背景“筋骨并重”是中医与中西医结合骨科治疗骨折的基本理论。骨牵引作为体现这种理论的重要治疗手段,已经被证明是治疗长管骨骨折的安全有效治疗方式,虽然骨牵引对关节内骨折的疗效不如长管骨骨折,但临床常用骨牵引来治疗关节内骨折。髋臼双柱骨折属于最常见的关节内骨折,骨牵引对其牵引复位有一定有效性,但亦存在很多不必要牵引。由于骨牵引对髋臼双柱骨折作用机制尚不清楚,如何实现“筋骨并重”尚有待进一步研究。如果可以阐明其作用机制,这将有利于提高术前及术中闭合复位髋臼骨折疗效,避免盲目牵引,减少软组织损伤,真正实现关节内骨折治疗中“筋骨并重”理念,提高中西医结合治疗关节内骨折的疗效。目的基于筋骨并重理论,通过以下三个方面的研究探讨髋臼双柱骨折下肢纵向骨牵引有效性的机理,以提高中西医结合治疗关节内骨折的疗效。1.通过临床回顾性研究牵引复位联合DAPSQ内固定治疗髋臼双柱骨折的临床研究,探讨骨牵引复位失败可能的原因及骨牵引与手术之间的关系。2.股骨头与髋臼间由股骨头圆韧带及关节囊等组织相连,即筋骨相连,但要阐明骨牵引的机理必须了解目前所知不多的股骨头圆韧带的解剖结构。通过研究股骨头圆韧带的走行、形态、附着点解剖学及组织学特点,探讨股骨头圆韧带在骨牵引中的结构及其力学潜在性能,为下一步机理研究奠定基础。3.在建立髋关节骨与韧带完整有限元模型的基础上,建立髋臼高位双柱骨折模型,通过分析三组不同韧带存在情况下对髋臼高位双柱骨折的牵引复位效果,探讨髋臼高位双柱骨折下肢纵向骨牵引有效性的机理。方法第一部分:回顾性分析2009年6月至2016年9月期间行手术切开复位的30例髋臼双柱骨折患者资料。男18例,女12例;平均年龄45.6岁;所有髋臼双柱骨折患者术前均按体重1/7至1/5行胫骨结节牵引,术前2天根据复查X线片情况决定是否增加牵引重量,术中麻醉下先行牵引复位,结合“筋骨并重”理论,探讨术前及术中骨牵引难以复位髋臼骨折的原因及骨牵引与手术之间的关系。所有30例髋臼双柱骨折牵引难以复位,最终选择切开复位,经髂腹股沟入路切开复位联合DAPSQ内固定治疗髋臼双柱骨折。30例患者全部得到12~44月(平均28月)随访,最后一次随访时根据Harris评分、改良的Merle d’Aubigne和Postel功能评分评定患髋功能,根据Matta影像学标准在术前、术中、术后及末次随访时评定复位优良率。第二部分:前瞻性收集2017年8月—2018年6月我院收治的25例行关节置换术的老年股骨颈骨折患者资料,年龄63~88岁,平均78岁,男15例、女10例。首先将股骨头圆韧带紧贴股骨头凹附着点切断,再取出股骨头后,观察髋臼内股骨头圆韧带在髋臼窝上附着点、形态及走行特点,然后对圆韧带紧贴髋臼窝附着点处用电刀缓慢切除并取出圆韧带,通过精度为0.5mm的无菌尺进行长度测量及HE染色进行组织学检查,研究在骨牵引中发挥作用的股骨头圆韧带的完整结构。同时通过查阅文献证实其在骨牵引中潜在的力学性能。第三部分:根据尸体解剖、临床标本观察及查阅相关国内外文献,确定股骨头圆韧带、髂股韧带、坐股韧带、耻股韧带及关节囊的解剖形态、韧带附着点范围、韧带基本属性(线性刚度、弹性系数、横截面积等),然后建立正常半侧骨盆模型,并验证其有效性后建立标准髋臼高位双柱骨折模型。依据不同韧带的基本属性,分别在股骨头圆韧带、髂股韧带、坐股韧带、耻股韧带及髋关节囊均存在(A组)、圆韧带单独存在(B组)、髂股韧带、坐股韧带、耻股韧带及髋关节囊存在,圆韧带不存在(C组)三组中建立有限元韧带模型。模拟仰卧位时,在沿股骨干方向施加600N载荷下,对三组不同韧带存在情况下对髋臼高位双柱骨折块的牵引复位作用进行有限元分析。评价标准:(1)根据沿股骨颈方向设定为X轴、髋臼前后缘垂直股骨颈方向设定为Y轴、垂直X、Y轴方向设定为Z轴建立坐标系。根据骨折线位置将髋臼区域分为四块骨折块,比较不同组间骨折线上各节点的在不同方向上的位移大小。(2)根据三组不同韧带牵引髋臼高位双柱骨折模型,测定各骨块表面所承受的压应力大小,根据三组不同韧带牵引所得有限元分析位移云图和应压力分布图,直观反映出各组韧带对髋臼骨折的牵引效果。结果第一部分:30例患者髋臼双柱骨折在术前及术中麻醉下牵引均得到不同程度的改善,仍存在不可接受的移位。依据“筋骨并重”理论,牵引复位失败原因可能与筋肉附着点位置、附着点形态、骨伤合并筋伤有关。牵引复位失败后,30例患者最终行切开复位,2~4月内骨折全部愈合良好,平均时间为3.5个月。术后依据Matta评价标准评定骨折复位质量:优16例,良9例,可3例,差2例。最后一次随访时依据Matta评价标准评定影像学结果:优15例,良10例,可4例,差1例,优良率为83.3%。最后一次随访时,分别依据Harris评分、改良的Merle d’Aubigne和Postel功能评分评定,30例患者Harris评分为平均为91.6分、改良的Merle d’Aubigne和Postel功能评分平均为16.7分。经髂腹股沟入路切开复位联合DAPSQ内固定治疗髋臼双柱骨折是一种安全、有效的最终治疗方式。第二部分:25例股骨头圆韧带起源于髋臼横韧带分成前后两束走向股骨头凹,前束以凹陷为标志再分为两束,凹陷暂命名为“蔡氏窝”;后束以髋臼横韧带为中心沿髋臼马蹄窝周边附着呈“吸盘样”覆盖髋臼马蹄窝,止于股骨头凹。股骨头圆韧带长度为(24.8±3.8)mm。HE染色后组织学结果显示:股骨头圆韧带由胶原组织、脂肪组织、滑膜组织、血管组成。第三部分:在三组不同韧带牵引的髋臼高位双柱骨折模型中,经单因素方差分析结果显示,在X轴方向上,A、B、C组方形区后侧部分与坐骨支(后柱)、方形区前侧部分与耻骨上支间骨折线各节点平均位移差异有统计学意义(P<0.05);经组间LSD检验比较,A组和B组方形区后侧部分与坐骨支(后柱)、方形区前侧部分与耻骨上支间骨折线各节点平均位移差异无统计学意义(P>0.05),而A组和B组方形区后侧部分与坐骨支(后柱)、方形区前侧部分与耻骨上支间骨折线各节点平均位移均明显大于C组,差异均具有统计学意义(P<0.05)。由于股骨头圆韧带存在于A组和B组,而C组只有髂股韧带、耻股韧带、坐股韧带及关节囊,所以考虑股骨头圆韧带对髋臼骨折块沿股骨颈方向牵引有明显的复位作用;在Y轴方向上,A组和C组方形区后侧部分与坐骨支(后柱)、方形区前侧部分与耻骨上支间骨折线各节点平均位移差异无统计学意义(P>0.05),而A组和C组方形区后侧部分与坐骨支(后柱)、方形区前侧部分与耻骨上支间骨折线各节点平均位移均明显大于B组,差异均具有统计学意义(P<0.05)。髂股韧带、耻股韧带、坐股韧带及关节囊对髋臼骨折块沿髋臼前后缘方向牵引有明显的复位作用;在Z轴方向上,三组方形区后侧部分与坐骨支(后柱)、方形区前侧部分与耻骨上支间骨折线各节点平均位移差异无统计学意义(P>0.05);故不能预测那条韧带在Z轴方向上牵引作用更佳。经单因素方差分析结果显示,在X轴方向上,A、B、C组臼顶、方形区前侧部分与耻骨上支间骨折线各节点平均位移差异有统计学意义(P<0.05);经组间LSD检验比较,A组和B组臼顶、方形区前侧部分与耻骨上支间骨折线各节点平均位移差异无统计学意义(P>0.05),而A组和B组臼顶、方形区前侧部分与耻骨上支间骨折线各节点平均位移均明显大于C组,差异均具有统计学意义(P<0.05)。由于股骨头圆韧带存在于A组和B组,而C组只有髂股韧带、耻股韧带、坐股韧带及关节囊,所以考虑股骨头圆韧带对髋臼骨折块沿股骨颈方向牵引有明显的复位作用;在Y轴方向上,A组和C组臼顶、方形区前侧部分与耻骨上支间骨折线各节点平均位移差异无统计学意义(P>0.05),而A组和C组臼顶、方形区前侧部分与耻骨上支间骨折线各节点平均位移均明显大于B组,差异均具有统计学意义(P<0.05),髂股韧带、耻股韧带、坐股韧带及关节囊对髋臼骨折块沿髋臼前后缘方向牵引有明显的复位作用。在Z轴方向上,三组臼顶、方形区前侧部分与耻骨上支间骨折线各节点平均位移差异无统计学意义(P>0.05)。故不能预测那条韧带在Z轴方向上牵引作用更佳。三组髋臼压应力分布图显示髋臼最大压应力集中最分布于髋臼马蹄窝(即髋臼方形区)区域,推测牵引力主要作用于此区域的复位。因本实验固定骨块受到约束作用导致的压应力变大,故未纳入最终结果分析。在三组不同模型中髋臼压应力分布图显示:在A组与B组中,方形区后侧部分与坐骨支(后柱)、方形区前侧部分与耻骨上支表面压应力相近,且大于C组;臼顶表面压应力三组相近。臼顶在同组模型中所受到的压应力均偏小,预测牵引作用不佳;方形区后侧部分与坐骨支(后柱)、方形区前侧部分与耻骨上支在同组牵引中所受到的压应力较大,且相差不大,预测牵引对方形区后侧部分与坐骨支(后柱)、方形区前侧部分与耻骨上支复位可能效果较好。结论术前及术中的牵引可以对髋臼双柱骨折存在一定的复位作用,仍难以达到令人满意的效果,骨折后筋伤可能是导致牵引失败的原因之一。经髂腹股沟入路切开复位联合DAPSQ内固定治疗髋臼双柱骨折是一种安全有效的最终治疗方式。股骨头圆韧带作为髋臼内部与股骨头间的唯一连接,其在髋臼上附着点位置及形态特殊,同时其存在强大的潜在力学性能,具备髋臼骨折牵引复位的结构特点。髂股韧带、耻股韧带、坐股韧带及关节囊对髋臼骨折块沿髋臼前后缘方向牵引效果佳;股骨头圆韧带对沿髋臼内外方向牵引效果佳。牵引对髋臼前后柱向盆腔内移行区域即相当于髋臼方形区复位效果最佳,牵引对髋臼下缘部分效果可能要优于髋臼上缘。骨折后部分区域牵引效果不佳原因可能为骨伤合并筋伤。