软组织在“骨搬运”中扮演什么角色?

2016-06-03   文章来源:国外医学期刊   作者:李艳秋 点击量:492 我要说

骨搬运技术始于19世纪初,目前已广泛应用于骨缺损的治疗。临床常用外固定系统(EMS) 实施“骨搬运”,尽管在应用过程中此项系统不断得到改进,但是其治疗大段骨缺损时仍会给患者带来肌肉挛缩、轴向偏移和钉道感染等并发症。髓内牵伸系统(IMS)虽然能够避免钉道感染,提高患者生活质量,但是因其相关研究欠完善,故尚未在临床方面广泛应用。

牵伸力对此类患者治疗是否成功有很大的影响,所以认识软组织的生物力学特征对改善患者临床预后很有必要。截至目前,有关“骨搬运”牵伸力和软组织牵伸力的研究还很少。

   “骨搬运”的力学分布包括几个不同的组成部分。它首先搬运骨段的所有附属结构,比如肌腱、筋膜和肌肉由于软组织的拉长而产生力量;其次,另一个总体牵伸力的组成部分直接与骨痂和新生骨组织相关,还有一部分用来阻挡骨缺损组织的移位等。

“骨搬运”相关的生物力学因素等一系列问题目前并不完全清楚。既往的研究检测了延长力,要么是关于并发症方面的,要么是应用了欠准确的方法,忽略了摩擦力,包括各种变量的必要信息相对缺乏,如最佳的骨延长速度、参与搬运过程的牵伸力以及截骨部位等等。Aronson等认为随着牵伸载荷的增加可能会导致软组织的弹性回缩,推断牵伸力是由骨痂自己产生。Wolfson等则认为牵引力由软组织产生,有的学者却认为骨搬运时产生的力量不能归结于软组织,有的学者则认为软组织占据重要角色。现在尚不能确定软组织的弹性和骨痂本身产生的力量哪个更重要。

为了改进现有的治疗模式,在深刻理解生物力学因素基础上,本项目研究人员研发了一套新型骨痂延长系统(CDS),它可以减少肌肉挛缩、轴向偏离和血管、神经损伤等并发症。本项研究主要是检测和评估整个骨延长期内,应用CDS之后,其作用于搬移骨段软组织所产生的力学情况。

  图1.将CDS植入到股骨,牵拉导丝与整体置放的力学装置相连。

图2.植入到股骨内的CDS与连接到导丝线杆上的骨段。

澳大利亚与德国的学者合作开展了本项研究工作,他们应用CDS对8具股骨标本进行了力学检测。研究过程中,他们采用40mm和60mm骨段,在持续载荷的状态下,进行超过60mm股骨缺损的骨段搬运时,发现60mm骨段搬运所需的牵伸力高于40mm骨段的。由于实验是在尸体标本上进行,没有与骨痂相关的力学影响实验结果。研究显示在骨段搬运过程中软组织能够产生相对较大的生物力学作用,骨段大小和截骨部位的选择至关重要,其研究成果发表在Strat Traum Limb Recon (2015) 10:21–26(DOI10.1007/s11751-015-0220-8)。

本项研究第一次描述了应用IMS进行“骨搬运”软组织牵伸力的测量,因其不是在活体上实验,数据仅供参考,但其研究结果仍提示在牵伸过程中软组织力占有重要地位。

审阅编委简介:臧建成

   国家康复辅具研究中心附属医院博士研究生。跟随秦泗河教授学习和践行外固定肢体延长、肢体矫形与功能重建技术。师从张洪教授专攻成人髋关节发育不良的保髋重建及复杂关节置换。致力于先天和后天各种骨关节畸形、发育不良疾病的基础和临床研究。曾在北京大学第三医院研修运动医学,在清华大学垂杨柳医院研究Ilizarov技术。擅长各种肢体畸形的矫正与重建,应用外固定技术治疗各种肢体畸形,以及严重创伤,运动损伤及创伤后遗症的微创治疗等。

   以第一作者和通讯作者身份在国家级核心期刊发表论文40余篇,获得国家实用新型专利2项,政府资助课题3项,多次参加国际、国家级骨科学术研讨会。兼任国际肢体延长与重建学会(ILLRS)中国部委员,国际创伤与矫形外科学会(SICOT) 中国部委员,中国医师协会骨科医师分会外固定与肢体重建委员会(CEFS)委员,中国康复辅助器具协会肢体功能重建与外固定工作委员会秘书,《中国矫形外科杂志》编委等。



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