也存在外固定架佩戴不方便，部分患者存在針道異物反應現象。我們認為掌握對骨折刺激的時機和刺激力度，是取得良好療效的關鍵。
骨折愈合是一個高度復雜的再生過程，受到諸多因素的影響，其中以應力因素為主。骨折端的動力性應變是誘導骨痂形成的條件，骨折愈合的誘導作用需要一個力學刺激和力學環境，骨折端的動力性應變能使生長因子促進成骨，促進骨痂生長和新骨形成[21]。而且，Taylor 空間外固定支架可按需進行調整形成非穩恒應力，對成骨細胞的作用較內固定形成的穩恒載荷更明顯[22]。
綜上述，脛腓骨開放骨折 經 Taylor 空間支架外固定術后定期進行軸向加壓應力刺激，能有效縮短骨折愈合時間，促進骨折愈合，縮短了患者佩戴支架的時間。
解決骨折不愈合、延遲愈合、骨不連等問題，一直骨科領域研究重點。既往文獻報道[1-3]，影響骨折愈合的最大問題是固定骨折端同時，產生了相應的應力遮擋。骨折治療早期是對骨折端進行堅強固定，治療中后期則需要解除骨折端堅強固定產生的應力遮擋，給予骨折端適當應力刺激促進骨折愈合[4-6]。Taylor 空間支架是對 Ilizarov 外固定系統的改良，兩個環之間有 6 根可伸縮的連接桿，可結合特定的計算機程序，根據計算機生成的電子處方來調節相應的連接桿，進行骨折的畸形矯正，于治療中后期行動力化固定，產生的軸向微動有利于骨折愈合[7]。本研究旨在探討 Taylor 空間支架外固定術后進行軸向應力刺激對骨折愈合的影響，脛腓骨開放骨折行 Taylor 空間支架外固定術后如何縮短患者佩戴外固定架時間。報告如下。
1 臨床資料
1.1 患者選擇標準
納入標準：① 新鮮骨折，無嚴重神經血管損傷；② 患者年齡 19～70 歲；③ 無精神疾病；④ 單純脛腓骨開放骨折，骨折 AO 分型為 42A、42B、42C 型，Gustilo 分型為Ⅰ、Ⅱ、ⅢA、ⅢB 型；⑤ 采用 Taylor 空間支架閉合復位外固定術治療。
排除標準：① 合并頭外傷、肝腎功能不全；② 不能耐受麻醉及手術；③ 病理骨折；④ 周圍血管病變。
2015 年 1 月—2016 年6月共 45 例患者符合選擇標準納入研究，根據術后是否進行軸向應力刺激分為試驗組（23 例）和對照組（22 例）。
1.2 一般資料
試驗組：男 15 例，女 8 例；年齡 19～70 歲，平均 46.9 歲。左側 13 例，右側 10 例。致傷原因：交通事故傷 9 例，重物砸傷 7 例，摔傷 7 例。骨折 AO 分型：42A 型 9 例，42B 型 12 例，42C 型 2 例；Gustilo 分型：Ⅰ型 9 例，Ⅱ型 8 例，ⅢA 型 4 例，ⅢB 型 2 例。受傷至手術時間 4～7 d，平均 5.5 d。
對照組：男 16 例，女 6 例；年齡 19～69 歲，平均 45.8 歲。左側 10 例，右側 12 例。致傷原因：交通事故傷 7 例，重物砸傷 6 例，摔傷 9 例。骨折 AO 分型：42A 型 8 例，42B 型 11 例，42C 型 3 例；Gustilo 分型：Ⅰ型 8 例，Ⅱ型 9 例，ⅢA 型 4 例，ⅢB 型 1 例。受傷至手術時間 4～7 d，平均 5.5 d。
兩組患者性別、年齡、側別、致傷原因、骨折分型及受傷至手術時間等一般資料比較，差異均無統計學意義（P>0.05），具有可比性。
1.3 治療方法及術后處理
兩組患者均于蛛網膜下腔阻滯麻醉聯合持續硬膜外麻醉下，行 Taylor 空間支架閉合復位外固定術。術后均口服蘇氏接骨膠囊（天津醫院自制）；采用相同康復治療：術后 24 h 內指導患者于無痛狀態下行功能鍛煉，若無明顯下肢深靜脈血栓形成，則鼓勵患者 48 h 內下地活動，但應避免患肢負重。術后 2 周復查，以患者疼痛耐受為度，完全負重。
所有患者術后定期門診復查 X 線片，待有連續骨痂形成后，試驗組患者解除 Taylor 空間支架關節固定，囑患者屈伸踝關節，使小腿伸屈肌群肌肉收縮，通過收縮力帶動骨折兩端運動，對骨折端產生軸向應力刺激，然后再固定 Taylor 空間支架；以后每 2 周復查，囑患者患肢負重于電子秤上，根據患者耐受疼痛程度不同，負重 10～30 kg，以此對骨折端產生軸向應力刺激。兩組均行外固定支架軸向載荷分擔比值測試，該值<10% 時拆除外固定[8]；為防止再骨折可能，改用夾板保護 2～4 周。
1.4 觀測指標
記錄并比較兩組患者骨折愈合時間、完全負重時間及拆除外固定支架拆除時間；骨折愈合后 6 個月，參照 Johner-Wruhs 脛骨干骨折治療最終效果評價標準[9]評定患肢功能。其中骨折臨床愈合標準：① 局部無壓痛及縱向叩擊痛；② 局部無異常活動；③ X 線片示骨折處有連續性骨痂，骨折線已模糊；④ 拆除外固定支架后，下肢不扶拐能在平地連續步行 3 min 且≥30 步，連續觀察 2 周骨折處不變形。
1.5 統計學方法
采用 SPSS22.0 統計軟件進行分析。計量資料以均數±標準差表示，組間比較采用獨立樣本 t 檢驗；等級資料組間比較采用秩和檢驗；檢驗水準 α=0.05。
2 結果
試驗組和對照組術后各有 2 例和 3 例發生針道異物反應，予以對癥抗過敏治療后好轉。45 例患者均獲隨訪，隨訪時間 8～12 個月，平均 10 個月。全部患者骨折均達臨床愈合，無延遲愈合、不愈合及骨髓炎等并發癥發生。見圖 1。試驗組骨折愈合時間、完全負重時間和拆除外固定支架時間均顯著短于對照組，差異均有統計學意義（P<0.05）。見表 1。拆除外固定支架 6 個月后，參照 Johner-Wruhs 脛骨干骨折治療最終效果評價標準評定患肢功能，試驗組優 13 例、良 6 例、中 3 例、差 1 例，優良率 82.6%；對照組優 5 例、良 10 例、中 4 例、差 3 例，優良率為 68.2%；兩組比較差異有統計學意義（Z=–2.146，P=0.032）。
表1
兩組患者骨折愈合時間、完全負重時間及拆除外固定支架時間比較（d，
）
Table1.
Comparison of the fracture healing time, full weight-bearing time, and external fixator removal time between 2 groups (d,
)
圖1
試驗組患者，女，36 歲，左側脛腓骨骨折正側位 X 線片
a. 術前；b. 術后 1 d；c. 術后 3 個月骨折愈合，拆除外固定支架；d. 拆除外固定支架后 3 個月
Figure1. Anteroposterior and lateral X-ray films of a 36-year-old female patient with left tibial and fibular open fracturesa. Before operation; b. At 1 day after operation; c. Removal of external fixator after fracture healing at 3 months after operation; d. At 3 months after removal of external fixator
3 討論
隨著社會發展，高能量暴力損傷造成的脛腓骨骨折患者隨之增多。脛腓骨骨折在四肢骨折中發生率最高，占全身骨折的 13.7%[10]。多數為開放骨折，傳統治療方法是切開/閉合復位鋼板內固定，但患者需長期臥床待切口愈合后才能進行手術治療，不僅增加墜積性肺炎及下肢深靜脈血栓形成風險，而且術后存在鋼板外露、感染及骨髓炎等問題[11]。同時，內固定治療在骨折愈合后期形成應力遮擋[12]，是骨折不愈合、延遲愈合的主要因素之一。以上問題嚴重影響患者后期生活質量。運用外固定方法治療脛腓骨開放骨折已得到認可，早在 1994 年 Taylor 等就改良了 Ilizarov 外固定系統，使用 6 根在接頭處能自由旋轉并可伸縮的支撐桿連接遠、近端固定環，并將這種外固定系統稱為 Taylor 空間外固定支架[13]。
近年，Taylor 空間外固定支架在治療開放骨折的臨床運用中顯示出了諸多優勢[14]。首先，術中創傷小、血運破壞少，不破壞骨折的原始血腫，對開放粉碎復雜骨折也能進行一期處理，保持骨的長度，使開放切口和骨折容易愈合；其次，縮短了手術時間、減少住院時間、避免患者長期臥床所帶來的風險，能夠早期進行功能鍛煉，減輕患者痛苦[15]；再次，Taylor 空間外固定支架形成彈性固定，早期能堅強固定骨折斷端，后期則通過調節支架去除應力遮擋，進行軸向應力刺激，并通過指導患者自身功能鍛煉，使骨折迅速愈合[16]。因此，越來越多開放骨折患者選擇 Taylor 空間外固定支架治療方案。通過長期臨床觀察，正確可靠外固定后骨痂形成早于內固定后，一般外固定后10～30 d X 線片可見骨痂形成[17]，此階段骨折相對穩定，可解除 Taylor 空間外固定支架固定，去除應力遮擋，運用患者自身小腿伸屈肌群主動收縮，產生軸向應力刺激。以后每 2 周復查，根據患者不同情況，松解支架后軸向負重 10～30 kg，適當增加軸向刺激的力度促進骨折愈合。待復查時攝 X 線片顯示有連續骨痂形成，試行模擬拆架，解除外固定后，輔助下行走至少 30 min，或不扶拐能在平地上連續步行 5～10 min，無疼痛感；且測量外固定支架軸向載荷分擔比 <10% 時拆除外固定；為防止再骨折可能，用夾板保護 2～4 周。
由于開放骨折患者損傷較嚴重，骨折端血運匱乏，骨折愈合所需時間往往較長，探討如何使用科學方法縮短骨折愈合時間，減少骨折不愈合、延遲愈合、骨不連等問題的發生，并提高臨床療效，成為近年來學者研究的重點[18]。治療骨折的最大問題，就是對骨折進行堅強固定過程中形成骨折斷端的應力遮擋，造成骨折不愈合、延遲愈合及骨不連等問題的發生，影響骨折愈合，嚴重影響患者術后生活質量。既往研究中，有學者運用應力叩擊儀對骨折端進行應力刺激，取得了一定療效[19]；有學者通過縱向生理加壓 Taylor 空間外固定支架，對骨折端進行加壓刺激，能縮短骨折愈合時間，縮短骨痂塑形期[20]。本研究運用軸向應力刺激促進骨折愈合，具有更方便、快捷，同時還能解決骨折愈合中應力遮擋問題的優勢。但 Taylor 空間外固定支架治療脛腓骨開放骨折也存在外固定架佩戴不方便，部分患者存在針道異物反應現象。我們認為掌握對骨折刺激的時機和刺激力度，是取得良好療效的關鍵。
骨折愈合是一個高度復雜的再生過程，受到諸多因素的影響，其中以應力因素為主。骨折端的動力性應變是誘導骨痂形成的條件，骨折愈合的誘導作用需要一個力學刺激和力學環境，骨折端的動力性應變能使生長因子促進成骨，促進骨痂生長和新骨形成[21]。而且，Taylor 空間外固定支架可按需進行調整形成非穩恒應力，對成骨細胞的作用較內固定形成的穩恒載荷更明顯[22]。
綜上述，脛腓骨開放骨折 經 Taylor 空間支架外固定術后定期進行軸向加壓應力刺激，能有效縮短骨折愈合時間，促進骨折愈合，縮短了患者佩戴支架的時間。
