韧带的生物力学特性范文
时间：2023-11-24 18:01:02
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篇1
月骨居近侧列腕骨中线,在腕不稳定中起着非常重要的作用。与月骨相连韧带是维系月骨及相邻腕骨间正常解剖关系的重要结构。其韧带损伤后引起的月骨及相邻腕骨不稳定正逐渐被人们认识并受到重视,目前特别是舟月不稳定的治疗,为手外科医师所感兴趣[1,2]。为了手外科学的发展需要,对与月骨相连韧带进行了生物力学特性的测定。
1 材料与方法
1.1 材料 成人新鲜腕关节标本14侧,右侧 7例,左侧7 例,供体年龄 18～40 岁,身高160～180 cm,双侧腕关节均未受外伤,经X 线检查证实标本无骨性异常。 标本冷冻保存,使用前充分解冻至关节、软组织柔软。
1.2 解剖观察与生物力学测定 切开 14 个标本腕关节囊,观察舟月骨间韧带、 月三角骨间韧带、 桡月韧带 、 尺月韧带和桡舟月韧带的形态、结构。然后进行生物力学测定,首先对桡月韧带、尺月韧带和桡舟月韧带的远侧端月骨附着处不做处理, 近侧端桡尺骨相应部位锯断,保证韧带的起止点完整。再对舟月骨间韧带掌侧部、舟月骨间韧带背侧部和月三角骨间韧带进行处理和测量。对所测韧带的远、近端附着骨用3.5 mm骨钻分别钻1骨孔,然后插入1根3.5 mm粗的斯氏针;放在SWD10型材料试验机上以5 mm/min的定速率拉伸至韧带断裂,并测定断裂时韧带承受的最大断裂强度和刚度。
2 结果
2.1 韧带的解剖学观察 舟月骨间韧带和月三角骨间韧带呈“C”形,半环形分布于舟、月骨和月、三角骨的掌、背侧以及近侧,分为掌侧部、近侧部和背侧部。其中背侧部分较厚实、坚韧,以致密纤维结构为主, 掌侧部较宽、薄。近侧部显示有纤维软骨样成份。桡月韧带、尺月韧带、桡舟月韧带由纵形排列的纤维组成,并与腕关节囊相移行。
2.2 韧带的生物力学测定 与月骨相连韧带的断裂强度和刚度测试结果见表1。舟月骨间韧带和月三角骨间韧带为腕骨内在韧带,断裂强度和刚度均很大,且月三角骨间韧带则更大。舟月骨间韧带背侧部的断裂强度明显大于其掌侧部,而刚度却掌侧部较大。尺月韧带、桡月韧带和桡舟月韧带为腕骨外在韧带,其中尺月韧带和桡月韧带的断裂强度和刚度都较大,而桡舟月韧带最小。月三角骨间韧带的断裂强度和刚度最大,与其他各韧带比较,差异均有统计学意义(P< 0.05)。
3 讨论
3.1 月骨与月骨相连韧带的解剖学特性 月骨位于腕关节负荷传导通道的中心。月骨外形比较规则, 掌面观为四方形, 侧面观为半月形,近侧凸面与桡骨下关节面构成关节,远侧凹面与舟骨共同拥抱头状骨。月骨与舟骨之间有坚强的舟月骨间韧带相连。在尺侧月骨与三角骨形成关节,其内有最大断裂强度的月三角骨间韧带相连。对舟骨、月骨与三角骨及骨间关节起稳定性作用。月骨与桡骨之间有桡月韧带、尺月韧带和桡舟月韧带,为外在韧带。桡月韧带和尺月韧带坚韧,加强了月骨及相邻腕骨的稳定性。
3.2 生物力学特点与生理功能 骨的运动幅度和韧带生物力学特点均与其承载的生理功能状态密切相关。正常腕关节运动学进行过研究,发现在近排腕骨中,相对于桡尺骨而言,舟骨的运动幅度最大,三角骨次之,月骨最小;但相对于月骨,则舟骨的运动幅度较三角骨大[3]。这些都和韧带的断裂强度和断裂形变有关,即骨与骨之间韧带的断裂强度和刚度越大,两骨之间的相对运动幅度则越小。这与笔者研究结果相符,舟月骨间关节和月三角骨间关节运动幅度小,而舟月骨间韧带和月三角骨间韧带的断裂强度和断裂形变都很大,其中月三角骨间韧带的断裂强度最大。在所研究的韧带中,断裂强度最小的是桡舟月韧带,它主要由疏松结缔组织组成,其间血管丰富,胶原纤维束少。尺月韧带和桡月韧带为桡骨远端与月骨连接的韧带,断裂强度和刚度也较大,但不及舟月骨间韧带和月三角骨间韧带。由此可看出近排腕骨内在韧带断裂强度和断裂形变相对较大,这可能与近排腕骨的活动度较大、其承受的应力负荷较大有关。
3.3 月骨及韧带与腕不稳定性 在腕不稳定中,月骨起着重要作用。月骨由强韧的尺月韧带和桡月韧带在掌侧成倒V形固定,背侧又有背侧桡尺三角韧带限制,所以在近排腕骨中月骨的运动幅度最小。手背伸是一种防御性姿势,跌倒时,手掌着地,腕呈强有力的背伸位。在此过程中,首先引起桡舟头韧带、桡舟韧带紧张,继而引起桡舟月韧带和尺月韧带紧张。由于桡舟韧带,桡舟月韧带比较薄弱,易发生断裂。舟月骨间韧带与月三角骨间韧带相比其强度要小一些,在腕关节极度背伸和尺偏时,舟月骨间韧带的力臂较月三角骨间韧带的要长,故容易引起舟月骨间韧带断裂,造成舟月骨间分离。如果腕背伸尺偏再继续,则会引起月三角骨间韧带断裂,造成月三角骨间分离,这些都是临床上常见的腕关节不稳定的原因[46]。月骨是腕骨中唯一掌侧宽而背侧窄的骨,当腕关节极度背伸位着地时,月骨受头状骨与桡骨的挤压被迫沿腕的额状轴急剧向侧旋转而致脱位,脱位时月骨背侧的韧带、舟月骨间韧带和月三角骨间韧带背侧部会同时断裂。
3.4 韧带断裂与修复 舟月骨间韧带撕裂引起的不稳定最为常见,次之为月三角骨间的不稳定。在舟月骨间韧带中,背侧部较厚,断裂强度最大,它在防止舟、月分离方面起最重要作用。所以在临床治疗舟、月分离时,应优先修复重建舟月骨间韧带背侧部[7,8]。由于骨与骨间的愈合效果优于骨与韧带间的愈合效果,且自体移植物不会出现排异反应,所以常选用自体骨韧带骨结构进行舟月骨间韧带的替代[9,10]。韧带替代物的选择,由于解剖学及操作技术等原因,不可能对全部舟月骨间韧带进行重建,因此目前对舟月骨间韧带中相对重要且手术操作方便的背侧部进行替代的研究较多。理想的韧带供体应在大小、外形、结构、力学特性上与舟月骨间韧带背侧部尽可能相似,且较易获取,术后对供区的功能不会产生明显影响。临床上常采用的供体有头钩背侧韧带、小多角骨第2掌骨背侧韧带、头状骨第3掌骨背侧韧带等。
参考文献
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篇2
关键词 运动生物力学 竞技体育 现状 趋势
一、前言
运动生物力学以其多学科的交叉应用性的研究成果应用于指导体育运动实践；特别是竞技体育的科学训练的需要，运动生物力学在测量技术上不断取得新突破，在改进和完善动作技术，选择和设计优化的动作技术方案等的方面产生了积极的影响。运动生物力学在技术原理方面的研究为运动员的技术诊断和改进训练方法的理论依据。此外，运动生物力学在运动创伤的防治、康复器械的改进，仿生机械等方面也有重要作用；同时也为运动员选材提供了依据。
二、运动生物力学在竞技体育中的研究现状
（一）竞技体育中运动装备、训练器械、测试仪器的研究现状
在竞技体育中对运动装备、训练器械、测试仪器的研究是直接为提高运动成绩服务的，这就对运动生物力学在竞技体育中的科研提出了很高的要求。但就目前的运动生物力学测试仪器来说，测试仪器越来越多样化、测试结果也越来越精确。而且，许多新的现代化的技术装备也被应用到运动生物力学研究上，如运动器械等的研究如运动鞋、训练器材等，近些年对运动器械、仪器设备的研发方面的研究比较少，这类研究有比较好的前景，若利用得当，将大大推动学科的发展，同时对经济的增长也有很大作用[1]。
（二）运动员选材方面的研究现状
运动员选材已从单一方面研究深入到全面展示不同项目运动员身体形态、生理机能、运动力学生物力学等方面的综合的研究，这些学科需要多种方法综合运用，以达到理想的效果。对于竞技体育选材的问题，要从多学科交叉研究才能完成。而运动生物力学的研究更加依赖高新技术运动生物力学的研究，而当前竞技体育中相对缺乏高科技多学科的综合，测试方法上的局限于现有方法的应用，且缺乏较高水平的运动生物力学在运动员选材方面研究；在选材内容上偏重于以往的仪器测试，在选材项目上比较局限，展开的项目不多，也没有进行深入研究。
（三）运动损伤及其康复的研究现状
运动生物力学研究竞技体育中运动训练引起损伤机制，了解与认识其病因、探讨预防、治疗及康复措施一直是运动医学与运动生物力学在竞技体育研究中要解决的重点问题之一。在竞技体育中用运动生物力学的方法研究运动损伤及康复的研究也越来越受到重视，而且与运动专项结合更加紧密。运动损伤相关研究包括对正常运动系统的研究，由于运动创伤中以韧带、软骨的损伤为主，故韧带与软骨成为研究的重点，尤其是软骨，此外对运动损伤相关研究还包括运动损伤及修复与重建后相关组织的生物力学研究，运动损伤及修复与重建后关节的整体生物力学特性研究也是研究重点[2]。
（四）技术动作的研究现状
竞技体育项目动作的技术分析研究是目前运动生物力学研究成果最多的，这些研究成果为运动成绩的提高作了重大的贡献。但是在技术动作的研究中也出现了一些问题，田径、武术等项目研究得比较多，而技术稳定性差，对抗性及灵活性强的项目研究的比较少，这也许是由于像田径等稳定性强的动作技术容易进行分析研究，而技术稳定性弱的项目技术动作不易分析研究而造成的。运动生物力学在技术研究中目前最先要解决的是怎样将生物力学的有关理论尽快地运用到体育实践中解决技术训练中存在的具体问题。
（五）人体运动模型研究及计算机模拟与仿真的模拟现状
经计算机实现对人体运动的模拟仿真，这类研究是目前处于人体运动研究的最前沿的理论方法，它不仅能用电脑全过程模拟人体各种复杂运动并用三维动画方式完整地显示，而且能对人体尚未实现的运动预测其可能性和技术要点[3]。这一方法将是今后运动生物力学研究的重要方面。这些方法在竞技体育中能得以应用将会对我国竞技体育的发展将会有着重大的意义。目前我国在这个方面研究的不是很多主要是应用于高难度，高危险性的技术的方面的项目，如：跳水项目，郝卫平等建立了跳水运动的三维人体运动仿真与显示平台――数字化三维跳水专项运动仿真系统，这种系统的建立可以对运动技术与连接方式进行精确的分析研究，有效的指导技术训练。
（六）运动生物力学的理论研究与实验测试结合的研究现状
目前运动生物力学的理论研究成果还比较少，研究成果不够丰富，从而成为制约我国运动生物力学在竞技体育中发展的瓶颈。测试报告复杂难懂：通过运动生物力学测试，我们提供给教练的测试报告大多数都是数字、曲线等比较抽象的材料，由于教练和运动员自身的生物力学知识水平受限，他们对科研人员提供的数据和材料难以理解，很难将科研成果吸收和消化、时间长就丧失了对科研的兴趣，科研训练实践严重脱节[4]。
三、运动生物力学在竞技体育中的发展趋势
（一）运动装备、训练器械、测试仪器设备的研究日益引起重视
运动装备、训练器械、测试仪器设备是与竞技体育的发展是密不可分的，当今竞技体育的发展对装备、器械、测试仪器提出了更高的要求。近年来运动生物力学与其它学科的指标进行交叉运用使测试仪器的功能、准确度等不断的提高。器材与测试仪器出现专项化，测试和训练的计算机化，专项技术的专用测试仪器以及运动员的服装，器械的研究不断的增强。随着科学训练的不断普及化，技术测试仪器专项化等在竞技体育研究中得到充分应用并不断向科学化和合理化的方向发展。运动生物力学在设计、研究、改进体育仪器、运动装备、训练器械等历来是研究的一个重要方面，运动生物力学在未来的竞技体育科研中应以机械、电子、材料、计算机等的专家积极交流，在竞技体育的仪器、器材设备、和设施的科研、开发和应用方面，发挥自己的作用。
（二）运动生物化学在运动员选材中将扮演更加重要的作用
运动生物力学中的许多测试仪器可用来收集、分析和评价运动员与器材运动的信息，高速摄影仪，测力台、肌电图、关节测角仪等这些仪器精确度高，效果好。且这些仪器是科研人员的在竞技体育研究中的重要研究工具，运动员选材在竞技体育中是非常重要的，随着科学训练的普及化，有些仪器也被教练员及科研人员使用来进行运动员选材并且在选材过程中扮演中重要的作用
（三）运动损伤及康复的研究将更加的深入
预防运动损伤是运动员取得更好的成绩有着重要的意义，并且在实践研究中找出导致损伤的因素及提出预防措施，使运动损伤的风险降至最低，为运动员取得最佳成绩打下了基础。近年来我国在运动损伤及康复的研究也越来越受到重视且与运动专项结合不断加强。预防运动损伤与康复的研究要多方法、多学科结合的研究，所以加强多学科的交叉对预防运动员伤病与康复的研究是运动生物力学研究的发展趋势。
（四）技术动作的分析研究增多
竞技体育动作技术研究是运动生物力学主要研究的领域之一。用运动生物力学原理优化的训练方法与技术动作应用在竞技体育中，可以有效延长运动寿命还可以预防运动的损伤，为运动员取得理想的成绩奠定了基础。目前研究技术动作最多的项目有田径、武术等技术稳定性的项目，而集体项目、对抗性项目等项目研究的较少。而今后竞技体育的动作技术研究的发展趋势主要有：从几个运动项目的研究向众多运动项目的研究扩展；从单人项目向集体项目向对抗性项目发展；从单纯技术研究向战术研究发展；从单项指标的测试研究向多项指标的综合测试；从单一的运动学指标测试研究向运动学、动力学、生物学多项指标的综合测试研究发展；从单学科研究向多学科综合研究发展；从单一的运动生物力学研究向生物力学、运动生理生化、运动心理等多学科的综合测试研究方向迈进[5]。
（五）人体运动模型研究及计算机模拟与仿真
计算机实现对人体运动模型的研究是目前处于人体运动研究的最前沿的理论方法，此种方法不仅能用电脑全过程模拟人体各种运动并用三维动画方式完整地显示出来，而且还能对人体尚未实现的运动预测其可能性和技术要点，这个方法是运动生物力学今后研究的重要领域之一。但是随着电子计算机在运动生物力学研究中的普遍利用，运动生物力学研究中很多困难已逐步得到解决，因此，建立各种运动模型进行模拟试验是运动生物力学研究方法的又一发展趋势。在建立人体运动模型的基础上，对运动过程进行模拟与仿真是目前也是目前运动生物力学探索的难点及运动生物力学尖端研究课题。国家体育总局科研所郝卫亚等[6]研究并实现了一个适合于跳水运动的三维人体运动仿真与显示平台――数字化三维跳水专项运动仿真系统。通过该系统，可以对竞技体育动作技术进行生物力学的分析且利用三维动画对运动员的动作技术进行模拟仿真，进而促进科学化训练。
（六）运动生物力学的基础理论研究与训练实验的结合不断加强
运动生物力学的研究旨在更好的进行科学训练，目前最先要解决的是怎样将生物力学的有关理论和测试方法等研究尽快地运用到竞技体育实践中解决运动训练的具体问题，为此根据目前训练的需要应将研究的报告简单化、形象化、实用化，以提高运动训练的实效性，帮助运动员提高运动成绩。
四、小结
（一）对运动技术研究在今后运动生物力学在竞技体育研究中仍然是研究的重点，竞技体育动作技术研究是今后运动生物力学研究的重要领域之一。
（二）运动装备、训练器械、测试仪器设备的研制增多，且运用高新技术研制生物力学的测试仪器是运动生物力学研究者不断研究的内容。
（三）运动生物力学在运动员的选才过程中将扮演中重要的作用，随着科学训练的普及化，运动生物力学中的许多测试仪器经常应用于运动员的选材。
（四）运动损伤与康复的研究将更加得到重视，应广泛结合其它学科的交叉研究共同解决运动生物力学在竞技体育研究中的有关问题，而且与运动专项结合更加紧密的研究以期来减少在训练中的运动损伤。
（五）加强多学科的合作，研究与训练实践的更好结合，促进运动生物力学的科研更好地为训练服务，以提高运动训练的实效性，促进运动员成绩的提高。
（六）人体运动模型及计算机模拟仿真等高新技术使运动生物力学的研究手段得到大幅度提高，适时运用高新技术来研制测试仪器是运动生物力学研究的一个重要课题。
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篇3
[关键词] 全膝关节置换术；假体；生物力学；动力学模型
[中图分类号] R687.4 [文献标识码] A [文章编号] 1673-9701（2013）17-0015-02
全膝关节置换术在全世界每年都在快速地增长，经过几十年的蓬勃发展，取得了很大进展。如今全膝关节置换术成为治疗晚期骨性关节炎、类风湿性关节炎等疾病的最有效的方法，被大多数骨科医生认知，对减轻患者膝关节疼痛和改善膝关节功能有显著的疗效，然而术后出现假体松动、伸屈和负重后出现畸形、疼痛等并发症，已经引起了广大骨科医生足够的重视。选择高质量的假体、设计个体化的假体和制定精确化的手术，成为骨科医生必须解决的问题。本文对近年来人工膝关节手术指征、假体、生物力学模型以及手术方式的演变进行阐述；并结合目前最新发展的技术，对TKA未来发展的方向进行了展望和预测。
1 手术指征
迄今为止，TKA的手术适应证仍然没有得到统一。不论是何种类型的关节炎，只要有关节不能耐受的疼痛或者有明显破坏，都可以进行人工关节置换。但必须注意以下几点：①患者年龄>60岁，②体重>80 kg，这也不是绝对的，可以根据实际情况作出判断。除此之外，患者生活的质量也是影响手术成败的一个关键因素，如血友病、骨骼发育不全、幼年型类风湿性关节炎常有多关节病变，TKA能很好地解决患者的关节功能受限。
2 假体的演变及分类
1969年，最原始的膝关节假体[1]——多中心假体，其最难解决的问题就是术后假体松动。1971年出现的几何学型假体[2]，最大的亮点就是符合生物力学的要求去匹配关节，然而遗憾的是没能够解决假体松动的难题。1973年，Insall开创了人工膝关节发展的巅峰时刻，研制了全髁型假体，后来还改进并开发了旋转平台假体。接着Insall又发明了后方稳定型的假体，这是人类史上最能满足患者需要的膝关节假体之一。但是依然不能很好地避免术后假体的磨损、松动情况发生。
按固定方式可分为骨水泥型、非骨水泥型；按置换范围可分为单髁型、全髁型；按活动范围分为固定型、旋转平台型；按限制程度又分为限制型、非限制型。尽管有庞大的假体系统供我们选择，根据患者自身条件选择最合适类型的假体，直接关系到手术效果。相对于膝关节表面置换术，单髁关节置换术对病变间室进行表面置换，适用于单间室骨关节炎，内侧髁进行置换已经发展成熟，但外侧髁置换罕见报道。UKA的早期因假体设计、病例选择、手术技术等问题，失败率较高。Riddle等[3]报道美国UKA置换数量逐年明显增加。目前以骨水泥固定型人工关节居多；只要很好地把握手术指征、熟练掌握关节置换的技能，也会得到显著的疗效[4，5]。而生物型固定型假体的制造原理是通过骨与假体之间的紧密贴附达到稳固的作用。但是这种假体对骨骼质量、术者操作能力的要求高，而且术后恢复功能的时间长。限制性假体主要指铰链式假体，术后膝关节只能在某一平面运动内活动，容易发生假体与骨水泥和骨组织之间应力分布高，从而出现假体松动[6]，现在很少用在初次TKA的患者上，但是对于二次翻修术、骨肿瘤术后的关节的重建、严重的关节不稳等患者[7，8]有显著疗效。临床上常用的非限制型假体有三大类：后方稳定型假体、侧副韧带稳定型假体、保留后交叉韧带型假体。针对人TKA中是否需要保存后十字韧带，目前还有很多的工作需要进行。Wang等[9]进行了一系列研究发现临床效果并没有显著的提高。认为后交叉保留型假体没有破坏后交叉韧带，膝关节在屈曲的时候，股骨会向后方移动，从而增加了膝关节的活动度，而周围的韧带能把运动产生的应力抵消，使接触力明显下降[10]。因此，要最大程度地维持膝关节的稳定，降低假体-骨水泥-骨组织界面应力，后十字韧带必须保留；而不保留后十字韧带的后方稳定型假体的研制是为了增加稳定性、减少假体间应力。通常不保留后叉韧带的后方稳定型假体[11]首选严重畸形及后叉韧带有缺损的患者。
3 膝关节生物力学模型
3.1 物理模型
膝关节物理模型是将膝关节运动机制概括为四连杆的模型[12]。有学者认为膝关节是由十字韧带和股、胫骨在矢状面上构成的四连杆结构。胫骨平台与股骨髁接触的状态下，十字韧带的拉伸不明显[13]。十字韧带的长度及其在股骨、胫骨上的附着位置计算可以得到其形态。因此膝关节物理模型可以简化成以十字韧带为核心的股胫关节二维模型[14]。还有些学者建立了三维的四连杆股胫关节模型[15]，并对股骨、胫骨的位置进行了基本的描述。
3.2 解剖模型
膝关节解剖学模型的建立必须先完成其几何解剖模型。Perie等利用MRI、袁平等利用计算机分别以标本和人体膝关节为核心建立了几何模型[16，17]。张文等[18]以实体膝关节为研究对象，把原始数据都导入ANSYS软件计算三维有限元模型，并对模型以及膝关节的受力情况进行了分析。Silvia根据MRI扫描得到的dicom数据利用计算机处理得到了下肢的骨肌三维模型[19]。最典型的是潘哲尔等[20]模拟的三维有限元模型能够真实地模拟膝关节的力学特性。目前，对于膝关节软骨和半月板几何模型的建立也有零星报道。但是没有一个确实依据证实其准确性。
3.3 运动学模型
Hefzy等[21]将解剖模型分为运动学模型和动力学模型，描述了运动学模型并建立膝关节的各个运动学参数之间的内在联系，但并未将这些运动学参数与负荷的大小相联系。Hartfel等[22]将螺旋轴的问题扩展到三维立体空间上。证实了两个物体运动时，两个直纹曲面是由于螺旋轴位置的连续性改变形成的。然而不足的是，Hartfel等应用的数据不能构建出精确的螺旋轴曲面模型。构建膝关节精确的螺旋轴曲面模型还有很多工作需要进行。
4 膝关节置换手术方式的发展
TKA的远期疗效关键因素是恢复精确的下肢力线，这就涉及到术中精确截骨和软组织的平衡。通过文献分析得出以下结论：术后恢复的下肢力线应控制在冠状面上膝内外翻3°以内；假体的安置应控制股骨髁假体应相对于后髁轴线外旋3°～6°，并平行于STEA。传统的TKA通常是用手工定位截骨，术者仅凭肉眼和手感辅以术中X线片来判断假体安置时下肢力线和软组织平衡等情况，必然会影响截骨的精确度，即使是经验丰富的关节外科医生，也会出现>3°的下肢力线不良等结果，以及旋转定位与关节稳定等问题，术中必然会出现难以估量的因素。因此，传统TKA的精确度一直是手术医生最棘手的问题。迄今为止，诞生了一些手术装置，但由于膝关节的特殊性，尤其是患者伴有膝关节严重畸形，给精确的定位和截骨、假体的选择和安置带来了重重困难。为了获得良好的膝关节置换效果，计算机辅助人工膝关节置换手术系统应运而生，从1993年格勒诺布尔着手计算机辅助人工膝关节置换手术系统的研制，于1997年计算机导航TKA系统开始在临床使用，目的是解决手术医生困惑已久的难题，达到理想的手术疗效[23]。计算机辅助膝关节置换手术系统对置换的膝关节在屈伸过程中的等距间隙和韧带平衡稳定有独特的控制能力。计算机导航手术系统在术中可以密切观察，能够精确地控制软组织平衡，而且能获得膝内外翻3°范围内的精确的下肢力线和屈伸膝关节的间隙平衡。
5 展望
人工膝关节经过几十年的发展，在基础研究、假体设计、生物力学以及手术技术等方面均取得了卓越的成就。但是随着科学技术的不断发展，设计出个性化假体、提高假体的使用寿命和提高术后的功能、减轻手术创伤和提高手术精确度，数字化医学将是今后努力的方向，也必将会对骨科学带来革命性的变化。
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篇4
关键词：脊柱压力；坐姿；生物力学
在日常生活中，人们每天都要坐着，尤其是许多长期伏案工作的人员，如教师、白领、司机等许多长期处于静坐的人群而随着年龄的增长，容易产生各类腰椎疾病，（如腰肌劳损、骨质增生等）此类疾病的产生，对神经系统的伤害和刺激尤为敏感，而且对其他肢体部分的功能有着严重的障碍，从而对患者的日常生活工作，学习带来了诸多的不变。
1.脊柱的解剖学结构和功能概述
1.1脊柱的解剖学结构
脊柱是由24块椎骨、一块骶骨和一块尾骨构成，脊柱又分为颈椎、胸椎、腰椎。是人体的中轴，各个椎体之间由椎间盘相互连接，椎间盘中有髓核，髓核是一团亲水的胶状物。青年人的髓核内具有丰富的亲水性粘多糖[1]。髓核位于椎间盘的中央，内部胶状物由外部坚强组织即纤维环所包围，纤维环由纤维软骨组织构成。纤维软骨内粗大的胶原纤维环保证了纤维环承受屈曲和扭转时高负荷量。椎间盘成分类似于关节软骨，即坚韧又有弹性，在接受到压力刺激是会被压缩，除去压力后又会复原，所以椎间盘又会对外界对脊柱产生的压力起到一个缓冲和减震的效果。
1.2脊柱的功能概述
脊柱的功能单位又叫运动节段，是指两个相邻近的椎骨及其期间的软组织共分为前部和后部.。节段前部包括两个上下两层的椎体、椎间盘和前纵韧带。椎体主要承担来自躯干，上部的压力负荷，这种压力负荷从上到下逐渐增大，因此腰椎椎体比胸椎和颈椎的椎体都要宽而厚。这些较大的结构保证了腰椎能承受较大负荷。
椎间盘能承担和传递负荷，同时可以限制腰部过度运动，因此具有重要的机械和功能作用，椎间盘内部有髓核，其是一团胶状物，脊柱受力，髓核具有流体静力学的特点，是压力均匀分布在椎间盘，因此椎间盘作为一富水的组织，在整个运动节段中像一个垫子一样垫在椎体间，起到储存和传递负荷的作用。
运动节段的后部分配着脊柱的运动，由相应平面的椎弓、关节突构成的椎间关节、横突、棘突和各种韧带组成。脊柱各个平面可能存在的运功取决于椎间关节面在横断面和额状面的朝向，椎间盘的朝向变化在整个脊柱均存在。
2.不同坐姿下腰椎的受力分析
腰椎的负荷主要来自体重、肌肉收缩力、韧带产生的预应力和来自体外的负荷，而身体的不同坐姿可影响腰椎的负荷。在椎间盘内测量的体内研究发现，在不同坐姿情况下，腰椎的受力大小是不相同的，根据有关的压力测定结果值可知[2]。
2.1人体在放松坐位时，没有靠背的情况下，人体腰椎受到的压力是人体放松站立所受压力的92%。
2.2人体在绷直背部坐位时，人体腰椎所受到的压力是人体放松站立所受压力的110%。
2.3人体在极度屈曲的坐位情况下，人体腰椎所受到的压力是人体放松站立所受压力的166%。
2.4人体在有靠背的坐位时，人体腰椎所受到的压力是人体放松站立所受压力的54%，根据研究表明[3]靠背的不同角度，有无支撑物都对腰椎的受力有关：
（1）靠背呈90度角，椎间盘内压力最大，（2）同样的角度下增加支撑物，椎间盘内压力降低；（3）靠背向后倾斜呈110度角，但无支撑物条件下，椎间盘内压进一步减小（4）靠背向后倾斜呈110度角，增加支撑物可使椎间盘内压进一步减少；（5）将支撑物移向胸椎，使身体上部向前屈曲，腰椎向后凸出，椎间盘内压增加[4][5]。
3.小结
通过研究发现，不同坐姿对人体脊柱压力不同，对于那些长期处于静坐状态的工作者而言，保持正确的坐姿对于减少椎间盘压力，预防腰肌劳损、椎间盘功能退化及椎间盘突出等症状具有一定积极意义。综合上述文献可知，坐姿状态下工作时，应采取有110度后仰靠背的座椅，从而可以减小体重对脊柱的压力。同时我加强体育锻炼，尤其是腰背部肌肉力量锻炼，增加肌肉功能，对于调整人体脊柱压力负荷具有重要意义。（作者单位：南昌航空大学体育学院）
基金项目：南昌航空大学第九届三小项目。
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篇5
【关键词】 颈肌劳损；颈肌改变；颈椎病；研究进展
随着社会、经济的发展，人们的生活工作方式的改变，颈椎病的发病率呈现出年轻化、普遍化的趋势，越来越受到广大医务工作者的重视，真正意识到颈椎病研究的重要性了。人们对颈椎病的认识是一个漫长的过程，从单一的认为与骨性改变和软组织改变转变为与颈部肌群的改变有密切关系。颈椎病其原因和机制尚未明确，但一般认为是多因素造成的结果，也有不少研究认为颈椎病是由于颈椎相关肌肉损伤或病变后痉挛导致颈椎的椎间盘和颈椎的相邻组织相对位置发生改变引起的综合征，颈部肌肉的发展和治疗对颈椎病的发展都有密切关系。针灸学的研究为颈肌改变与颈椎病的关系研究提供了客观证据。笔者通过学习有关文献，对颈肌改变和颈椎病的关系研究做如下综述。
1 颈椎病的认识
1.1 颈椎病的定义和发病原因 颈椎病的病因有外伤、劳损及解剖变异等，劳损是其主要原因。首先，颈椎病的发病与颈椎长期受到异常应力有十分密切关系。因颈椎间盘变性、颈椎骨质增生所引起的临近组织受继发性改变多的刺激或压迫，而引发的一系列症状和体征，临床表现有颈肩臂背痛，头晕头痛，上肢麻木，恶心，耳聋耳鸣，视物不清，四肢活动不良，麻木不适，胸闷，心慌，血压升高，椎动脉扭曲实验征均阳性。头枕部或上肢痉挛，严重者出现双下肢痉挛，行走困难，甚至四肢瘫痪[1]。发病机制复杂，以椎间盘及椎间关节的退变为基础，软组织和骨组织的损伤退变、生物力学和生物化学平衡失调有关，彼此相互联系，互为因果。颈椎病的发生常因工作姿势、睡眠姿势不良、颈部风寒，导致颈部肌群斜方肌、提肩胛肌、菱形肌等不同程度的静力性损伤，颈椎静力平衡失调，导致颈椎与椎间盘错位，如果椎间盘纤维环破裂，髓核突出，则直接引发颈椎病[2]。
1.2 颈椎病的发病机制
1.2.1 传统认识-骨性学说 众所周知，传统观点认为颈椎病属于退行性的疾病，从椎间盘退变到椎间隙变窄、椎结失稳，导致椎间隙内部压力升高和分布均匀，髓核发生移位、突出甚至脱出，从而压迫了脊髓、脊神经根、窦椎神经、椎骨内血管，引发各种症状，椎间韧带损伤、松弛，引起椎体不稳，椎体骨膜受到牵拉和挤压，产生局部微血管破裂与出血、血肿，随着血肿的激化和钙盐沉着，最终形成骨赘，产生对交感神经、脊髓、窦椎神经等的压迫和刺激[3]。总之，传统观点认为是椎间盘的退变、椎体移位、椎间隙变窄、骨赘形成等骨性改变有关，故称之为“骨性学说”。
1.2.2 现代认识-颈肌学说 近年来，学者逐渐发现骨性学说难以解释颈椎病发病率低龄化的趋势、颈椎病的临床表现与影像学表现不符、颈型颈椎病等现象，然而软组织和颈肌角度却解释的很通畅。因此，学者认识逐渐转变，认为颈椎病与椎周围的肌肉改变关系密切。脊柱的平衡依靠椎体、椎间盘、附件及韧带的内源性静力，但也需要周围肌肉的外源性动力来维持。通常情况下脊柱的动态平衡和静态平衡都是由肌肉的收缩和松弛来达到的，肌肉的适应性变位来完成人体日常活动和工作所需要的姿势和的平衡及稳定[4]。静力平衡和动力平衡始终处于动态平衡，任何一方失衡均可导致脊柱受力不均，破坏脊柱结构的稳定性。生物力学研究也认为生物力学的失衡是颈椎病发生的直接原因和关键因素，生活方式的改变，增加了曲颈的频率和时间，是颈椎动静力失衡，引发颈椎病变[5]。
2 对颈肌的医学认识
解剖学认为椎体与椎间盘间是没有主动力学关系的，颈肌才是其运动的动力，颈椎的运动和姿势需要肌群的支持。颈肌分为头-颈肌、头-肩肌、-颈肌、颈-肩肌四部分组成，不同部位有不同的肌肉群，具体功能也不尽相同[6]。颈肌的高度复杂、协调而灵活的肌群，具有典型的生理特性。①灵活而耐力差：颈肌因其腹长，肌腱短，且缺乏有力的致密肌肌腱，但其机动灵活，收缩自如，但耐力差，不可长时间的超负荷工作。②灵敏而肌力小：颈肌的肌束小而薄，对风湿炎症却反应敏感。③协同但易失衡：颈肌分布呈多层次立体交叉式，任何动作均需靠两侧的屈肌和伸肌的协调完成，任何局部损伤，都可导致失衡[7]。④多重神经支配：颈肌受脊髓神经、窦椎神经、交感神经多重神经共同支配，颈肌的改变可直接压迫邻近的神经和血管，影响神经功能[8]。
3 颈肌改变与颈椎病发病中的作用
3.1 颈肌改变 颈肌改变主要分为颈肌劳损和颈肌退变，颈肌劳损是一种慢性损伤，主要由日常超负荷地学习与工作有关，引起肌肉收缩蛋白分解，导致肌肉收缩结构改变，引发肌肉的慢性或急性劳损。颈肌劳损可导致出血、渗液、肌纤维断裂，释放致痛物质，刺激肌肉痉挛，引起骨骼移位。颈肌退变是指随着人体的发育成熟，椎间盘开始退变，维持人体颈椎的肌肉退变，颈肌体积缩小，肌肉纤维萎缩，脂肪含量增加，运动效力下降，肌肉收缩力量和速度均降低，肌肉呈现松弛状态。颈肌退变的有关因素可能包括[9]：一是肌肉持续收缩，钙离子吸收不完全；二是肌肉松弛状态局部血液供氧、供血不足；三是肌肉收缩致使氧自由基及脂质过氧物等聚集。
3.2 颈肌改变与颈椎病的关系 有研究显示，颈肌的退变或损失，可引起颈椎动力平衡失调，引起颈椎影像学出现不同程度的弯曲，且陈立君[10]等使用家兔试验也证明颈椎动力失衡可导致椎间隙狭窄、椎间孔变小、关节面硬化等变化。颈肌改变可致使椎间盘间的胶原酶活性提高，丝氨酸酶活性升高，椎间盘中蛋白多糖的含量减少，也可破坏椎间盘的生理结构[11]。此外，颈肌改变致使颈椎动力失衡，关节突的关节应力会重新分布，牵拉关节囊，致使松弛，然后异常增生，钙化软骨层增厚，移行层完整性丢失。颈肌改变的动力失衡会导致韧带呈玻璃样的变性，韧带纤维变细，粘连，失去功能结构，反复牵扯韧带可能是韧带间隙出血、渗液、硬化形成骨赘，引发颈椎病。通过对颈椎病的颈肌变化研究发现，颈椎病患者的颈肌多呈现肌纤维边界模糊，纤维萎缩，粗细不均，间隙变宽，肌节模糊，明暗带消失，颈肌的血流量和颈肌细胞的酶活性也有所改变[13]，血流量显著减少，自由基清除酶降低，钙离子-ATP酶活性也降低[12]。大部分颈椎病患者的颈肌发生了生物力学变化，收缩力下降，失去动力平衡。
4 小结与展望
综述所述，颈肌改变可能在颈椎病的发病过程中起关键作用，颈椎病的颈肌变化也推知颈肌改变与颈椎病存在密切关系。目前研究主要集中在颈肌的生物力学性能的改变、颈肌血流量、纤维变化、细胞酶活性等改变，且肌肉的整体性能是由肌细胞和细胞外的结缔组织共同影响，尚未发现与肌肉结缔组织相关的颈椎病研究。颈椎病的机制研究为颈椎病的治疗和预防提供有利的客观依据，也为临床研究指明方向。通过阅读文献综述发现，在工作中定时改变姿势，作颈部轻柔活动及上肢运动，有利于颈、肩肌肉弛张的调节和改善血循环。在睡眠时，宜于平板床，枕头高度适当，不让颈部过伸或过屈。只有人们合理安排生活与工作，避免超负荷工作，养成健康的生活习惯，才可有效的避免颈肌劳损，降低颈椎病的发病率，减缓颈椎病低龄化的趋势。
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篇6
1 腕关节掌侧韧带
1.1 桡腕韧带和尺腕韧带
(1)桡舟韧带(radioscaphoid ligament)，过去一些作者称其为桡侧副韧带［1］，但它不是位于腕关节的侧方，而是偏向掌侧，关节屈伸运动轴由其背侧穿行，在解剖上它不是真正的侧副韧带。因此，目前大部分学者称其为桡舟韧带［2、3］。Mayfield报告桡舟韧带的断裂强度平均为70N［4］。(2)桡舟头韧带(radioscaphcapitate ligament)，也有人称其为桡头韧带(radiocapitate ligament)。其断裂强度平均为170N［4］。(3)桡月韧带(radiolunate ligament)，也有学者称其为长桡月韧带(long radiolunate ligament)［5］，此韧带较为强韧，是稳定月骨的重要韧带之一，其断裂强度平均为210N［4］。Mayfield将桡月韧带和月三角韧带认为是1条韧带，并称之为桡三角韧带。而目前许多作者已证实此韧带实际上是2条韧带，因为有各自的起止点。(4)桡舟月韧带(radioscapholunate ligament)，Mayfield称其为桡舟韧带(radioscaphoid ligament)。但其止点大部分止于舟骨近端的掌面，小部分止于月骨掌面的桡侧缘，故称为桡舟月韧带更确切。一些作者认为桡舟月韧带对稳定近侧列腕骨，特别是舟骨近极有重要作用［6～8］。但Berger［9］和Hixson［10］的研究证实它主要由来自骨间前动脉、桡动脉和骨间前神经的神经血管束组成，外周衬以滑膜组织，胶原纤维很少，无弹力纤维。其组织结构明显不同于其它韧带，并认为它不属于真正韧带结构。但它可能是54N。我们的研究发现桡舟月韧带主要由疏松结缔组织组成，其间血管丰富，而胶原纤维束很少，与Berger等的结果一致。(5)尺月韧带(ulnolunate ligament)，也有学者称其为短桡月韧带(short radiolunate ligament)。我们的研究发现此韧带强韧，是稳定月骨的重要结构，其断裂强度平均为219.2N。(6)尺三角韧带(ulnotriguetrum ligament)，我们研究发现此韧带较为薄弱，其断裂强度平均为54N。(7)腕尺侧囊结核，也有一些学者称其为尺侧副韧带(ulnar collateral ligament)。但Taleisnik［11］和于胜吉［2］的研究发现，它并非真正韧带，而是关节囊增厚，并称其为尺侧囊结构。我们研究其断裂强度平均为58.7N。
1.2 腕骨间韧带。
(1)月三角韧带，起自月骨表面，止于三角骨掌面，其下面有月三角骨间韧带。月三角韧带与月三角骨间韧带的掌侧部分很难分开。(2)三角钩骨韧带，位于钩骨近侧缘掌面和三角骨远侧端之间。此韧带坚韧，腕关节背伸和桡偏时紧张，尺偏和掌屈时松弛［12］。(3)舟大小多角头状骨韧带，也有学者称其为舟大多角骨韧带复合体(scaphotrapezial ligament complex)。Drewniany［13］认为它由4种部分组成：①位于舟骨大多角骨关节掌侧、桡侧的强韧韧带，掌侧部分与桡侧腕屈肌腱鞘相连，并有纤维止到小多角骨；②薄弱的掌侧关节囊；③舟头韧带；④薄弱的背侧关节囊。由于舟骨大多角骨关节掌侧、 桡侧韧带强韧，不易断裂，在暴力作用下，容易发生其附着点骨折，如舟骨结节骨折。舟大小多角头状骨韧带是稳定舟骨远端的重要结构。(4)三角韧带，也称辐状韧带，由舟头韧带、月头韧带和三角头韧带共同构成。舟头韧带已在舟大小多角骨韧带中描述：月头韧带常常缺如，致使月头骨间关节缺少直接的韧带联系；三角头韧带，起自三角骨掌面桡侧半，跨越钩骨近端，止于头状骨体部掌面。
2 腕关节背侧韧带
腕背侧韧带较掌侧韧带数量 少，而且薄弱。主要有：(1)背侧桡尺三角韧带，也有学者称其为桡腕背侧韧带(dorsal radiocarpal ligament)，此韧带粗大坚韧，其断裂强度平均为240N。(2)背侧桡三角韧带，此韧带有时缺如。(3)背侧腕骨间韧带，较为细小薄弱。
3 腕关节内在韧带
3.1 近侧列腕骨内在韧带
有舟月骨间韧带和月三角骨间韧带。(1)舟月骨间韧带连接于舟骨和月骨，Berger［14］(1996)报道了详细的大体和组织学研究结果，舟月骨间韧带在解剖上分为3个部分，即背侧、近侧和掌侧部分。背侧部分厚，由横行排列的短胶原纤维组成。近侧部分主要由纤维软骨以及少量浅表纵向排列的胶原纤维组成，近侧部分象膝关节的半月板一样，可以突向舟月关节间隙数毫米。桡舟月韧带将舟月骨间韧带掌侧部分与近侧部分分开。掌侧部分薄，由斜行排列的胶原纤维束组成。舟月骨间韧带的断裂强度平均为260N［15］。它是维持舟骨近极和舟月骨间关节稳定及运动协调的重要结构。Short［16］等研究发现，切断舟月骨间韧带，引起舟骨屈曲，旋前和月骨背伸改变。Boabighi［17］将舟月骨间韧带与舟大小多角头状骨韧带进行对比，前者的断裂强度为后者的1/2。(2)月三角骨间韧带，我们研究发现，月三角骨间韧带的解剖结构与组织学特点与舟月骨间韧带相似，在解剖上也分为3个部分，即背侧、近侧和掌侧部分。近侧部分主要由纤维软骨以及少量浅表纵向排列的胶原纤维组成，但密集一些。其断裂强度平均为375.3N，较舟月骨间韧带大。
3.2 远侧列腕骨内在韧带
Ritt［18］(1996)报道了头钩关节韧带详细的大体和组织学研究结果。发现头钩关节存在着3种骨间韧带，背侧、掌侧和深部骨间韧带，其中深部骨间韧带偏向掌侧，最为强韧。此外，还发现连接于第3、4掌骨和头钩关节之间的纵行骨间韧带(longitudinal interosseous ligament)，这条韧带主要连接第3掌骨和头状骨。在头钩关节之间，还有连接束(interconnecting bands)，它起自头钩关节掌侧韧带，垂直向背侧止于钩骨。我们解剖发现小多角骨与头状骨之间，也有3种骨间韧带，即背侧、掌侧和深部骨间韧带，其中深部骨间韧带偏向背侧，坚韧。大小多角骨关节之间也有3种骨间韧带，背侧、掌侧和深部骨间韧带，深部骨间韧带偏向掌侧。
4 腕掌关节处掌骨近端的韧带
Dzwierzynski［19］(1997)报道了第2～5腕掌关节处掌骨近端的韧带解剖结果。发现有4种韧带，即背侧掌骨韧带，掌侧掌骨韧带和2种不同方向排列的“Ⅴ”形骨间韧带。其中“Ⅴ”形骨间韧带最强韧，它们将相邻的掌骨紧密连接。
5 桡尺远侧关节韧带
过去将其分为掌侧和背侧韧带，这两条韧带分别起自桡骨远端尺掌角和尺背侧角，行经三角纤维软骨的掌侧缘和背侧缘，止在尺骨茎突处。Kleinman［20］(1998)报道将其分为下部、掌侧和背侧3个部分，虽然下部与掌侧和背侧部分完全连续，但它不象掌侧和背侧部分薄、平展，而是非常强韧，有骨间膜纤维加入其外部。掌侧部分薄，松弛，有囊袋，以适应尺桡骨远端旋转和尺骨远端背向横移的需要。背侧部分不象掌侧部分松弛，有斜行纤维及背侧小指伸肌腱鞘加强，以限制尺骨远端的前后移位。
6 腕关节韧带的生物力学特性
Weaver［21］(1994)对腕关节部分掌侧韧带的张力，在不同运动状态的变化做过研究，发现掌侧韧带总是处于张力状态，即使腕关节在中立位没有负重。中立位时，三角头韧带和桡舟头韧带远侧部分受力；桡偏时，桡月韧带受力；尺偏时，尺月韧带受力；旋前时，桡舟头韧带近侧部分受力；旋后时尺月韧带受力；背伸时，尺月韧带、桡月韧带和桡舟头韧带受力。无论在任何位置，一些韧带的张力要比另一些韧带张力大。桡月韧带、尺月韧带和桡舟头韧带的张力最大，而月三角韧带和舟大小多角头状骨韧带的张力最小。
Savelberg［22］(1991)对腕关节运动时部分掌侧和背侧韧带的长度变化做过研究。掌侧桡舟头韧带和背侧桡三角韧带，屈腕时的最大长度变化较尺 桡偏时大。最大桡偏时较中立位没有韧带明显伸长。最大尺偏时，桡舟头韧带、桡月韧带、三角头韧带的近侧部分和背侧腕关节韧带较中立位时明显伸长。最大背伸时，桡舟头韧带、桡月韧带的远侧部分和三角头韧带的近侧部分伸长明显，背侧腕关节韧带明显缩短。最大屈腕时，只有背侧腕关节韧带轻度伸长，其余韧带无明显伸长，桡舟头韧带、桡月韧带和三角头韧带明显缩短。掌侧月三角韧带，无论手腕做任何运动，其长度都没有明显变化。同时还注意到宽韧带的近、远两侧的长度变化是不同的。如尺偏时，桡月韧带的远侧伸长，而近侧部分无变化；三角头韧带的远侧部分 缩短，而近侧部分无变化。背伸时，三角头韧带的近侧部分伸长，而远侧部分无变化。
Crison［23］(1997)在活体上研究了锻炼活动对腕关节韧带刚度的影响，发现手腕的锻炼活动可以明显降低腕关节韧带的刚度，腕骨的位移活动度增加。休息1h后，腕关节韧带的刚度部分恢复到活动前的水平。24h后与活动前一样。说明了锻炼活动腕关节，可以降低腕关节韧带的刚度，增加了腕关节的松弛度，可以减少运动引起的损伤。
腕关节韧带损伤后引起的腕关节不稳定，如舟月骨间分离，月三角骨不稳定等，治疗的方法很多，但效果有时不能肯定。最近Shin［24］(1988)比较了舟月骨间韧带背侧部分与Lister结节处的第3伸肌支持韧带的生物力学特性和组织学特性，虽然第3伸肌支持韧带的断裂强度较舟月骨间韧带的背侧部分小许多，但单位面积上的断裂强度两者相差不大，两者的组织学特性相近。Weiss［25］(1988)在临床上用两端带桡骨的第3伸肌支持韧带移植治疗舟月骨间分离19例病人，其中14例动力型舟月骨间分离，12例疼痛消失，2例腕关节重体力活动时疼痛；而 5例静力型舟月骨间分离，2例疼痛消失，1例腕关节重体力活动时疼痛，2例仍持续疼痛。作者认为用两端带桡骨的第3伸肌支持韧带移植治疗动力型舟月骨间分离的效果是可以的，而治疗静力型舟月骨间分离的效果差，其原因是第3伸肌支持韧带的强度不够。能否找到两端带骨，切取方便，韧带强度与腕部断裂韧带相近的更好供区，需要进一步研究。
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篇7
【关键词】 髌骨骨折； 手术； 治疗； 进展
髌骨是人体最大的籽骨，膝关节的活动十分复杂，与膝关节局部解剖相关，当髌骨解剖关系紊乱，或固定时间过长，难以恢复髌骨的正常滑动，而致“骨折病”的发生。髌骨骨折是临床常见的关节内骨折，发生率约为1％［1］。髌骨骨折常是因直接外力或股四头肌突然剧烈收缩引起，骨折后主要影响伸膝装置连续性丧失和潜在着的髌股关节失调。临床上治疗方法主要分为保守和手术治疗两大类，其治疗目的是恢复髌骨关节面解剖位置和膝关节伸屈功能［2］。由于交通及体育事业的迅速发展，髌骨骨折的发生率明显增高。同时，随着骨科创伤急救技术的迅速发展，髌骨骨折的治疗效果明显提高。近年来对髌骨骨折手术治疗的研究不断增多，许多新的术式和内固定物被应用于临床，均有一定的治疗效果。目前手术方法较多，各有优缺点［3］，尚未出现一种公认的髌骨骨折手术术式，笔者参考近年来文献报道综述如下。
1 髌骨解剖与生物学特点
髌骨位于膝关节前方的股四头肌腱内。横断面近似倒三角形，上宽下窄，且宽大于高，底边较尖端厚。尖端略尖，髌尖后面粗糙，为非关节面，与髌韧带相连，可在体表摸到。髌骨前面略成球形，向前凸出，关节面平滑，与股骨相关节，有中间嵴。Kaufer［4］研究证实髌骨通过其厚度增加了股四头肌的力臂，进而增强股四头肌的瞬时力臂，屈膝30°时可增加15％的力臂，且有保护膝关节、在膝关节伸直过程中起滑车作用。髌骨的的血供可分为骨内和骨外，其动脉主要有膝上外动脉、膝下外动脉、旋股外侧动脉降支、膝降动脉髌下支、膝降动脉髌上支和膝下内动脉等，这些血管从不同方向走向髌骨，最终在髌骨四周相互吻合形成髌周动脉，动脉环在髌骨内反复分支，供应髌骨的血液。吴永发等［5］研究认为，髌骨生物学特点表现在：髌骨可视伸膝装置的中间结构，能够把股四头肌产生的拉力传向髌腱；髌骨增加对膝关节屈伸轴点的杠杆力臂，使股四头肌的力矩增大。故而，临床对于髌骨骨折确需施行内固定术者，应从符合髌骨的解剖学和生物力学角度出发，选择合适的治疗方案。
2 髌骨骨折的分型
髌骨骨折临床依据骨折移位程度可将其分为无移位型和移位型骨折；根据骨折线的形态又可分为横断型骨折、上极或下极骨折、粉碎骨折、纵行劈裂骨折和骨软骨骨折［6］。
3 髌骨骨折手术治疗方法
3.1 钢丝环扎内固定术 钢丝环扎术的原理是将钢丝包绕在整个髌骨周围，从而产生相等的周边平衡应力和多向内聚力，使骨块向中心会聚起到骨折复位固定的作用。该术式设计髌骨抗拉力环有效地承担了作用于髌骨上的拉力［7］。该手术方法简单，但不能限制在膝关节屈伸过程中骨折块前方分离移位，若固定不稳常可发生创伤性关节炎。
3.2 张力带固定术 张力带固定术以其理学结构特性及效果得到骨伤专家的推崇，其改良术式较多，均以髌股关节的运动特点为依据而设计。AO张力带固定术在髌骨骨折复位后用2枚克氏针作平行贯穿固定，使骨折块不发生侧向旋转或前后旋转，始终保持关节面平整。在OA张力带设计原理基础上研究出钢丝克氏针张力带、钢丝环性加“8”字法固定、“M”形张力带等，经多年来的不断改良，已比较符合生物力学要求，得到了临床医生的广泛认可。艾昌森等［8］改良克氏针结合可吸收线张力带内固定治疗髌骨移位性骨折，对针尾部钻孔，张力带从孔中穿过，既可约束张力带防止张力带的脱落，又能防止克氏针逃逸移位，有效防止了内固定失效，能够有效避免克氏针因过度折弯引起松动和针中间弯曲，致使骨折再移位的发生。李豫明等［9］采用小切叉克氏针贴髌骨钢丝张力带内固定治疗髌骨骨折，不切开髌韧带扩张部和关节囊，尽可能地不暴露髌骨中部上下极，因骨膜剥离少骨折愈合快，而极大地缩短髌骨骨折患者术后恢复时间。谢扬等［10］通过比较钢丝环扎内固定、钢丝张力带内固定、可吸收线张力带内固定三种方法对髌骨骨折术后膝关节功能恢复的影响，结果表明钢丝张力带、可吸收线张力带两组固定牢靠，术后不需外固定，康复治疗介入早且充分，所以效果很好。钢丝张力带、可吸收线张力带两组相比，可吸收线张力带组效果更为突出，而钢丝张力带组部分患者有皮肤异物刺激感，效果欠佳。该研究进一步证实了可吸收线张力带内固定对髌骨骨折的疗效。
3.3 TiNi记忆合金内固定术 张春才等［11］利用生物力学中的三维光弹性分析阐明了NT-PC治疗严重粉碎性膑骨骨折的生物力学基础，并在临床应用中取得了优良效果。镍钛记忆合金髌骨爪适用于髌骨横断骨折及髌骨上下极骨折，尤其对髌骨粉碎性骨折，其利用镍钛合金热弹性马氏体相变的结果，并根据髌骨解剖力学特点而设计，在体温驱动下功能爪可从从多个方面对髌骨产生持续、稳定、立体、向心的加压聚合力。唐正标等［12］研究认为，镍钛记忆合金髌骨爪适用于治疗各种类型髌骨骨折，手术简便易行，手术时间短，创伤小，内固定效果可靠，术后可早期恢复功能锻炼。喻长纯等［13］通过对121例髌骨骨折形状记忆合金髌骨爪置入治疗的临床资料分析，认为Ti-Ni记忆合金髌骨爪的主要优点有：适应证广，适于各种类型的髌骨骨折；操作简便，使手术强度降低，缩短手术时间；对机体损伤小；造型合理，与髌骨的解剖形态近似；骨折固定稳定牢固；有优良的生物相容性和低生物蜕变性，可长期置留于体内而无损害，减轻了患者二次手术的痛苦和经济负担。
3.4 外固定器固定术 应用外固定器治疗髌骨骨折的研究报道较少，因复位困难，效果不佳，一直未被广泛接受。高法权等［14］研究认为，外用髌骨爪外固定髌骨骨折术后有利于膝关节的早期屈伸锻炼，可避免内固定术后的再次取内固定。同时，用髌骨环加长腿石膏固定尚能影响到膝关节功能锻炼，致使膝关节强直并发症，而外用髌骨爪固定更有利于病情恢复，是一种值得推广应用的可行方法。刘爱峰等［15］研究报道，临床将抓髌术与关节镜结合起来治疗髌骨骨折，其优势在于在关节镜下可直接观察骨折对位情况，可全面了解膝关节内的损伤情况，还能彻底冲洗关节腔，使积血清除，减轻滑膜的炎性反应，同时可清除骨折间隙内软组织和小的游离骨折块,以促使骨折良好复位和骨折早期愈合等。
总之，髌骨骨折治疗方法比较多，除上述外尚有髌骨部分切除、全髌骨切除等，以手术方法为主，经典的几种张力带固定法是首选的治疗方法。随着材料学的发展，应用生物降解材料制作的可吸收内植物张力带内固定治疗髌骨骨折，具有骨折愈合后不需要再次手术取出内固定物等优点。在微创技术已经成为外科技术发展主流的背景下，传统张力带固定法则有明显的不足之处:切口大、出血多、住院时间长、恢复慢等问题。在微创技术理念的启示下，微创张力带内固定既保留了张力带固定的优点，又将其损伤减少至最低，同时还满足了患者美观的要求，将微创技术与AO张力带固定原则相结合，是髌骨骨折手术治疗的发展趋势。
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篇8
【关键词】 后交叉韧带;胫骨止点撕脱性骨折;缝合锚钉固定
后交叉韧带(posterior cruciate ligament，PCL)是维持膝关节稳定的重要结构。它的断裂将直接导致膝关节的后直向不稳[1]，从而损害膝关节的功能，远期出现骨关节炎，随时间延长而加重。以往对PCL损伤的诊断、治疗未予以足够的认识多给予保守治疗。近年来，随着对PCL的解剖、生理功能、生物力学及对其损伤后自然转归的深入研究，PCL损伤的诊断及治疗水平不断提高。我科2003年至2008年膝关节后内侧小切口入路切开复位锚钉固定治疗后交叉韧带胫骨止点撕脱性骨折，共53例，取得了满意疗效。现报告如下。
1 资料和方法
1.1 一般资料 本组患者共53例，男33例，女20例，年龄18～57岁，平均35.6岁。车祸伤40例，运动伤13例。手术时间为伤后4～10天，平均7天。多为屈膝位胫骨上段受到由前向后的冲击力所致，少数为过伸性损伤，单纯PCL损伤36例，复合伤17例。所有病例术前常规摄膝关节正侧位片、后抽屉试验应力位片，并经CT平扫证实，部分病例行膝关节MRI检查。5例为完整较大骨块，8例为片状骨片，40例为多小骨块的撕脱性骨折。
1.2 手术方法 硬膜外麻醉，患者取仰卧位，常规消毒、铺巾、上止血带，健侧臀部垫高，身体向患侧倾斜约30°，屈患膝30°。行膝后内侧倒“L”形切口，将腓肠肌内侧头向外牵开，即达胫骨平台后缘，暴露PCL及其已撕脱骨折的下止点，以小刮匙清理骨折端及周围组织，用巾钳临时固定，带线锚钉深埋在骨折旁，将骨折片行原位缝合。见胫骨止点撕脱骨折处复位良好，内固定牢固。冲洗伤口后逐层缝合。
1.3 术后处理和随访 本组病例术后即进行股四头肌力锻炼，1周后在可调节膝关节外固定支具保护下进行膝关节屈伸活动，2周后膝关节伸直位下地负重行走，4周后去除可调节膝关节外固支具，加大膝关节活动度及协调能力的训练。术后6周要求膝关节屈曲达120°。术后定期随访，了解骨折对位及愈合情况，膝关节稳定性及活动度，按Lysholm[2]膝关节评分标准评估患肢功能。
2 结果
本组53例患者均获随访，所有患者骨折愈合时间为6～8周，未见骨折端有明显移位。术后6个月，仅有2例患者后抽屉试验呈弱阳性。均无伸膝受限。1例有轻度屈膝受限(20°)，Lysholm膝关节功能评分为(92.3±2.2)分。
3 讨论
3.1 手术入路选择 单纯后交叉韧带胫骨附着部撕脱骨折在治疗上应选择既能充分暴露骨折部位，又便于操作，同时损伤又小的伤口。以往常用腘窝中央部“S”形切口，切口大，且需经过膝后血管神经组织，损伤大，操作费时。我们采用腘窝内侧微创小切口入路，仅需6 cm切口，将腓肠肌内侧头牵向外侧，即可到达胫骨台后缘。神经血管束可完全避开术野，不必做精细显露，组织创伤小，瘢痕小，利于切口修复。为早期功能康复训练提供了有利条件。因此后内侧入路是治疗PCL胫骨附着部撕脱骨折的良好手术入路。
3.2 胫骨止点撕脱性骨折早期修复的必要性 后交叉韧带损伤多为交通事故伤或运动性损伤，患者年轻且体力劳动者居多，我们认为需积极手术治疗。过去我们对后交叉韧带的重要作用认识不够，认为伤后症状少，可利用股四头肌肌力代偿使膝关节向后不稳得到纠正，加之其解剖位置较深，手术重建较为复杂，故常采用保守治疗。近几年，对后交叉韧带生物特性及生理作用的研究表明，后交叉韧带是重要的静力稳定结构[3]。后交叉韧带损伤后，虽然加强膝关节周围肌肉力量训练，可以补偿部分稳定作用[4]，但很难完全代替后交叉韧带，若不及时纠正，将会使膝关节失去正常运动规律，引起或加重其他主要结构损害，出现后侧旋转不稳定[1]。
3.3 带线锚钉固定的优点 Butler等[5]进行生物力学测定指出:后交叉韧带承担阻止胫骨上段后移95%的功能。其次它还能限制膝关节的过伸、旋转及侧方活动。它是膝关节伸屈及旋转活动的主要稳定结构。即使韧带松动较小，患者行走时也会感到关节不稳，不敢用力、跛行，长时间的这种活动对关节有明显损伤。膝关节将发骨性关节炎。后交叉韧带的损伤机制与其功能密切相关。当屈膝位胫骨上端受到由前向后的暴力作用，超出后交叉韧带的承受能力，后交叉韧带将发生断裂或附部撕脱骨折。后交叉韧带附着处的撕脱骨折只要后抽屉试验阳性，就一定需要手术治疗，即使骨折片分离较小或陈旧骨折，手术也可以将骨块复位，恢复后交叉韧带的应有张力，恢复膝关节的良好功能[6]。对于后交叉韧带附着处撕脱骨折的手术内固定方法有多种报道[7，8]。近年来，金属螺钉有两次手术取出困难、可吸收螺钉固定不牢、钢丝内固定时易造成松动的缺点，从而影响手术效果逐渐被放弃。我们选用锚钉作替代，因为该种损伤的骨片一般都比较小，即使骨折片稍大，在孔、拧钉固定时，很容易造成骨片碎裂。强生带线锚钉是一种非常小的植入物，其作用是将锚钉固定于骨表面后，通过缝线将软组织和骨重新连接而起到固定作用[9]。除不需二次手术取出外，手术操作简便，不需特殊器械，尤其适用于小切口、小视野暴露的手术操作。
3.4 应用前景 陈旭宏等[9]认为后交叉韧带的抗张强度是前交叉韧带的两倍，后交叉韧带损伤，常并发胫骨撕脱性骨折，发生后交叉韧带体部撕裂损伤的几率明显偏低。胫骨止点部分骨质撕脱的后交叉韧带损伤患者，其后交叉韧带本身无明显损伤，通过锚钉固定撕脱性骨折片，随着骨折愈合，可重新建立起韧带血液循环和神经支配，恢复原有韧带的强度和活性，达到发挥膝关节功能的最佳状态。我们认为，使用腘窝内侧微创切口缝合锚钉内固定治疗后交叉韧带胫骨止点撕脱性骨折，既遵循了交叉韧带重建中的解剖重建原则，又不破坏关节结构的完整性，同时兼顾了微创原则。此法简便易行，疗效满意，故值得临床推广应用。
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篇9
自20世纪50年代以来，颈前路减压植骨融合术（anterior cervical discectomy and fusion，ACDF）一直是治疗颈椎间盘突出引起的脊髓病变和神经根病变最有效的手段，随着研究的深入，其引起的并发症逐渐被人们认识，主要表现为：（1）颈椎的正常生物力学改变，手术节段丧失运动功能，相邻节段退变加速。目前认为这是由于术后相邻节段应力和活动度代偿性增加所致，颈椎屈曲时融合节段上、下节段椎间盘内压可分别增加73％和45％〔1〕。（2）植骨不愈合，假关节形成。Bohlman〔2〕的一项研究显示此并发症的发生率为13％，其中67％的患者出现相关症状，17％需要重新手术治疗。ACDF出现的并发症迫使人们探索新的手术方式，人工颈椎间盘置换术（total disc replacement，TDR）因其独有的优势得到迅速发展。
1 TDR的优势
TDR能够结合前路减压和椎体间关节成形的特点，即保持前路的减压效果和保持颈椎正常的活动度，弥补了ACDF的不足，近年来为越来越多的脊椎外科医生所青睐。与ACDF相比TDR有其独特之处：（1）能够维持颈椎正常的活动度，防止邻近节段因过度活动而代偿性应力增加而导致退行性变，且早期临床效果与融合术相似。Goffin〔3〕通过对40人颈椎活动度进行X线透视检查，第1组10人为正常人，第2组10人曾行C5、6融合术，第3组10人曾行C5、6颈椎间盘置换，第4组10人患有C5、6颈椎关节强硬，结果发现曾行颈椎间盘置换的患者颈椎活动度与正常人无显著性差异。（2）患者术后可早期恢复活动。ACDF术后患者一般都要佩戴矫形器防止颈椎过度活动以利于骨融合，但TDR患者一般术后1~2周可恢复一般活动，避免了因颈部长期制动引起的颈部肌肉萎缩及受限感。（3）植入假体具有与天然椎间盘相似的特性，可吸收震荡，起到缓冲的作用。（4）由于不需从髂骨取材，避免了局部并发症的出现。
2 假体材料及种类
在人工颈椎间盘的发展进程中，出现了多种材料和多种形状的假体，目前应用最多的材料是钛合金、钴铬合金、不锈钢和超高分子量聚乙烯。钛合金拥有最好的抗腐蚀能力和组织相容性，而且对MRI的干扰最小，因此可作为假体表面与上下椎体接触的良好选择，有利于骨质的生长以维持假体的长期稳定性；钴铬合金硬度很高，有很好的耐磨性，在关节成形术中也得到广泛应用；超高分子量聚乙烯的耐磨性较差，但是摩擦系数较低，而且有较强的吸收震荡能力，因此能形成低摩擦的关节面；不锈钢的硬度较钴铬合金差，但延展性较好。
按照应用材料的种类，人工颈椎间盘可分为金属-金属假体和金属-聚合物假体。金属-金属假体主要有Bristol和Prestige（Ⅰ，Ⅱ，ST，LP），金属-聚合物假体有ProdiscC、PCM和Bryan。金属-金属假体跟金属-聚合物假体相比，前者具有较强的抗磨损性，磨损产生的颗粒数量上明显较后者少，但小颗粒却较后者多，吸收震荡的能力也较后者差，但是，LeHuec〔4〕研究了金属-金属和金属-聚乙烯人工腰椎间盘的震荡吸收能力，结果显示两者无明显差别，这可能提示了聚乙烯对震荡吸收的有限性。
3 适应证和禁忌证
与其他手术类似，TDR也有其适应证和禁忌证，目前国内外尚无统一的标准，但存在一些普遍认同的准则。
3.1 适应证
（1）椎间盘变性并且出现颈部疼痛或脊髓病变或神经根病变，非手术治疗无效；（2）拟手术节段位于C3、4~C6、7；（3）骨已发育成熟；（4）颈椎中、后柱结构正常，侧位的过屈、过伸动力位片显示颈椎稳定等。如果患者是由于单纯的椎间盘变性而出现疼痛，但没有神经受压的情况，则不在手术适应证范围内〔5〕。
3.2 禁忌证
（1）伴有骨质疏松、骨量减少或其他骨代谢性疾病;（2）病变超过2个节段；（3）邻近节段曾行融合术；（4）以前的手术留有严重的瘢痕，病变节段后部有小关节病；（5）慢性感染、肿瘤、全身代谢或者系统疾病、相关的金属过敏；（6）类风湿性关节炎或强直性脊柱炎等引起的手术节段的畸形；（7）影像学上显示脊椎屈-伸不稳，颈椎骨性椎管狭窄等。
4 生物力学
颈椎的生物力学比较复杂，因为其运动需要椎骨钩突关节、椎间关节和平面小关节的协调。人工椎间盘应用的基本目的是保存受损节段的活动性同时又避免邻近节段出现退变，颈椎在矢状面和冠状面良好的活动度、适当的假体曲率半径、基本符合正常生理要求的瞬时旋转轴（instaneous axis of rotation，IAR）的位置对于防止邻近节段的病变有着重要的影响。
目前应用于临床的颈椎间盘假体按照IAR的移动程度可分为非限制性假体（Bryan）和半限制性假体（Prestige、PCM、Prodisc C），尚未见限制性假体的临床应用报道。非限制性假体和半限制性假体依靠周围的软组织限制颈椎的过度活动。适当的软组织强度对于维持颈椎的稳定性有着重要的作用，McAfee〔6〕从生物力学的角度阐述了后纵韧带在颈椎人工椎间盘置换中维持颈椎稳定性的作用，并提出了功能性后纵韧带的概念。非限制假体和半限制性假体提供了与正常颈椎活动基本一致的可移动的IAR，增加了受损节段颈椎的活动度，允许椎体间的平移运动并且减少应力作用于椎体与假体的接触面上，降低了邻近节段退变的可能性；但是，这使得平面小关节承受更大的剪切力和旋转负荷。由于两者均拥有可移动的IAR，所以对假体植入的位置要求不是十分严格。
假体越固定，对维持颈椎的稳定性越有利，椎体-假体接触面承受负荷也越大，这样平面小关节承载的剪切力就越小。限制性假体都有固定的旋转轴，这一定程度降低了手术节段颈椎的活动度，同时对假体植入的位置要求较其余两种苛刻，这可能是其临床应用受到限制的原因。
5 临床应用疗效
颈椎手术的目的一方面是去除脊髓或神经致压物，恢复正常的脊髓形态和有效的椎管容量，另一方面是恢复颈椎正常排列以及重建颈椎的生理曲度和病变节段的椎间高度〔7〕，这同时也是评价疗效的基本准则。颈椎目前在临床上应用最多的椎间盘假体为ProdiscC、Bryan和Prestige，均取得令人满意的短期临床效果。
Rudolf B等〔5〕报道了27例接受27个ProdiscC椎间盘假体的临床效果，患者术前均诊断为单节段颈椎间盘变性，术后为期1年的随访显示，颈椎障碍功能指数（neck disability index，NDl）和直观模拟量表评分（visual analog sclaes，VAS）在术后6周分别下降了35％和44％，并且在随访期内维持不变；颈椎运动范围（range of motion，ROM）跟术前相比上升了240％，更重要的是ROM保持在10°左右的功能位；颈椎疼痛的强度和频率跟术前比较下降了40％，且无任何并发症出现。
我国王岩等〔7〕报道了27例（35个节段）Bryan颈椎间盘假体置换术术后1~8个月（平均5.2个月）的随访结果。所有患者症状及脊髓功能都有明显改善，随访超过3个月的15例患者JOA评分由术前平均9.2分上升至术后平均15.5分。Odom评级：优10例，良5例，可0例，差0例。置换节段前屈后伸活动范围平均为5.12°，左右侧屈活动范围分别为平均3.18°和3.28°。没有发现明显的颈椎生理弧度的丢失。
6 并发症
由于颈部解剖结构复杂，人工颈椎间盘置换术可能会出现相关并发症〔9〕，主要包括两类。
6.1 植入技术并发症
主要有假体大小选择不当，椎间盘组织切除不彻底，软骨终板部分残留，术中骨折、植入节段后突畸形等，颈部及肩部疼痛也见报道〔10〕。
6.2 与假体有关的并发症
主要有假体引起的周围血管神经损伤、移位、松动、螺丝部分拔出、折断、达不到理想的活动度，假体周围骨化融合，盖板断裂，滑动核破裂等，过敏反应及沉降尚未见报道。
在所有的并发症中，椎旁骨化最为常见。目前认为与假体设计不当，植入技术不过关和患者术前存在的脊椎关节强硬导致的椎间高度下降有关〔11〕。据Heller〔12〕报道，术后2~3周的非甾体抗炎治疗可减少脊椎周围骨化的发生率。
7 存在的问题
人工颈椎间盘置换术的研究及应用时间不如腰椎，尚缺乏长期临床资料，远期效果尚不明朗，存在影响长期疗效的潜在因素。
7.1 假体磨损
在髋和膝置换术中，假体磨损碎屑是造成手术失败的重要原因之一。磨损碎屑引起的炎症反应会导致骨质溶解、假体松动，造成这些后果不仅与碎屑的数量有关，而且与其浓度、大小和形状有密切的关系。各种人工颈椎间盘假体在临床应用前均经过严格的磨损分析，虽然都取得令人满意的结果，但由于体外实验时间都不长，且体内外环境存在很大差异，目前尚不清楚假体在体内的磨损程度。同时，曾有报道在髋、膝等大关节置换术后由于磨损出现重金属物沉积的现象，并且在肾脏、肝脏、心脏、淋巴结等处可测得一定浓度的金属离子〔13〕，虽然跟踪观察未见其会引起不良反应，但在无血管和无滑液的椎间隙是否如此尚待研究。
7.2 假体是否会沉降
在人工腰椎间盘置换远期效果不佳的病例中，67％存在假体沉降的问题〔14〕。TDR临床应用时间较短，大多数接受颈椎间盘置换手术的患者相对年轻，且把骨质疏松作为手术禁忌证，因此尚未见颈椎间盘假体沉降的报道。随着年龄的增加，骨密度逐渐降低，出现假体沉降的问题可能难以避免，解决方案是改进假体设计和提高手术技巧。天然椎间盘变性后应力作用转移到纤维环，这使得与纤维环接触的终板边缘跟终板中央相比可承受更大的负荷。因此假体设计时应使应力集中于终板边缘，即皮质骨，减少终板中央即松质骨的应力；另一方面可增加假体与终板的接触面积，使应力相对分散，同时在手术过程中应该小心操作，防止损伤终板。
7.3 是否会出现手术节段活动度下降、相邻节段退变
虽然近期随访研究表明TDR术后颈椎活动度与生理状况下无异，但不排除随着时间的推移活动幅度减少的可能性。人工腰椎间盘置换术的长期疗效明显较融合术好，但仍有报道显示部分患者远期出现腰椎活动度减少甚至丧失的情况〔15〕。Huang〔16〕对第1代腰椎ProDisc假体为期9年的观察中发现，平均活动度只有3.8°，有34％的患者活动度在2°以下，活动度下降的病例邻近节段变性的概率增加。这意味着这部分病例术后脊柱远期的生物力学改变与融合术无差别，其原因有待探讨。
7.4 能否长久缓解症状
不仅来自椎间盘，椎体后缘骨赘形成、后纵韧带的增厚、后方小关节的增生都与其有关。在TDR术中，能否彻底去除这些致压物、长久解除临床症状尚待观察〔7〕。
8 总 结
TDR与ACDF相比具有一定的优势，一定程度上弥补了ACDF的不足，短期应用疗效亦令人满意，但作为一项较新的技术，临床医生在应用前仍应把握其适应证、禁忌证及可能出现的并发症。TDR临床应用时间仍较短，其远期疗效仍需将来长期随访的评估。
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篇10
[关键词]补肾健脾中药；骨质疏松骨折；骨痂；结缔组织生长因子；Osterix
[中图分类号] R683 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721（2017）05（a）-0063-04
[Abstract]Objective To analyze the influence of Chinese Herbal Compound of Tonifying Kidney and Strengthening Spleen on CTGF and Osterix factor expression in callus of osteoporotic fracture.Methods 60 female SD rats of clean-class aged six-month were selected and they were randomly divided into 3 groups：model group，western medicine group and traditional Chinese medicine group （TCM group） （n=20）.After the success of the osteoporosis′ fracture model，TCM group was given Chinese Herbal Compound of Tonifying Kidney and Strengthening Spleen and the western medicine group was given sodium alendate suspension.The model group was given routine culture.After 1 month，the callus of each group was taken and cultured in vitro.The callus of each group was cultured with the corresponding serum.CTGF and Osterix expression in each group were detected by fluorescence quantitative PCR.Results The expression of CTGF mRNA in TCM group and western medicine group was significantly higher than that in model group （P
[Key words]Chinese herbal medicine of tonifying kidney and strengthening spleen；Osteoporosis fracture；Callus；Connective tissue growth factor；Osterix
骨|疏松症最严重的并发症是骨质疏松性骨折，严重影响患者的生活质量。骨质疏松性骨折是由于骨强度下降所致。目前已知的影响骨强度的因素主要有骨量、骨微结构、骨的几何形状、皮质骨厚度和多孔程度、骨组织构成材料的内在性能等[1]。骨质疏松性骨折的防治已成为了全世界关注的课题。然而，目前国内外对骨质疏松性骨折愈合机制以及对骨质疏松性骨折局部骨痂的“质量”的研究相对较少，且主要针对体内环境中的骨痂进行探讨。本研究通过建立骨质疏松性骨折模型及骨痂组织体外培养体系，运用中药血清药理学的研究方法，模拟中药在体内作用于骨痂组织的模式，观察补肾健脾中药复方对体外环境中骨痂生物学特性的变化以及结缔组织生长因子（connective tissue growth factor，CTGF）、Osterix因子表达的影响，揭示补肾健脾中药复方对骨质疏松性骨折骨痂生物学特性影响的作用机制，为中医“肾主骨”理论提供实验依据。亦为研究骨质疏松性骨折愈合的生理病理机制和治疗方法提供一种新的思维模式。
1材料与方法
1.1试验动物
6月龄清洁级健康雌性SD大鼠60只，其体重为（260±30）g。随机分为3组：模型组、西药组和[l1]中药组；每组20只。所有动物均为广州中医药大学动物中心提供。
1.2实验药物
中药组采用补肾健脾中药复方灌服，药物的主要组成包括：黄芪12 g，补骨脂15 g，羊藿15 g，菟丝子12 g，肉苁蓉15 g，熟地15 g，白芍10 g等组成。根据临床用药剂量及新药研究中动物用药剂量要求，该方的提取药物，含生药量1.65 g/ml。西药组采用阿伦磷酸钠片配制成0.055 mg/ml浓度的阿伦磷酸钠混悬液（杭州默沙东制药有限公司提供，国药准字J20080069）。
1.3含药血清的制备
每组中10只大鼠给予相应的药物连续灌胃2周，其中西药组和中药组以蒸馏水定容至上述所需浓度，每日灌胃1次，模型组给予正常饮食。最后1次给予动物灌胃后的2 h，对动物行心脏采血。获得的全血置于含EDTA抗凝试管中，5～10 min后，以3000 r/min离心15 min，吸取上清，加以灭活，抽滤除菌，放置-20℃冰箱保存。
1.4 动物造模
每组中另外10只作动物模型，采用10%水合氯醛溶液作麻醉，以0.33 ml/100 g腹腔注射，待5 min后，大鼠麻醉完全，采用背侧入路行双侧卵巢摘除术以造模。3个月后，行骨密度检查，证实模型成功后，对各组麻醉，消毒右下肢，取膝内侧髌旁切口约1 cm，逐层分离切开，将髌骨及韧带向外侧推开，暴露膝关节，屈曲膝关节，暴露髁间窝，钻入0.5 mm克氏针，至股骨转子下，做髓内固定，剪断克氏针，残端长度以不影响关节活动为度。利用骨折发生装置将股骨造成闭合性骨折[2-3]。
1.5给药方法
骨质疏松骨折的模型成功后，各组开始灌胃治疗，灌胃给药容积为10 ml/kg，模型组灌服蒸馏水；西药组和中药组以蒸馏水定容至上述所需浓度，每日灌胃1次，治疗时间为1个月。
1.6骨痂的体外培养
摘取眼球取大鼠外周血3～4 ml，取血后处死，置于75%的乙醇浸泡15 min，置于无菌台上，切开皮肤及皮下，分离肌肉，暴露骨折段，取出骨痂，PBS漂洗后放于Eppendorf管作备用。大鼠处死前24 h禁食。将新鲜骨痂标本切成1 mm×1 mm×1 mm大小，经过两次含有青霉素及链霉素的PBS液漂洗后，放入培养板，加等量bGJB培养液，置于37℃，5%CO2中静置培养，24 h后换液，根据分组情况分别加用含药血清与bGJB培养液共同培养，1周后收集标本进行相关指标检测。
1.7 指标的检测及结果的计算
采用荧光定量PCR检测各组骨痂中的CTGF 和 Osterix 的mRNA含量。使用引物和探针设计软件Primer 5.0，除了考虑引物、探针设计的通用原则外，此引物Tm值要求在58～60℃，探针Tm值在68～70℃，以保证探针特异性杂交。序列表见表1。
按照抽提的总RNA应马上进行反转录：取2 μl RNA模板做逆转录反应，反转录反应程序：30℃ 10 min，42℃ 20 min，99℃ 5 min，4℃ 5 min；取1 μl反转录产物（cDNA）进行荧光定量PCR。根据实时荧光定量RT-PCR的原理，以β-actin基因mRNA的表达为内对照。ΔCt=Ct（目的基因）-Ct（β-actin），然后计算实验组各样本的ΔCt与对照组样本的ΔCt的差值，从而得到ΔΔCt，ΔΔCt=ΔCt（实验组）-ΔCt（对照组）。采用2-ΔΔCt进行计算。表示实验组测定基因的表达相对于对照组样本基因的表达的变化倍数，将2-ΔΔCt作为最后的定量结果用于统计分析。
1.8统计学方法
采用SPSS 16.0软件包分析，计量资料用x±s表示，采用方差分析和t检验，以P
2结果
在CTGF表达方面，中药组和西药组的CTGF mRNA含量明显高于模型组，差异有统计学意义（P0.05）；在Osterix表达方面，中药组和西药组的Osterix mRNA含量明显高于模型组，差异有统计学意义（P
3讨论
中医学认为骨质疏松属“骨痿“范畴。《素问・痿论》云：“此乃肾水不足，水不胜火；则骨枯髓虚，故足不任身，发为骨痿。”其病因病机，当首责于肾虚。由于各种原因导致肾（气、阴、阳）的不足，影响骨髓和血之化源，精不生髓，骨失髓血充养，易发生骨骼脆弱无力之证，即骨质疏松性骨折。同时，中医学亦认为骨质疏松性骨折愈合就是“瘀去、新生、骨合”的过程，且在“肾主骨”理论指导下进行组方用药，国内的研究[4]表明补肾中药提高了机体内分泌腺系统的功能，改善了下丘脑-垂体-性腺轴的功能，增加了体内的性激素，调整了内环境，从而达到抑制骨吸收，增加骨形成的目的，起到提高骨量的作用。魏合伟等[5-6]的研究已证明以“补肾法”拟定的中药骨康方对骨代谢有双向作用，既可抑制骨吸收，又可促进骨形成，缩短再造周期，提高骨生物力学性能，改善骨的质量，是一个较理想的治疗骨质疏松症的药物。同时，发现其含药血清中含有类性激素样作用的物质；能促进成骨细胞增殖和矿化，并促进成骨细胞分泌Ⅰ型胶原。
本研究所用方由黄芪、补骨脂、羊藿、菟丝子、肉苁蓉、熟地、白芍等组成，全方诸药共奏补肾壮骨、健脾益气之功效。该方以补骨脂补肾助阳壮骨为君药。辅之肉苁蓉、羊藿、菟丝子加强其补肾壮阳之功为臣药。同r配以黄芪补中益气；熟地、白芍滋阴益精，培补后天生化之源以充肾精，又可达到补中寓通，补而不滞的目的，共为佐药，故本方具有补肾壮骨、健脾益气的作用。
骨折修复的最终目的是尽可能恢复受伤骨的最大力学强度，修复骨折不仅要恢复骨形态的连续，更重要的是重建骨的支撑功能[7]。骨痂被认为是一种黏弹性物质，会随着骨愈合过程而发生变化，由此出现刚度与强度变化的不同步[8]。张胜利等[9]的研究表明，骨质疏松后，皮质骨和松质骨的生物力学性能均发生了改变：在骨折愈合的不同时期骨痂局部的形状、截面积、均匀性等发生变化，对于骨质疏松骨折而言，骨皮质变薄，骨弹性下降，骨脆性增加，骨骼的生物力学性能下降。随着分子生物学的发展，人们对骨折愈合的认识不断深化，现已知有大量的细胞生长因子在骨折愈合的不同阶段参与并调控了实质过程，如CTGF及Osterix因子对骨细胞的增殖和分化有重要作用。
CTGF是CCN家族中的成员，是一种由349个氨基酸组成，分子量为34～38 KD的富含半胱氨酸的分泌肽，目前该家族共有CTGF/fisp-12，cef10/Cyr61和Nov三个成员，参与了体内的多种病理生理过程，在骨折愈合中发挥重要作用。研究表明[10-11]，其可促进软骨细胞、生长板软骨细胞、肥大软骨细胞的增殖，并参与膜内骨化和骨建模或重塑，因此在维持骨量方面有重要作用。在本研究中，中药组和西药组的CTGF mRNA含量明显高于模型组，差异有统计学与意义，说明补肾健脾中药复方能进一步提高骨痂的生长。
Osterix是一种含有锌指结构的，对成骨细胞分化很重要的转录因子，属于Sp/XKLF家族，定位局限于细胞核。它只在发育的骨组织异表达，被Lee等[12]认为是直接调节骨形成protein-2-runx2通路主要因子。另一方面，Osterix被认为是sox9和软骨细胞的一种负向调控因子，可阻止骨或软骨的祖细胞向软骨细胞的分化。Baek等[13]的研究表明，Osterix失去可以延迟成骨细胞的成熟，导致不成熟的成骨细胞的积累和减少骨形成的成骨细胞功能的缺陷，无明显骨吸收，因此，认为Osterix在积极调控成骨细胞分化和骨形成具有重要作用。Kang等[14]用机械牵张力结合超声波刺激成骨细胞前体细胞，发现Osterix结合机械刺激可加速成骨细胞的基质成熟。Sinha等[15]认为，Osterix是成骨细胞特异性转录因子，它能激活早期成骨细胞分化成更多成熟的骨细胞。在本研究中，中药组和西药组中的Osterix mRNA含量明显高于模型组，差异有统计学意义，且中药组的Osterix mRNA含量高于西药组，差异有统计学意义，说明补肾健脾中药复方在提高骨痂的生长有明显的影响。
综上所述，补肾健脾中药复方能在一定程度上可促进骨痂的生长，从而促进骨折愈合，为防治骨质疏松性骨折、促进骨折愈合的治疗方法提供了一种新的途径。
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