髌骨下极骨折为约占髌骨下方 1/4 且不累及髌股关节的骨折,占髌骨骨折的 9.3%~22.4%[1]。髌骨下极撕脱骨折具有骨折块小、粉碎严重、不易固定的特点,由于受到髌腱强大的牵拉力而移位,保守治疗常常无效,多需切开复位内固定手术治疗。目前主要采用两种手术方式,一种是部分切除较小下极骨折块后,使用带线锚钉固定髌腱-髌骨骨面重建髌腱止点。这种方法固定髌腱止点张力较大,存在非解剖重建和后期腱骨愈合困难的缺点[1-2]。另一种是采用钢板、钢丝或缝线固定保留髌骨下极[1, 3-11],但对于较小的髌骨下极撕脱骨折固定空间有限,不能提供骨折块足够的三维空间稳定性,可能导致骨折复位丢失和固定失败。无论采用上述哪种手术方式,术中都很难固定和保持复位骨折的稳定性,因此髌骨下极撕脱骨折的有效固定极具挑战性[3, 12]。如何在三维空间固定髌骨下极撕脱骨折块和恢复伸膝装置功能,是治疗髌骨下极撕脱骨折亟待解决的临床问题。为此,我们设计了多向三维钢丝环套固定治疗髌骨下极撕脱骨折,取得了良好临床疗效。报告如下。
1 临床资料
1.1 患者选择标准
纳入标准:① 膝关节外伤后以肿痛为主要临床症状;② 体格检查发现患膝伸屈活动受限,可触及髌骨下极骨折断端;③ 术前患膝正侧位 X 线片及 CT 三维重建均提示髌骨下极撕脱骨折,矢状面骨折线移位超过 2 mm;④ 接受多向三维钢丝环套固定手术,手术由同一术者完成。排除标准:① 病理性骨折;② 重度骨质疏松症患者;③ 合并膝关节韧带、半月板、血管神经损伤;④ 术区周围感染,糖尿病患者;⑤ 全身其他疾病不能耐受手术者;⑥ 不能及时有效获得随访者。2015 年 1 月—2019 年 1 月共 22 例患者符合选择标准纳入研究。
1.2 一般资料
本组男 12 例,女 10 例;年龄 20~69 岁,平均 39.4 岁。致伤原因:交通事故伤 9 例,摔伤 13 例。均为单侧膝关节闭合损伤,左侧 9 例,右侧 13 例;其中 7 例髌骨周围皮肤挫伤。患膝关节活动度为(20.82±7.16)°(10°~35°)。受伤至手术时间 3~12 d,平均 5.9 d。
1.3 手术方法
患者于持续硬膜外麻醉联合蛛网膜下腔阻滞麻醉下取仰卧位,患侧大腿根部扎无菌止血带充气。取髌骨正中纵切口,逐层切开皮肤及皮下组织显露骨折块,去除骨折端瘀血和嵌插的软组织,点式复位钳试复位骨折块,C 臂 X 线机透视见骨折端对合可,关节面平整。用 1 枚直径 1.5 mm 克氏针钻取骨隧道,从髌骨正上方边缘两侧向骨折面近侧依次钻入。用 1 枚直径 0.8 mm 钢丝穿过两侧骨隧道,经骨折远端骨面横向环扎髌骨,于髌骨骨折面固定髌骨下极撕脱骨折。评估髌骨下极骨折块粉碎程度和骨块位置,在髌骨正上方设计纵穿骨隧道走行,确保每个骨隧道可通过钢丝纵向环扎骨折块。分别在髌骨上极作 3 个纵向骨隧道,直径 0.8 mm 钢丝穿越骨隧道,下方纵向环套在横向环扎钢丝圈外,固定髌骨上下极骨折断端。依次收紧横向和纵向环套钢丝圈打结,剪断钢丝尾部。见图 1。采用 2 号肌腱缝线(强生公司,美国)以 Krachow 缝合法纵向环扎缝合髌骨予以加强,膝关节屈曲 90° 时打结固定。C 臂 X 线机透视下见髌骨下极撕脱骨折复位好,髌股关节面平整。缝合修补髌股关节囊和髌腱扩张部,逐层逢合切口。

a. 髌骨下极骨折冠状面和矢状面;b. 1 枚直径 0.8 mm 钢丝(红色线)经骨折远端骨面横向环扎髌骨;c. 分别在髌骨下极撕脱骨折块和髌骨上极作 3 个纵向骨隧道,直径 0.8 mm 钢丝(蓝色线)穿越骨隧道;d. 依次收紧横向和纵向环套钢丝圈打结,剪断钢丝尾部;e. 术中探查移位的髌骨下极骨折,复位骨折块;f. 3 枚钢丝穿越骨隧道,纵向环套在横向环扎钢丝圈,固定骨折块打结
Figure1. Schematic diagram of operationa. Coronal and sagittal planes of inferior patellar fractures; b. A 0.8 mm diameter steel wire (red line) circumferenically ringed patella through the distal bone surface of the fracture; c. Three longitudinal bone tunnels were made between the inferior patellar fracture and the upper pole of the patella, respectively, the 0.8 mm diameter steel wire (blue line) passed through the bone tunnels; d. Tighten the knotting of the wire ring of the transverse and longitudinal rings in turn, and cut the end of the wire; e. Intraoperative exploration and reduction of displaced fracture; f. Three wires were inserted through the bone tunnels, and the longitudinal ring was attached to the transverse ring
1.4 术后处理及疗效评价指标
术后切口间断冰敷;术后第 2 天逐渐开始主动伸屈膝关节训练、直腿抬高及踝关节主动活动,术后 4 周扶拐下地部分负重行走,避免意外摔伤;髌骨骨性愈合后完全负重行走。
术后 1、2、3、6、9、12 个月及之后每隔半年门诊随访 1 次。术后复查患膝关节正侧位 X 线片判断骨折愈合情况;观察膝关节活动度;采用 Böstman 评分[1]评估患膝关节功能恢复;记录并发症发生情况。
1.5 统计学方法
采用 SPSS13.0 统计软件进行分析。数据以均数±标准差表示,手术前后比较采用配对 t 检验;检验水准 α=0.05。
2 结果
本组患者术后切口均Ⅰ期愈合,无切口相关并发症发生。22 例患者均获随访,随访时间 13 个月~5 年,平均 26.7 个月。髌骨愈合时间 9~12 周,平均 10.9 周。末次随访时患膝关节活动度为(129.77±2.35)°(126°~135°),与术前比较差异有统计学意义(t=–67.022,P=0.000)。Böstman 评分为 31~36 分,平均 34.3 分。随访期间无髌骨下极骨折复位丢失、钢丝断裂、内固定失效等并发症发生。见图 2。

a. 术前正侧位 X 线片;b. 术中正侧位透视钢丝环扎操作;c. 术中钢丝和缝线环扎外观;d. 术中透视钢丝环扎完毕;e. 术后 2 年正侧位 X 线片;f. 术后 2 年功能
Figure2. A 66-year-old male patient with left inferior patellar pole avulsion fracture caused by fallinga. Preoperative anteroposterior and lateral X-ray films; b. Intraoperative anteroposterior and lateral fluoroscopy of wire in strapping operation; c. Intraoperative appearance of wire and suture strapping; d. Intraoperative fluoroscopy wire strapping after fixation; e. Anteroposterior and lateral X-ray films at 2 years after operation; f. Functional recovery at 2 years after operation
3 讨论
髌骨下极撕脱骨折具有骨折块小、粉碎性严重导致术中不易固定的特点。坚强固定骨折块使膝关节早期恢复活动,是治疗髌骨下极撕脱骨折的难点[1-2]。目前包括切除或保留髌骨撕脱骨折块两种手术方式。切除髌骨撕脱骨折块需行锚钉重建缝合髌腱[13],存在骨质缺损、髌腱张力高、髌股关节错位和腱-骨愈合困难等缺点[8]。多数创伤学者仍采用保留髌骨下极撕脱骨折块内固定手术,可最大限度恢复髌骨正常解剖结构。内固定物包括髌骨爪、篮网状钢板、钢丝、克氏针或空心螺钉等。髌骨爪能向心聚合移位的髌骨骨折[14],但不能有效把持较小的髌骨下极骨折块断端;篮网状钢板放置于髌腱起点,髌腱收缩时钢板会刺激髌腱引起术后不适[5];Yang 等[6]使用钢丝结合螺钉固定,不能获得满意的骨折稳定性,术后复位易丢失[11];克氏针或空心螺钉张力带固定技术克服了膝关节伸肌的收缩张力,并转换为骨折断端加压力,能对抗 395 N 的极限拉力[15],然而会导致骨质不足及不稳定骨折块复位丢失和固定失败。传统单向环扎钢丝固定产生的内聚力较为分散,不能多向形成合力,骨折断端固定不稳,无法有效对抗膝关节屈曲时纵向分离移位,固定的稳定性和强度欠佳,缺乏多平面足够的三维空间稳定性[16]。
基于上述手术方式的不足,我们提出通过多平面套穿钢丝和缝线环抱固定,维持足够的髌骨下极撕脱骨折块三维空间稳定性。主要优点在于先经骨折远端骨面横向环扎髌骨形成冠状面合力,再分别用钢丝在髌骨下极撕脱骨折块和髌骨上极之间纵向环套在环扎钢丝圈上,形成多向矢状面环抱力。从矢状面和冠状面多向环套三维固定,把较为粉碎的骨折块整合为一体,具有骨折三维整复和环抱固定的优点。当髌骨下极撕脱性骨折块横向直径<5 mm 时,无法达到较为稳定的解剖复位和固定[1],然而本研究固定方式对于此类型髌骨下极粉碎性骨折仍适用。不同的纵向环扎钢丝可根据骨折块形态分别固定于髌骨上极,有助于简化复位和固定复杂的多处骨折,提高环扎钢丝效果。术中注意保护与骨折块相连的软组织,从髌腱远端两侧经下极骨折断端环扎缝合骨折块,在髌骨上极收紧缝合打结,可使上下极骨折块在软组织合叶的牵拉下形成一个整体,达到无张力复位和固定的目的[16]。本手术方式采用三维分布钢丝和缝线加强固定骨折断端,对抗纵向牵伸负荷,可有效防止伸膝时股四头肌收缩使骨折断端分离,术后可早期功能锻炼,从而促进骨愈合和膝关节功能恢复[16]。Yang 等[6]采用钢丝垂直间断缝合髌骨下极骨折,操作简便,但不能有效对抗股四头肌腱强大的牵拉力,术后需支具制动,不利于早期膝关节功能锻炼。本手术方式通过环抱钢丝多向环扎固定,可有效分散钢丝应力,防止钢丝断裂、滑脱风险,重建患膝关节伸膝装置,促进髌骨骨折断端早期愈合,防止膝关节僵直。同时,术中未使用钢板、螺钉等价格昂贵的内固定物,且易于操作,便于推广应用。
术中注意事项:① 根据术前患膝关节三维 CT 重建,评估髌骨下极骨折块粉碎程度、移位方向,设计确定多向环扎钢丝固定的方向和位置,确保每根钢丝达到有效固定目的。② 术中最大程度减少软组织剥离,减少不必要的血供破坏,防止骨折块与软组织游离。③ 紧贴髌骨骨面环扎钢丝和肌腱缝线,可用 20 mL 注射器空针头沿骨面穿剌引导。④ 植入冠状面环扎钢丝后暂不打结,待所有矢状面钢丝绕冠状面上下端后再收紧打结,以免穿钢丝困难;收紧打结前透视骨折块位置,如位置不佳予以调整。⑤ 如术中发现髌骨下极骨折粉碎程度严重,稳定性不佳,有钢丝切出风险,术后需支具固定 2 周。
综上述,采用多向三维钢丝环套固定治疗髌骨下极撕脱骨折可取得较满意临床疗效,术后切口愈合佳,骨愈合时间和患膝关节活动度较好,有效防止了患者术后早期康复锻炼时髌骨下极撕脱骨折移位、钢丝滑丝或断裂等并发症发生,有利于患膝关节早期功能锻炼。然而,本研究病例数较少,缺乏对照研究,尚无生物力学研究支持等,将在进一步研究中日臻完善。
作者贡献:谢美明、龚凯、黄晨、任亚明、郑伟负责资料收集整理和文章撰写;廖冬发负责课题设计与实施;陈松负责数据的统计学分析。
利益冲突:所有作者声明,在课题研究和文章撰写过程中不存在利益冲突。
机构伦理问题:研究方案经西部战区总医院医学实验伦理委员会批准。
髌骨下极骨折为约占髌骨下方 1/4 且不累及髌股关节的骨折,占髌骨骨折的 9.3%~22.4%[1]。髌骨下极撕脱骨折具有骨折块小、粉碎严重、不易固定的特点,由于受到髌腱强大的牵拉力而移位,保守治疗常常无效,多需切开复位内固定手术治疗。目前主要采用两种手术方式,一种是部分切除较小下极骨折块后,使用带线锚钉固定髌腱-髌骨骨面重建髌腱止点。这种方法固定髌腱止点张力较大,存在非解剖重建和后期腱骨愈合困难的缺点[1-2]。另一种是采用钢板、钢丝或缝线固定保留髌骨下极[1, 3-11],但对于较小的髌骨下极撕脱骨折固定空间有限,不能提供骨折块足够的三维空间稳定性,可能导致骨折复位丢失和固定失败。无论采用上述哪种手术方式,术中都很难固定和保持复位骨折的稳定性,因此髌骨下极撕脱骨折的有效固定极具挑战性[3, 12]。如何在三维空间固定髌骨下极撕脱骨折块和恢复伸膝装置功能,是治疗髌骨下极撕脱骨折亟待解决的临床问题。为此,我们设计了多向三维钢丝环套固定治疗髌骨下极撕脱骨折,取得了良好临床疗效。报告如下。
1 临床资料
1.1 患者选择标准
纳入标准:① 膝关节外伤后以肿痛为主要临床症状;② 体格检查发现患膝伸屈活动受限,可触及髌骨下极骨折断端;③ 术前患膝正侧位 X 线片及 CT 三维重建均提示髌骨下极撕脱骨折,矢状面骨折线移位超过 2 mm;④ 接受多向三维钢丝环套固定手术,手术由同一术者完成。排除标准:① 病理性骨折;② 重度骨质疏松症患者;③ 合并膝关节韧带、半月板、血管神经损伤;④ 术区周围感染,糖尿病患者;⑤ 全身其他疾病不能耐受手术者;⑥ 不能及时有效获得随访者。2015 年 1 月—2019 年 1 月共 22 例患者符合选择标准纳入研究。
1.2 一般资料
本组男 12 例,女 10 例;年龄 20~69 岁,平均 39.4 岁。致伤原因:交通事故伤 9 例,摔伤 13 例。均为单侧膝关节闭合损伤,左侧 9 例,右侧 13 例;其中 7 例髌骨周围皮肤挫伤。患膝关节活动度为(20.82±7.16)°(10°~35°)。受伤至手术时间 3~12 d,平均 5.9 d。
1.3 手术方法
患者于持续硬膜外麻醉联合蛛网膜下腔阻滞麻醉下取仰卧位,患侧大腿根部扎无菌止血带充气。取髌骨正中纵切口,逐层切开皮肤及皮下组织显露骨折块,去除骨折端瘀血和嵌插的软组织,点式复位钳试复位骨折块,C 臂 X 线机透视见骨折端对合可,关节面平整。用 1 枚直径 1.5 mm 克氏针钻取骨隧道,从髌骨正上方边缘两侧向骨折面近侧依次钻入。用 1 枚直径 0.8 mm 钢丝穿过两侧骨隧道,经骨折远端骨面横向环扎髌骨,于髌骨骨折面固定髌骨下极撕脱骨折。评估髌骨下极骨折块粉碎程度和骨块位置,在髌骨正上方设计纵穿骨隧道走行,确保每个骨隧道可通过钢丝纵向环扎骨折块。分别在髌骨上极作 3 个纵向骨隧道,直径 0.8 mm 钢丝穿越骨隧道,下方纵向环套在横向环扎钢丝圈外,固定髌骨上下极骨折断端。依次收紧横向和纵向环套钢丝圈打结,剪断钢丝尾部。见图 1。采用 2 号肌腱缝线(强生公司,美国)以 Krachow 缝合法纵向环扎缝合髌骨予以加强,膝关节屈曲 90° 时打结固定。C 臂 X 线机透视下见髌骨下极撕脱骨折复位好,髌股关节面平整。缝合修补髌股关节囊和髌腱扩张部,逐层逢合切口。

a. 髌骨下极骨折冠状面和矢状面;b. 1 枚直径 0.8 mm 钢丝(红色线)经骨折远端骨面横向环扎髌骨;c. 分别在髌骨下极撕脱骨折块和髌骨上极作 3 个纵向骨隧道,直径 0.8 mm 钢丝(蓝色线)穿越骨隧道;d. 依次收紧横向和纵向环套钢丝圈打结,剪断钢丝尾部;e. 术中探查移位的髌骨下极骨折,复位骨折块;f. 3 枚钢丝穿越骨隧道,纵向环套在横向环扎钢丝圈,固定骨折块打结
Figure1. Schematic diagram of operationa. Coronal and sagittal planes of inferior patellar fractures; b. A 0.8 mm diameter steel wire (red line) circumferenically ringed patella through the distal bone surface of the fracture; c. Three longitudinal bone tunnels were made between the inferior patellar fracture and the upper pole of the patella, respectively, the 0.8 mm diameter steel wire (blue line) passed through the bone tunnels; d. Tighten the knotting of the wire ring of the transverse and longitudinal rings in turn, and cut the end of the wire; e. Intraoperative exploration and reduction of displaced fracture; f. Three wires were inserted through the bone tunnels, and the longitudinal ring was attached to the transverse ring
1.4 术后处理及疗效评价指标
术后切口间断冰敷;术后第 2 天逐渐开始主动伸屈膝关节训练、直腿抬高及踝关节主动活动,术后 4 周扶拐下地部分负重行走,避免意外摔伤;髌骨骨性愈合后完全负重行走。
术后 1、2、3、6、9、12 个月及之后每隔半年门诊随访 1 次。术后复查患膝关节正侧位 X 线片判断骨折愈合情况;观察膝关节活动度;采用 Böstman 评分[1]评估患膝关节功能恢复;记录并发症发生情况。
1.5 统计学方法
采用 SPSS13.0 统计软件进行分析。数据以均数±标准差表示,手术前后比较采用配对 t 检验;检验水准 α=0.05。
2 结果
本组患者术后切口均Ⅰ期愈合,无切口相关并发症发生。22 例患者均获随访,随访时间 13 个月~5 年,平均 26.7 个月。髌骨愈合时间 9~12 周,平均 10.9 周。末次随访时患膝关节活动度为(129.77±2.35)°(126°~135°),与术前比较差异有统计学意义(t=–67.022,P=0.000)。Böstman 评分为 31~36 分,平均 34.3 分。随访期间无髌骨下极骨折复位丢失、钢丝断裂、内固定失效等并发症发生。见图 2。

a. 术前正侧位 X 线片;b. 术中正侧位透视钢丝环扎操作;c. 术中钢丝和缝线环扎外观;d. 术中透视钢丝环扎完毕;e. 术后 2 年正侧位 X 线片;f. 术后 2 年功能
Figure2. A 66-year-old male patient with left inferior patellar pole avulsion fracture caused by fallinga. Preoperative anteroposterior and lateral X-ray films; b. Intraoperative anteroposterior and lateral fluoroscopy of wire in strapping operation; c. Intraoperative appearance of wire and suture strapping; d. Intraoperative fluoroscopy wire strapping after fixation; e. Anteroposterior and lateral X-ray films at 2 years after operation; f. Functional recovery at 2 years after operation
3 讨论
髌骨下极撕脱骨折具有骨折块小、粉碎性严重导致术中不易固定的特点。坚强固定骨折块使膝关节早期恢复活动,是治疗髌骨下极撕脱骨折的难点[1-2]。目前包括切除或保留髌骨撕脱骨折块两种手术方式。切除髌骨撕脱骨折块需行锚钉重建缝合髌腱[13],存在骨质缺损、髌腱张力高、髌股关节错位和腱-骨愈合困难等缺点[8]。多数创伤学者仍采用保留髌骨下极撕脱骨折块内固定手术,可最大限度恢复髌骨正常解剖结构。内固定物包括髌骨爪、篮网状钢板、钢丝、克氏针或空心螺钉等。髌骨爪能向心聚合移位的髌骨骨折[14],但不能有效把持较小的髌骨下极骨折块断端;篮网状钢板放置于髌腱起点,髌腱收缩时钢板会刺激髌腱引起术后不适[5];Yang 等[6]使用钢丝结合螺钉固定,不能获得满意的骨折稳定性,术后复位易丢失[11];克氏针或空心螺钉张力带固定技术克服了膝关节伸肌的收缩张力,并转换为骨折断端加压力,能对抗 395 N 的极限拉力[15],然而会导致骨质不足及不稳定骨折块复位丢失和固定失败。传统单向环扎钢丝固定产生的内聚力较为分散,不能多向形成合力,骨折断端固定不稳,无法有效对抗膝关节屈曲时纵向分离移位,固定的稳定性和强度欠佳,缺乏多平面足够的三维空间稳定性[16]。
基于上述手术方式的不足,我们提出通过多平面套穿钢丝和缝线环抱固定,维持足够的髌骨下极撕脱骨折块三维空间稳定性。主要优点在于先经骨折远端骨面横向环扎髌骨形成冠状面合力,再分别用钢丝在髌骨下极撕脱骨折块和髌骨上极之间纵向环套在环扎钢丝圈上,形成多向矢状面环抱力。从矢状面和冠状面多向环套三维固定,把较为粉碎的骨折块整合为一体,具有骨折三维整复和环抱固定的优点。当髌骨下极撕脱性骨折块横向直径<5 mm 时,无法达到较为稳定的解剖复位和固定[1],然而本研究固定方式对于此类型髌骨下极粉碎性骨折仍适用。不同的纵向环扎钢丝可根据骨折块形态分别固定于髌骨上极,有助于简化复位和固定复杂的多处骨折,提高环扎钢丝效果。术中注意保护与骨折块相连的软组织,从髌腱远端两侧经下极骨折断端环扎缝合骨折块,在髌骨上极收紧缝合打结,可使上下极骨折块在软组织合叶的牵拉下形成一个整体,达到无张力复位和固定的目的[16]。本手术方式采用三维分布钢丝和缝线加强固定骨折断端,对抗纵向牵伸负荷,可有效防止伸膝时股四头肌收缩使骨折断端分离,术后可早期功能锻炼,从而促进骨愈合和膝关节功能恢复[16]。Yang 等[6]采用钢丝垂直间断缝合髌骨下极骨折,操作简便,但不能有效对抗股四头肌腱强大的牵拉力,术后需支具制动,不利于早期膝关节功能锻炼。本手术方式通过环抱钢丝多向环扎固定,可有效分散钢丝应力,防止钢丝断裂、滑脱风险,重建患膝关节伸膝装置,促进髌骨骨折断端早期愈合,防止膝关节僵直。同时,术中未使用钢板、螺钉等价格昂贵的内固定物,且易于操作,便于推广应用。
术中注意事项:① 根据术前患膝关节三维 CT 重建,评估髌骨下极骨折块粉碎程度、移位方向,设计确定多向环扎钢丝固定的方向和位置,确保每根钢丝达到有效固定目的。② 术中最大程度减少软组织剥离,减少不必要的血供破坏,防止骨折块与软组织游离。③ 紧贴髌骨骨面环扎钢丝和肌腱缝线,可用 20 mL 注射器空针头沿骨面穿剌引导。④ 植入冠状面环扎钢丝后暂不打结,待所有矢状面钢丝绕冠状面上下端后再收紧打结,以免穿钢丝困难;收紧打结前透视骨折块位置,如位置不佳予以调整。⑤ 如术中发现髌骨下极骨折粉碎程度严重,稳定性不佳,有钢丝切出风险,术后需支具固定 2 周。
综上述,采用多向三维钢丝环套固定治疗髌骨下极撕脱骨折可取得较满意临床疗效,术后切口愈合佳,骨愈合时间和患膝关节活动度较好,有效防止了患者术后早期康复锻炼时髌骨下极撕脱骨折移位、钢丝滑丝或断裂等并发症发生,有利于患膝关节早期功能锻炼。然而,本研究病例数较少,缺乏对照研究,尚无生物力学研究支持等,将在进一步研究中日臻完善。
作者贡献:谢美明、龚凯、黄晨、任亚明、郑伟负责资料收集整理和文章撰写;廖冬发负责课题设计与实施;陈松负责数据的统计学分析。
利益冲突:所有作者声明,在课题研究和文章撰写过程中不存在利益冲突。
机构伦理问题:研究方案经西部战区总医院医学实验伦理委员会批准。