引用本文： 張淑涵, 張敏, 邵振興, 崔國慶. 喙突移位術治療肩關節前脫位的生物力學研究進展. 中國修復重建外科雜志, 2023, 37(5): 518-525. doi: 10.7507/1002-1892.202210059 復制
肩關節是人體中最為靈活的關節，與之對應的是其穩定性相對較差，導致肩關節脫位發生率遠高于其他關節，約占全身關節脫位的45.3%[1]。其中，前脫位最為多見[1-2]。肩關節前脫位容易引起關節結構破壞、疼痛、不穩、力量減退等問題及癥狀[2]，對于普通患者可能會導致日常生活和運動能力喪失；而對于運動員，還會造成無法完成既定競技動作、訓練時長縮短等一系列問題，甚至提前結束運動生涯，極大影響運動表現[3]。若肩關節前脫位治療不當，極易復發，從而轉變為肩關節復發性前脫位。文獻報道復發率為21%～48%[4-6]，復發性前脫位將導致病程及回歸運動時程進一步延長。
肩關節前脫位治療方式主要分為保守治療與手術治療，當前尚無統一的最優治療方案[7-10]。保守治療主要適用于年齡偏大、功能需求低及關節盂骨缺損面積小的患者[11]，主要方法包括將肩關節固定于體側內旋位[12]或體側外旋位[13]制動、物理治療及肩關節周圍肌肉力量訓練[14]等。對于較為年輕（21～30歲）[5]、運動需求高[15]、關節盂存在較大骨缺損（>15%）[16-19]及復發性脫位[20]患者，更推薦手術治療，常用術式有Bankart手術[21]、Remplissage手術[22]、Bristow手術[23-26]、Latarjet手術[27-29]、Eden-Hybinette手術[30]等。其中，Bristow手術與Latarjet手術是一類將喙突尖端連同聯合腱一起移位至關節盂下方的術式[23-28，31]，二者合稱“喙突移位術（Bristow-Latarjet術）”。
自Latarjet[27]于1954年首次報道喙突移位術以來，針對該術式，研究者們已在固定方式、固定位置、固定物等多方面進行了改良，但當前仍存在螺釘相關并發癥發生率較高、骨不愈合等問題。生物力學測試作為協助評估術后關節穩定性、直觀體現不同術式術后生物力學特性的方法，對于術式改良具有重要意義。本文從生物力學角度出發，對喙突移位術相關文獻進行綜述，以期為進一步完善喙突移位術操作規范、補充肩關節前脫位治療方案、提高臨床療效提供理論基礎。
1 喙突移位術
喙突移位術通過骨塊遮擋效應、吊床效應與懸吊效應共同提高肩關節前方穩定性，防止肩關節再次脫位。因其具有術后復發率低、臨床功能恢復好等優點[32-33]，在運動人群的診治中較為多用。
1.1 喙突移位術的術后穩定機制
軟組織手術如Bankart手術是通過直接修復破損盂唇及關節囊組織，恢復肩關節正常解剖結構，從而恢復肩關節穩定性。而骨性手術則多為非解剖型修復，在喙突移位術移位骨塊過程中，移位喙突骨塊、肩胛下肌及移位聯合腱分別通過骨塊遮擋效應[34]、吊床效應[35]及懸吊效應[36]，共同提高肩關節的整體穩定性。骨塊遮擋效應是通過填補缺損的關節盂骨質，加深關節盂凹度的同時延長關節盂寬度，從而提高術后肩關節前側穩定性。吊床效應由肩胛下肌實現，因在喙突移位術后移位喙突骨塊尾端的聯合腱會壓住肩胛下肌下部，使得肩胛下肌如同吊床一般懸掛在肩關節前方，從而在肩關節進行中等范圍運動時產生保護作用。而懸吊效應主要由聯合腱實現，當肩關節外展到終末位時，聯合腱橫跨肩關節前方，起到防止肩關節脫位的作用。
1.2 兩類喙突移位術比較
研究顯示，Bristow手術與Latarjet手術中遠期臨床結果無顯著差異[37]。盡管其原理類似，但兩者細節仍存在許多差別。首先，從喙突截取體積來看，Bristow手術僅截取喙突尖端，而Latarjet手術截取的喙突體積更大，由此導致創傷更大。其次，Bristow手術所需骨塊小，只需1枚螺釘固定；而Latarjet手術則通常需要2枚螺釘固定，術后與螺釘相關并發癥的發生率也相對較高[38-42]。因此，從減小創傷、降低與螺釘相關并發癥發生率的角度來看，Bristow手術比Latarjet手術更有優勢。但另一方面，由于Bristow手術植入骨塊較小，其與關節盂接觸面積亦較小，導致術后骨愈合率（74%）普遍低于Latarjet手術（91%）[43]。另外，生物力學研究表明，在關節盂無骨缺損時，Bristow手術與Latarjet手術對于恢復肩關節的穩定作用相當；但當關節盂骨缺損>15%時，Bristow手術后肩關節穩定性則顯著低于Latarjet手術[44]。這也是當前臨床醫生較少選擇Bristow手術的主要原因。
2 喙突移位術的生物力學研究
2.1 骨塊固定方式
Latarjet術中全等弧方法（Congruent-Arc）放置骨塊[45]是指在傳統截取喙突骨塊的基礎上，將喙突骨塊進行90° 翻轉，將喙突內側面貼于肩胛骨上，使其下表面與關節盂處于同一平面上。研究表明，采用全等弧方法放置骨塊能更好地重建關節盂前緣，使其與正常關節盂在形態上更為相似[46]，在肩關節硬度及關節活動范圍方面與傳統方法無顯著差異[45]。
在傳統Bristow手術基礎上，也有許多學者進行了改良， Lin等[25]及Shao等[26]報道了一類嵌入式Bristow手術（Cuistow手術），在喙突骨塊和關節盂接觸面上通過特制器械，制造了中國傳統建筑中的榫卯結構，其2年以上臨床隨訪結果顯示，患者遠期骨愈合率（>96%）顯著優于傳統術式（74%）[24]，分析與生物力學因素中固定系統穩定性增加、骨塊旋轉減少相關。除此以外，也有學者報道了一類不轉移喙突骨塊、只將聯合腱轉移至關節盂前方的手術方法[47]，生物力學試驗結果表明，在僅存在軟組織損傷的情況下，單純聯合腱轉移術在重塑肩關節穩定性方面與傳統Bristow手術無顯著差異。
除以上骨塊放置細節外，也有相關研究關注選用剛性固定或彈性固定、以及是否使用帶線錨釘加強固定等固定物相關問題。Deng等[48]報道了一類使用雙皮質紐扣配合縫線錨釘固定的改良Latarjet手術方式（LUtarjet手術），在術后平均8個月隨訪中，患者功能評分較術前顯著提升，骨塊愈合良好。盡管在多項臨床研究中，使用彈性固定在術后早期具有極高的骨愈合率[49]，長期骨塑形結果也非常理想[26，50]，但有生物力學試驗得出相反結論。Williams等[51]對比Latarjet手術中使用彈性固定（皮質紐扣）與雙皮質螺釘的最大循環次數及失效應力，結果表明在骨塊經受直接作用力時，皮質紐扣無法抵抗更大的骨塊移位，在突然經受外力時骨塊移位風險可能會升高，因此臨床中使用彈性固定方法時應更加謹慎，有必要聯合其他輔助方法共同維持肩關節術后穩定。但也有其他研究者提出不同見解，梁達強等[52]在類似條件下對比螺釘固定與紐扣固定的固定強度后認為，盡管皮質紐扣未能達到金屬螺釘的堅強固定穩定性，但已能滿足臨床要求，應更注重其實際臨床表現。
Schmiddem等[53]的研究表明，雙皮質螺釘固定強度遠高于單皮質螺釘。Weppe等[54]在10具尸體骨標本中進行生物力學試驗，發現使用2枚雙皮質金屬螺釘的固定強度高于使用1枚可吸收界面螺釘。Alvi等[55]通過使用人肩胛骨標本進行體外測試，認為在Latarjet手術中，使用3.5 mm皮質螺釘和4.0 mm空心釘在系統失效能量及最大循環次數上無顯著差異，臨床醫師在選擇時僅需考慮個人習慣。Saleky等[56]的研究表明，在Latarjet手術中使用縫線錨釘的固定強度與傳統螺釘固定無顯著差異，縫線錨釘可作為臨床中可被替選的固定物。
Huish等[57]對8篇Latarjet手術相關生物力學試驗進行了系統性綜述，結果表明在抵抗剪切力方面，螺釘固定的最大失效載荷比皮質紐扣固定高396.8 N ［95%CI（149.8 N，643.7 N）；P=0.002］；在抵抗拉力方面，不同固定物的最大失效載荷無顯著差異。此外，抗拉伸強度受鉆頭直徑影響較大，直徑每增加1 mm，平均極限破壞載荷會減少127.4 N［95%CI（41.2 N，213.6 N）；P=0.004］。因此，他們認為在Latarjet手術中，使用螺釘固定及最小化鉆頭直徑可獲得針對抵抗剪切力和拉力的最大極限破壞負荷。
綜上，當前在喙突移位術的骨塊固定方式、固定物選擇及固定形式等方面已有多種改良術式。固定物方面，若采用傳統螺釘固定，則應選擇雙皮質螺釘固定方式，螺釘材料等細節對生物力學特征影響較小，可根據術者習慣自由選擇；皮質紐扣固定作為一種新型固定方式，從單純生物力學表現上略差于螺釘，但臨床隨訪結果暫無顯著差異，且遠期骨吸收與重塑方面皮質紐扣表現優異。以上結果均需高等級證據臨床研究以及更加深入的生物力學研究來進一步證實。
2.2 骨塊固定位置
喙突移位術中，移位骨塊在關節盂前方的固定位置可從冠狀面和斜矢狀面兩個層面上分別進行描述。冠狀面上，依據骨塊外緣與關節盂面的相對位置關系，可將骨塊位置分為相對關節盂突出、與關節盂齊平及相對關節盂向內[31，40，58-59]（圖1）。而在斜矢狀面上，又可根據以盂上結節及盂下結節連線為直徑的圓的鐘點數，以骨塊與關節盂接觸的中心點為參考點，以右肩為例，將骨塊固定在3點、4點或5點位置上；當在左肩進行判斷時，則對應為9點、8點或7點[59]；而以3點鐘為界限，也可分為赤道線以上、赤道線上或赤道線以下（圖2）。
圖1
以關節盂邊緣為標準確定的移位骨塊位置
a. 突出；b. 齊平；c. 向內
Figure1. Position of transferred bone block as determined by the edge of glenoida. Proud; b. Flush; c. Medial
圖2
斜矢狀位上以點鐘位方式確定的移位骨塊位置
a. 無骨缺損的關節盂；b. 前側缺損13.5%的關節盂
Figure2. Position of transferred bone block on oblique sagittal plane as determined by clock position methoda. The intact glenoid; b. Glenoid with a 13.5% anterior defect
在臨床實踐中，研究者們通過總結骨塊位置與術后臨床評分及復發率等結果的相關關系，普遍認為冠狀面上當采用齊平關節面的方式放置骨塊時，術后發生骨關節炎及復發性脫位的概率更低，骨塊相對關節盂突出會增加術后發生骨關節炎的風險，骨塊過于向內則會顯著降低穩定性，致使術后肩關節發生復發性脫位概率增加[31，40]。斜矢狀面上，通常認為骨塊不應高于赤道線，應置于赤道線上或略低于此[31，60]。
在冠狀面上，Ghodadra等[61]進行體外生物力學測試，對比將移位喙突或髂骨骨塊固定在突出、齊平及向內3類位置時，施加440 N壓縮載荷后，盂肱關節前上、前下、后上、后下4個象限內接觸面積及接觸壓力的大小。結果表明，以齊平關節盂方式固定骨塊后的標本在關節面壓力方面表現最優，當骨塊相對關節盂突出時，不僅會增加關節盂前下象限內的峰值壓力，還會使關節接觸壓力點轉移到后上象限，從而有可能增加術后骨關節炎發生率。但該研究也存在一定不足，即在制造骨缺損時仍將缺損定位于關節盂前下方，即4點～5點方向，而Saito等[62]通過對復發性前脫位患者的三維影像進行測量，證實關節盂骨缺損主要存在于關節盂前方即3點方向，與關節上下徑平行。因此，Ghodadra等[61]的研究中缺損方向設置錯誤，可能會對其象限的具體分析帶來干擾。
而在斜矢狀面上，當前僅有2篇文獻報道將骨塊置于不同點鐘位時的生物力學結果，但這2篇文獻在試驗設計及結果解讀方面各存在一定缺陷。Willemot等[58]于2013年發表了相關研究結果，他們對8具新鮮冷凍肩關節標本進行單向穩定性測試，對比將骨塊置于關節盂不同位置時，肱骨頭最內緣與關節盂最外緣觸碰所需最大平移力（peak transla-tional force，PF）及脫位所需能量（the energy to dislocate，ETD）。結果顯示，當關節盂脫位方向為前向脫位，即3點鐘方向時，將骨塊置于3點鐘位（50%骨塊位于赤道線以下）所需PF及ETD最高，即此時穩定性最高；而當脫位方向為4點鐘方向時，將骨塊置于4點鐘位所需PF及ETD最高。因此，他們認為在骨性手術中，當骨塊置于肩關節脫位方向，即觀察到的盂唇及關節囊破裂位置上時，術后肩關節穩定性恢復最好。但該研究是采用髂骨骨塊進行的模擬研究，只能體現移位骨塊后的肩關節生物力學表現，其生物力學性能與同時移位聯合腱的喙突移位術存在差異。另一方面，該研究直接將骨塊移位至無骨缺損的完整關節盂上，這也與臨床上骨性手術多用于存在關節盂骨缺損患者存在一定差距。Nourissat等[59]隨后針對喙突移位術進行了類似研究，他們截取帶聯合腱的2.5 cm×1.0 cm×1.0 cm大小喙突骨塊，將其以橫躺位（模擬Latarjet手術操作方式）或站立位（模擬Bristow手術操作方式）將骨塊固定于關節盂前方3點、4點及5點鐘位，對比在對肱骨頭施加前向或前下方向作用力時肱骨的前向位移。結果表明，當骨塊以橫躺位方式放置在4點及5點鐘位，在承受來自同樣方向載荷時，肱骨頭向前及向下的位移均小于以站立位方式放置骨塊，其中在4點鐘位結果差異最明顯，因此推薦將骨塊以橫躺位方式固定在4點鐘位。該研究的不足之處首先在于其進行的站立位方式操作與臨床實際不符，研究將截取喙突骨塊長度統一為25 mm，而這與臨床Bristow手術實際操作中骨塊長度不超過15 mm差距較大，由此會導致術后聯合腱起到的懸吊作用差異大，使其與站立位相關試驗數據存在較大誤差。其次，該研究中針對同一固定方式下不同固定位置、同一固定位置下不同固定方式之間的數據結果都僅有數值差異，并無顯著統計學意義，因此以Latarjet手術方式將骨塊固定在4點位時穩定性最高的結論并不完全可靠。
綜上，喙突移位術在手術過程中應將骨塊固定在關節盂及關節囊出現缺損的方向（約4點鐘位）上，且在矢狀位上骨塊邊緣應與關節盂齊平，此時肩關節整體生物力學效能最佳。
2.3 喙突移位術后對肩關節及移位骨塊的生物力學影響
喙突移位術后并發癥發生率約為30%，其中與喙突骨塊相關的并發癥較為常見[42]，主要包括骨不愈合、骨吸收及骨塊骨折，發生率分別為9.4%、3.2%及1.5%[39]。而骨不愈合及骨吸收與術后固定失效高度相關[63]，可能導致術后肩關節疼痛、運動能力降低，乃至發生再脫位。骨吸收的嚴重程度可通過術后CT進行評估，以固定物的暴露程度區分，通常可分為0～Ⅲ級[64]。Di Giacomo等[65]及Haeni等[66]通過對Latarjet術后患者CT進行定量分析，發現發生骨吸收的主要部位為骨塊上部（近端），其體積在術后6周～6個月顯著減小，其中喙突表面（身體前側）吸收更多。
既往觀點認為，術后骨塊發生骨不愈合或骨吸收主要是由生物學因素或力學因素導致，局部血運較少或應力遮蔽是出現該現象的主要原因[66]。有學者認為Latarjet術后骨塊及關節盂會發生骨重塑，最終重塑為與損傷前關節盂相似的形態，即正梨形[67]。生物學方面，Deng等[68]通過對大體標本進行血管灌注及Micro-CT掃描觀察，發現喙突自身血供豐富，但傳統Latarjet手術操作勢必會切斷移位喙突骨塊的原有血供。而力學方面，研究者們多采用有限元模擬分析的方式進行局部應力探究。根據Wolff定律，骨組織的生長會受到力學刺激影響而改變其結構。當應力增大時，成骨細胞活躍、引起骨質增生；而當應力下降時，破骨細胞再吸收加強，骨組織量下降。一方面，喙突移位術后，肩關節在活動過程中，受力少的上部骨塊會因此吸收更明顯[67]；另一方面，因為固定骨塊的螺釘剛度高于移位的喙突骨塊，當其共同承載外力時，骨塊承載的應力會小于正常應力，由此導致部分區域出現骨吸收，即出現應力遮擋。有研究使用有限元方法對Latarjet術后移位骨塊進行應力分析[69-70]，結果顯示Latarjet術后近端內側喙突骨塊受應力遮擋效應影響最顯著[69]，因此這部分出現骨不愈合及骨吸收的風險最大。Alp等[70]對比了3種Latarjet手術骨塊固定方式的力學表現，發現使用楔形板作為固定物會導致局部應力過高，可能不利于后續骨愈合過程。此外，Di Giacomo等[71]通過對比兩組患者術后1年以上CT發現，術前關節盂骨缺損>15%的患者術后發生骨吸收的比例顯著低于術前骨缺損<15%的患者，他們猜測是因這兩類患者術后肱骨頭給骨塊的機械壓力存在差別，由此導致骨吸收情況存在差異。
綜上，既往研究在骨性手術后骨塊發生骨吸收的生物學和力學方面均進行了一定探索。結果表明，Latarjet術后原有血供被切斷，骨吸收最常發生的部位為骨塊近端內側，該部位發生的骨吸收可能與固定螺釘導致的應力遮蔽相關，也與術前關節盂是否存在巨大骨缺損相關。
3 總結與展望
現有研究結果表明，進行喙突移位術時，應注意將骨塊邊緣與關節盂平齊，將其在矢狀面上固定于關節囊發生破損的方向。若采用傳統螺釘固定，則應采用雙皮質螺釘固定方式，而螺釘材料等細節對生物力學特征影響較小；皮質紐扣固定作為一種新型固定方式，從單純生物力學表現上略差于螺釘，但二者臨床隨訪結果暫無顯著差異，且皮質紐扣的遠期骨重塑效果較好。術后喙突骨塊最常發生骨吸收的部位為骨塊近端內側，該部位發生骨吸收的原因可能與固定物導致的應力遮蔽有關。但以上結論均需進一步證實。
但當前各類實驗也存在測量方式繁多、測量標準不統一等問題，從而導致難以在不同生物力學文獻中進行橫向對比。此外，盡管當前研究者已通過懸吊重物等方式在肩關節測試機中模擬肩袖肌群及其他肌肉的加載，但這類方法依舊是建立在假設的基礎上，并不能完全模擬實際狀態下肌肉的加載狀況，可能導致實驗結果無法完全符合人體內真實狀態，而這需要通過與工程類研究者共同開發植入式動態監測設備來解決。
綜上述，現有文獻已對喙突移位術骨塊固定方式、固定位置及術后影響等方面進行了生物力學研究，但也存在測試指標不統一、無法橫向對比等問題。針對臨床中尚未探明的不同損傷程度下最優治療方案、術后骨愈合及骨重塑的影響因素、術后骨關節面壓力等問題，仍需通過高質量生物力學研究進一步明確，有限元模擬分析及植入式動態監測方法是未來的研究方向。
利益沖突 在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突；課題經費支持沒有影響文章觀點
作者貢獻聲明 張淑涵：查閱文獻、資料收集和文章撰寫；張敏、邵振興：對文章修改提出建設性意見；崔國慶：參與觀點形成并負責審閱文章
肩關節是人體中最為靈活的關節，與之對應的是其穩定性相對較差，導致肩關節脫位發生率遠高于其他關節，約占全身關節脫位的45.3%[1]。其中，前脫位最為多見[1-2]。肩關節前脫位容易引起關節結構破壞、疼痛、不穩、力量減退等問題及癥狀[2]，對于普通患者可能會導致日常生活和運動能力喪失；而對于運動員，還會造成無法完成既定競技動作、訓練時長縮短等一系列問題，甚至提前結束運動生涯，極大影響運動表現[3]。若肩關節前脫位治療不當，極易復發，從而轉變為肩關節復發性前脫位。文獻報道復發率為21%～48%[4-6]，復發性前脫位將導致病程及回歸運動時程進一步延長。
肩關節前脫位治療方式主要分為保守治療與手術治療，當前尚無統一的最優治療方案[7-10]。保守治療主要適用于年齡偏大、功能需求低及關節盂骨缺損面積小的患者[11]，主要方法包括將肩關節固定于體側內旋位[12]或體側外旋位[13]制動、物理治療及肩關節周圍肌肉力量訓練[14]等。對于較為年輕（21～30歲）[5]、運動需求高[15]、關節盂存在較大骨缺損（>15%）[16-19]及復發性脫位[20]患者，更推薦手術治療，常用術式有Bankart手術[21]、Remplissage手術[22]、Bristow手術[23-26]、Latarjet手術[27-29]、Eden-Hybinette手術[30]等。其中，Bristow手術與Latarjet手術是一類將喙突尖端連同聯合腱一起移位至關節盂下方的術式[23-28，31]，二者合稱“喙突移位術（Bristow-Latarjet術）”。
自Latarjet[27]于1954年首次報道喙突移位術以來，針對該術式，研究者們已在固定方式、固定位置、固定物等多方面進行了改良，但當前仍存在螺釘相關并發癥發生率較高、骨不愈合等問題。生物力學測試作為協助評估術后關節穩定性、直觀體現不同術式術后生物力學特性的方法，對于術式改良具有重要意義。本文從生物力學角度出發，對喙突移位術相關文獻進行綜述，以期為進一步完善喙突移位術操作規范、補充肩關節前脫位治療方案、提高臨床療效提供理論基礎。
1 喙突移位術
喙突移位術通過骨塊遮擋效應、吊床效應與懸吊效應共同提高肩關節前方穩定性，防止肩關節再次脫位。因其具有術后復發率低、臨床功能恢復好等優點[32-33]，在運動人群的診治中較為多用。
1.1 喙突移位術的術后穩定機制
軟組織手術如Bankart手術是通過直接修復破損盂唇及關節囊組織，恢復肩關節正常解剖結構，從而恢復肩關節穩定性。而骨性手術則多為非解剖型修復，在喙突移位術移位骨塊過程中，移位喙突骨塊、肩胛下肌及移位聯合腱分別通過骨塊遮擋效應[34]、吊床效應[35]及懸吊效應[36]，共同提高肩關節的整體穩定性。骨塊遮擋效應是通過填補缺損的關節盂骨質，加深關節盂凹度的同時延長關節盂寬度，從而提高術后肩關節前側穩定性。吊床效應由肩胛下肌實現，因在喙突移位術后移位喙突骨塊尾端的聯合腱會壓住肩胛下肌下部，使得肩胛下肌如同吊床一般懸掛在肩關節前方，從而在肩關節進行中等范圍運動時產生保護作用。而懸吊效應主要由聯合腱實現，當肩關節外展到終末位時，聯合腱橫跨肩關節前方，起到防止肩關節脫位的作用。
1.2 兩類喙突移位術比較
研究顯示，Bristow手術與Latarjet手術中遠期臨床結果無顯著差異[37]。盡管其原理類似，但兩者細節仍存在許多差別。首先，從喙突截取體積來看，Bristow手術僅截取喙突尖端，而Latarjet手術截取的喙突體積更大，由此導致創傷更大。其次，Bristow手術所需骨塊小，只需1枚螺釘固定；而Latarjet手術則通常需要2枚螺釘固定，術后與螺釘相關并發癥的發生率也相對較高[38-42]。因此，從減小創傷、降低與螺釘相關并發癥發生率的角度來看，Bristow手術比Latarjet手術更有優勢。但另一方面，由于Bristow手術植入骨塊較小，其與關節盂接觸面積亦較小，導致術后骨愈合率（74%）普遍低于Latarjet手術（91%）[43]。另外，生物力學研究表明，在關節盂無骨缺損時，Bristow手術與Latarjet手術對于恢復肩關節的穩定作用相當；但當關節盂骨缺損>15%時，Bristow手術后肩關節穩定性則顯著低于Latarjet手術[44]。這也是當前臨床醫生較少選擇Bristow手術的主要原因。
2 喙突移位術的生物力學研究
2.1 骨塊固定方式
Latarjet術中全等弧方法（Congruent-Arc）放置骨塊[45]是指在傳統截取喙突骨塊的基礎上，將喙突骨塊進行90° 翻轉，將喙突內側面貼于肩胛骨上，使其下表面與關節盂處于同一平面上。研究表明，采用全等弧方法放置骨塊能更好地重建關節盂前緣，使其與正常關節盂在形態上更為相似[46]，在肩關節硬度及關節活動范圍方面與傳統方法無顯著差異[45]。
在傳統Bristow手術基礎上，也有許多學者進行了改良， Lin等[25]及Shao等[26]報道了一類嵌入式Bristow手術（Cuistow手術），在喙突骨塊和關節盂接觸面上通過特制器械，制造了中國傳統建筑中的榫卯結構，其2年以上臨床隨訪結果顯示，患者遠期骨愈合率（>96%）顯著優于傳統術式（74%）[24]，分析與生物力學因素中固定系統穩定性增加、骨塊旋轉減少相關。除此以外，也有學者報道了一類不轉移喙突骨塊、只將聯合腱轉移至關節盂前方的手術方法[47]，生物力學試驗結果表明，在僅存在軟組織損傷的情況下，單純聯合腱轉移術在重塑肩關節穩定性方面與傳統Bristow手術無顯著差異。
除以上骨塊放置細節外，也有相關研究關注選用剛性固定或彈性固定、以及是否使用帶線錨釘加強固定等固定物相關問題。Deng等[48]報道了一類使用雙皮質紐扣配合縫線錨釘固定的改良Latarjet手術方式（LUtarjet手術），在術后平均8個月隨訪中，患者功能評分較術前顯著提升，骨塊愈合良好。盡管在多項臨床研究中，使用彈性固定在術后早期具有極高的骨愈合率[49]，長期骨塑形結果也非常理想[26，50]，但有生物力學試驗得出相反結論。Williams等[51]對比Latarjet手術中使用彈性固定（皮質紐扣）與雙皮質螺釘的最大循環次數及失效應力，結果表明在骨塊經受直接作用力時，皮質紐扣無法抵抗更大的骨塊移位，在突然經受外力時骨塊移位風險可能會升高，因此臨床中使用彈性固定方法時應更加謹慎，有必要聯合其他輔助方法共同維持肩關節術后穩定。但也有其他研究者提出不同見解，梁達強等[52]在類似條件下對比螺釘固定與紐扣固定的固定強度后認為，盡管皮質紐扣未能達到金屬螺釘的堅強固定穩定性，但已能滿足臨床要求，應更注重其實際臨床表現。
Schmiddem等[53]的研究表明，雙皮質螺釘固定強度遠高于單皮質螺釘。Weppe等[54]在10具尸體骨標本中進行生物力學試驗，發現使用2枚雙皮質金屬螺釘的固定強度高于使用1枚可吸收界面螺釘。Alvi等[55]通過使用人肩胛骨標本進行體外測試，認為在Latarjet手術中，使用3.5 mm皮質螺釘和4.0 mm空心釘在系統失效能量及最大循環次數上無顯著差異，臨床醫師在選擇時僅需考慮個人習慣。Saleky等[56]的研究表明，在Latarjet手術中使用縫線錨釘的固定強度與傳統螺釘固定無顯著差異，縫線錨釘可作為臨床中可被替選的固定物。
Huish等[57]對8篇Latarjet手術相關生物力學試驗進行了系統性綜述，結果表明在抵抗剪切力方面，螺釘固定的最大失效載荷比皮質紐扣固定高396.8 N ［95%CI（149.8 N，643.7 N）；P=0.002］；在抵抗拉力方面，不同固定物的最大失效載荷無顯著差異。此外，抗拉伸強度受鉆頭直徑影響較大，直徑每增加1 mm，平均極限破壞載荷會減少127.4 N［95%CI（41.2 N，213.6 N）；P=0.004］。因此，他們認為在Latarjet手術中，使用螺釘固定及最小化鉆頭直徑可獲得針對抵抗剪切力和拉力的最大極限破壞負荷。
綜上，當前在喙突移位術的骨塊固定方式、固定物選擇及固定形式等方面已有多種改良術式。固定物方面，若采用傳統螺釘固定，則應選擇雙皮質螺釘固定方式，螺釘材料等細節對生物力學特征影響較小，可根據術者習慣自由選擇；皮質紐扣固定作為一種新型固定方式，從單純生物力學表現上略差于螺釘，但臨床隨訪結果暫無顯著差異，且遠期骨吸收與重塑方面皮質紐扣表現優異。以上結果均需高等級證據臨床研究以及更加深入的生物力學研究來進一步證實。
2.2 骨塊固定位置
喙突移位術中，移位骨塊在關節盂前方的固定位置可從冠狀面和斜矢狀面兩個層面上分別進行描述。冠狀面上，依據骨塊外緣與關節盂面的相對位置關系，可將骨塊位置分為相對關節盂突出、與關節盂齊平及相對關節盂向內[31，40，58-59]（圖1）。而在斜矢狀面上，又可根據以盂上結節及盂下結節連線為直徑的圓的鐘點數，以骨塊與關節盂接觸的中心點為參考點，以右肩為例，將骨塊固定在3點、4點或5點位置上；當在左肩進行判斷時，則對應為9點、8點或7點[59]；而以3點鐘為界限，也可分為赤道線以上、赤道線上或赤道線以下（圖2）。
圖1
以關節盂邊緣為標準確定的移位骨塊位置
a. 突出；b. 齊平；c. 向內
Figure1. Position of transferred bone block as determined by the edge of glenoida. Proud; b. Flush; c. Medial
圖2
斜矢狀位上以點鐘位方式確定的移位骨塊位置
a. 無骨缺損的關節盂；b. 前側缺損13.5%的關節盂
Figure2. Position of transferred bone block on oblique sagittal plane as determined by clock position methoda. The intact glenoid; b. Glenoid with a 13.5% anterior defect
在臨床實踐中，研究者們通過總結骨塊位置與術后臨床評分及復發率等結果的相關關系，普遍認為冠狀面上當采用齊平關節面的方式放置骨塊時，術后發生骨關節炎及復發性脫位的概率更低，骨塊相對關節盂突出會增加術后發生骨關節炎的風險，骨塊過于向內則會顯著降低穩定性，致使術后肩關節發生復發性脫位概率增加[31，40]。斜矢狀面上，通常認為骨塊不應高于赤道線，應置于赤道線上或略低于此[31，60]。
在冠狀面上，Ghodadra等[61]進行體外生物力學測試，對比將移位喙突或髂骨骨塊固定在突出、齊平及向內3類位置時，施加440 N壓縮載荷后，盂肱關節前上、前下、后上、后下4個象限內接觸面積及接觸壓力的大小。結果表明，以齊平關節盂方式固定骨塊后的標本在關節面壓力方面表現最優，當骨塊相對關節盂突出時，不僅會增加關節盂前下象限內的峰值壓力，還會使關節接觸壓力點轉移到后上象限，從而有可能增加術后骨關節炎發生率。但該研究也存在一定不足，即在制造骨缺損時仍將缺損定位于關節盂前下方，即4點～5點方向，而Saito等[62]通過對復發性前脫位患者的三維影像進行測量，證實關節盂骨缺損主要存在于關節盂前方即3點方向，與關節上下徑平行。因此，Ghodadra等[61]的研究中缺損方向設置錯誤，可能會對其象限的具體分析帶來干擾。
而在斜矢狀面上，當前僅有2篇文獻報道將骨塊置于不同點鐘位時的生物力學結果，但這2篇文獻在試驗設計及結果解讀方面各存在一定缺陷。Willemot等[58]于2013年發表了相關研究結果，他們對8具新鮮冷凍肩關節標本進行單向穩定性測試，對比將骨塊置于關節盂不同位置時，肱骨頭最內緣與關節盂最外緣觸碰所需最大平移力（peak transla-tional force，PF）及脫位所需能量（the energy to dislocate，ETD）。結果顯示，當關節盂脫位方向為前向脫位，即3點鐘方向時，將骨塊置于3點鐘位（50%骨塊位于赤道線以下）所需PF及ETD最高，即此時穩定性最高；而當脫位方向為4點鐘方向時，將骨塊置于4點鐘位所需PF及ETD最高。因此，他們認為在骨性手術中，當骨塊置于肩關節脫位方向，即觀察到的盂唇及關節囊破裂位置上時，術后肩關節穩定性恢復最好。但該研究是采用髂骨骨塊進行的模擬研究，只能體現移位骨塊后的肩關節生物力學表現，其生物力學性能與同時移位聯合腱的喙突移位術存在差異。另一方面，該研究直接將骨塊移位至無骨缺損的完整關節盂上，這也與臨床上骨性手術多用于存在關節盂骨缺損患者存在一定差距。Nourissat等[59]隨后針對喙突移位術進行了類似研究，他們截取帶聯合腱的2.5 cm×1.0 cm×1.0 cm大小喙突骨塊，將其以橫躺位（模擬Latarjet手術操作方式）或站立位（模擬Bristow手術操作方式）將骨塊固定于關節盂前方3點、4點及5點鐘位，對比在對肱骨頭施加前向或前下方向作用力時肱骨的前向位移。結果表明，當骨塊以橫躺位方式放置在4點及5點鐘位，在承受來自同樣方向載荷時，肱骨頭向前及向下的位移均小于以站立位方式放置骨塊，其中在4點鐘位結果差異最明顯，因此推薦將骨塊以橫躺位方式固定在4點鐘位。該研究的不足之處首先在于其進行的站立位方式操作與臨床實際不符，研究將截取喙突骨塊長度統一為25 mm，而這與臨床Bristow手術實際操作中骨塊長度不超過15 mm差距較大，由此會導致術后聯合腱起到的懸吊作用差異大，使其與站立位相關試驗數據存在較大誤差。其次，該研究中針對同一固定方式下不同固定位置、同一固定位置下不同固定方式之間的數據結果都僅有數值差異，并無顯著統計學意義，因此以Latarjet手術方式將骨塊固定在4點位時穩定性最高的結論并不完全可靠。
綜上，喙突移位術在手術過程中應將骨塊固定在關節盂及關節囊出現缺損的方向（約4點鐘位）上，且在矢狀位上骨塊邊緣應與關節盂齊平，此時肩關節整體生物力學效能最佳。
2.3 喙突移位術后對肩關節及移位骨塊的生物力學影響
喙突移位術后并發癥發生率約為30%，其中與喙突骨塊相關的并發癥較為常見[42]，主要包括骨不愈合、骨吸收及骨塊骨折，發生率分別為9.4%、3.2%及1.5%[39]。而骨不愈合及骨吸收與術后固定失效高度相關[63]，可能導致術后肩關節疼痛、運動能力降低，乃至發生再脫位。骨吸收的嚴重程度可通過術后CT進行評估，以固定物的暴露程度區分，通常可分為0～Ⅲ級[64]。Di Giacomo等[65]及Haeni等[66]通過對Latarjet術后患者CT進行定量分析，發現發生骨吸收的主要部位為骨塊上部（近端），其體積在術后6周～6個月顯著減小，其中喙突表面（身體前側）吸收更多。
既往觀點認為，術后骨塊發生骨不愈合或骨吸收主要是由生物學因素或力學因素導致，局部血運較少或應力遮蔽是出現該現象的主要原因[66]。有學者認為Latarjet術后骨塊及關節盂會發生骨重塑，最終重塑為與損傷前關節盂相似的形態，即正梨形[67]。生物學方面，Deng等[68]通過對大體標本進行血管灌注及Micro-CT掃描觀察，發現喙突自身血供豐富，但傳統Latarjet手術操作勢必會切斷移位喙突骨塊的原有血供。而力學方面，研究者們多采用有限元模擬分析的方式進行局部應力探究。根據Wolff定律，骨組織的生長會受到力學刺激影響而改變其結構。當應力增大時，成骨細胞活躍、引起骨質增生；而當應力下降時，破骨細胞再吸收加強，骨組織量下降。一方面，喙突移位術后，肩關節在活動過程中，受力少的上部骨塊會因此吸收更明顯[67]；另一方面，因為固定骨塊的螺釘剛度高于移位的喙突骨塊，當其共同承載外力時，骨塊承載的應力會小于正常應力，由此導致部分區域出現骨吸收，即出現應力遮擋。有研究使用有限元方法對Latarjet術后移位骨塊進行應力分析[69-70]，結果顯示Latarjet術后近端內側喙突骨塊受應力遮擋效應影響最顯著[69]，因此這部分出現骨不愈合及骨吸收的風險最大。Alp等[70]對比了3種Latarjet手術骨塊固定方式的力學表現，發現使用楔形板作為固定物會導致局部應力過高，可能不利于后續骨愈合過程。此外，Di Giacomo等[71]通過對比兩組患者術后1年以上CT發現，術前關節盂骨缺損>15%的患者術后發生骨吸收的比例顯著低于術前骨缺損<15%的患者，他們猜測是因這兩類患者術后肱骨頭給骨塊的機械壓力存在差別，由此導致骨吸收情況存在差異。
綜上，既往研究在骨性手術后骨塊發生骨吸收的生物學和力學方面均進行了一定探索。結果表明，Latarjet術后原有血供被切斷，骨吸收最常發生的部位為骨塊近端內側，該部位發生的骨吸收可能與固定螺釘導致的應力遮蔽相關，也與術前關節盂是否存在巨大骨缺損相關。
3 總結與展望
現有研究結果表明，進行喙突移位術時，應注意將骨塊邊緣與關節盂平齊，將其在矢狀面上固定于關節囊發生破損的方向。若采用傳統螺釘固定，則應采用雙皮質螺釘固定方式，而螺釘材料等細節對生物力學特征影響較小；皮質紐扣固定作為一種新型固定方式，從單純生物力學表現上略差于螺釘，但二者臨床隨訪結果暫無顯著差異，且皮質紐扣的遠期骨重塑效果較好。術后喙突骨塊最常發生骨吸收的部位為骨塊近端內側，該部位發生骨吸收的原因可能與固定物導致的應力遮蔽有關。但以上結論均需進一步證實。
但當前各類實驗也存在測量方式繁多、測量標準不統一等問題，從而導致難以在不同生物力學文獻中進行橫向對比。此外，盡管當前研究者已通過懸吊重物等方式在肩關節測試機中模擬肩袖肌群及其他肌肉的加載，但這類方法依舊是建立在假設的基礎上，并不能完全模擬實際狀態下肌肉的加載狀況，可能導致實驗結果無法完全符合人體內真實狀態，而這需要通過與工程類研究者共同開發植入式動態監測設備來解決。
綜上述，現有文獻已對喙突移位術骨塊固定方式、固定位置及術后影響等方面進行了生物力學研究，但也存在測試指標不統一、無法橫向對比等問題。針對臨床中尚未探明的不同損傷程度下最優治療方案、術后骨愈合及骨重塑的影響因素、術后骨關節面壓力等問題，仍需通過高質量生物力學研究進一步明確，有限元模擬分析及植入式動態監測方法是未來的研究方向。
利益沖突 在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突；課題經費支持沒有影響文章觀點
作者貢獻聲明 張淑涵：查閱文獻、資料收集和文章撰寫；張敏、邵振興：對文章修改提出建設性意見；崔國慶：參與觀點形成并負責審閱文章
