引用本文: 宋慕國, 徐永清, 何曉清, 李川. 鎳鈦記憶合金三腳固定器治療月骨缺血性壞死的遠期療效. 中國修復重建外科雜志, 2024, 38(9): 1059-1064. doi: 10.7507/1002-1892.202405049 復制
版權信息: ?四川大學華西醫院華西期刊社《中國修復重建外科雜志》版權所有,未經授權不得轉載、改編
月骨缺血性壞死(Kienb?ck病)是由于骨骼缺乏血供所致,該病進展按照Lichtman分期可劃分為Ⅰ~Ⅳ期4個階段[1-2],其中Ⅲ期已是Kienb?ck病晚期,其治療具有挑戰性。臨床上治療Kienb?ck病的方法多種多樣,包括帶蒂豌豆骨移位術、帶蒂舟骨月骨置換術、橈骨截骨短縮術、局部腕骨間融合術等[3]。研究表明舟頭關節融合術和舟-大-小多角骨(scapho-trapezio-trapezoeid,STT)關節融合術治療Kienb?ck病的遠期療效穩定[4-5],二者是通過減輕月骨負荷,阻止月骨和遠排腕骨之間的運動來減輕壞死程度[1-2,6]。關節融合術可采用多種不同類型內植物,包括克氏針、Herbert螺釘、U形釘等,各有利弊[1,7-8]。
本團隊自主研發了鎳鈦記憶合金三腳固定器(專利號:ZL201120531066.5)。鎳鈦記憶合金具備形狀記憶效應、耐腐蝕性、超彈性以及優異的生物相容性,已廣泛應用于骨科內固定[9-10]。研究結果表明[1-2],與上述內植物相比,該鎳鈦記憶合金三腳固定器并發癥發生風險更低,金屬異物感較小,并且治療Kienb?ck病早期療效良好。然而,目前國內外尚無關于其治療Kienb?ck病中遠期療效的研究報道。本研究回顧分析2011年1月—2013年9月,中國人民解放軍聯勤保障部隊第九二〇醫院骨科采用鎳鈦記憶合金三腳固定器治療的Kienb?ck病患者隨訪資料,總結遠期療效,為臨床治療提供參考。報告如下。
1 臨床資料
1.1 一般資料
患者納入標準:① Kienb?ck病且按照Lichtman分期為Ⅲb期;② 隨訪時間≥10年;③ 臨床資料完整。2011年1月—2013年9月共22例患者符合標準納入研究。
本組男14例,女8例;年齡20~64歲,平均45歲。病變位于左側10例,右側12例。按照國際內固定研究協會(AO/ASIF)分型:B1型6例,B2型2例,B3型10例,C2型4例。病程18~50個月,平均30.7個月。主要臨床表現為腕關節疼痛、活動范圍受限及握力減退。
1.2 手術方法
患者于全身麻醉(9例)或臂叢阻滯麻醉(13例)后取仰臥位,患肢上止血帶。于橈骨莖突遠端作長4~5 cm橫切口,沿拇長伸肌腱切開伸肌支撐帶;在橈側腕長伸肌腱和腕短伸肌腱之間解剖腕關節囊,以暴露舟骨和大-小多角骨背側。暴露大多角骨與舟骨、小多角骨與舟骨以及小多角骨與大多角骨3個關節面。松解舟骨遠端后,謹慎將其向背側彎曲和旋轉,同時保持舟月角約47°。使用克氏針臨時穩定舟骨和小多角骨。將舟骨與大、小多角骨之間的3個關節面軟骨完全切除,直至皮質骨。調整舟骨與大、小多角骨的對位,使用克氏針臨時固定,同時舟骨與大、小多角骨之間的間隙充分填充同種異體松質骨(北京科健生物技術有限公司),并保持舟月角為47°。選擇適當型號的鎳鈦記憶合金三腳固定器(圖1),并將其浸泡于0~4℃冰水中10 min;隨后,使用專用工具將3個腳撐開,使其與體部成90° 夾角;注意避免過度撐開,以確保固定器的結構完整性和效能。將鎳鈦記憶合金三腳固定器在3塊腕骨上進行定位,確定每只固定腳的置入點后用直徑2 mm克氏針鉆孔,然后垂直于3塊腕骨背面植入鎳鈦記憶合金三腳固定器。使用35~40℃生理鹽水對其復溫至少3 min,有助于使3個固定腳復位加壓,從而有效夾持舟骨和大-小多角骨成為一個整體。被動屈伸活動腕關節以確認固定穩定性,C臂X線機透視檢查腕骨位置及鎳鈦記憶合金三腳固定器固定位置情況;如有必要,可在縫合關閉切口前進行適當調整[11-12]。

1.3 術后處理及療效評價指標
對于骨質較好、固定可靠的患者(本組10例),術后無需施加石膏外固定,早期即可開始掌指關節及腕關節康復訓練。對于骨密度低、骨折塊破碎或固定穩定度不足者(本組12例),術后選用石膏托板進行外固定,并根據愈合情況確定拆除時間。術后1年取出鎳鈦記憶合金三腳固定器并復查腕關節X線片,建議患者逐步恢復正常活動,進行主、被動腕關節功能鍛煉。
記錄患者手術時間、術中出血量及并發癥發生情況。手術前后通過腕關節正側位X線片測量腕關節高度比及舟月角;通過Jamar測力計測量雙手握力;采用疼痛視覺模擬評分(VAS)評價腕關節疼痛程度,Mayo評分評估腕關節功能[5,12];并測量腕關節橈偏、尺偏、背伸、掌屈活動度。
1.4 統計學方法
采用GraphPad Prism 7.0統計軟件進行分析。計量資料經正態性檢驗,均符合正態分布,數據以均數±標準差表示,手術前后比較采用配對t檢驗;檢驗水準α=0.05。
2 結果
本組患者手術時間45~60 min,平均52.21 min;術中出血量50~60 mL,平均58.63 mL。術中未發生神經、血管損傷。22例均獲隨訪,隨訪時間10~13年,平均11.3年。術后3個月X線片示月骨密度較術前降低。術后3~6個月(平均4.5個月)舟骨和大-小多角骨融合,融合后腕關節高度比和舟月角均較術前顯著改善,差異有統計學意義(P<0.05)。術后患者腕關節疼痛均得到緩解,舟骨旋轉和脫位情況也得到改善,隨訪期間未發現橈腕關節退行性改變,無內固定物松動、斷裂或月骨持續壞死加重等情況發生。末次隨訪時,患者腕關節橈偏、尺偏、背伸、掌屈活動度及VAS評分、患側握力均較術前顯著改善,差異有統計學意義(P<0.05);患側握力達健側的99.00%±1.25%。Mayo評分為72~93分,平均85分;獲優14例、良5例、滿意3例,優良率86.4%,見表1,圖2。


a、b. 術前正側位X線片;c. 術前CT;d. 術中經腕背側橫切口暴露關節囊及腕骨;e. 術中植入鎳鈦記憶合金三腳固定器;f、g. 術后1個月正側位X線片;h、i. 術后11個月正側位X線片示STT關節完全融合;j、k. 術后11個月正側位X線片示月骨壞死無持續加重;l~o. 術后11年右腕關節功能;p、q. 術后11年患、健側握力
Figure2. A 32-year-old male patient with Kienb?ck’s disease (Lichtman stage Ⅲb) of right wrista, b. Preoperative anteroposterior and lateral X-ray films; c. Preoperative CT; d. Exposure of joint capsule and carpal bone through dorsal transverse incision of wrist; e. Implantation of Ni-Ti memory alloy tripod fixator; f, g. Anteroposterior and lateral X-ray films at 1 month after operation; h, i. Anteroposterior and lateral X-ray films at 11 months after operation showed that the scapho-trapezio-trapezoeid joint completely fused; j, k. Anteroposterior and lateral X-ray films at 11 months after operation showed that the lunate necrosis did not continue to worsen; l-o. The right wrist functions at 11 years after operation; p, q. Grip strength of affected and healthy wrist joints at 11 years after operation
3 討論
月骨是一個半月形腕骨,位于舟骨和三角骨之間,主要由橈動脈和骨間前動脈供血。其近端面呈光滑凸起,與橈骨遠端的月骨窩形成關節;遠端面則形成明顯的凹陷,進一步可分為較大的關節突外側部分和較小的關節突內側部分。腕關節具有鉸鏈關節的功能,月骨作為中間體協調橈腕關節和腕骨間關節的同時運動,以確保腕關節穩定。因此,月骨在腕關節運動中展現出顯著靈活性,并承受著最大負荷[13]。
Kienb?ck病作為一種骨壞死性疾病,其病因和總體發病率仍需進一步深入探究。然而,由于與運動、重體力勞動以及創傷等風險因素密切相關,該疾病多見于青壯年男性,其進展往往不可逆轉,并最終導致腕部持續加重的劇烈疼痛、功能障礙、骨關節炎甚至殘障,嚴重影響患者的工作能力和生活自理能力[6,14-15]。Kienb?ck病的分期是制定治療方案的主要依據。Lichtman分期是目前應用最廣泛的分期方法,及時識別月骨病變,并根據病變分期采取針對性干預措施,可有效提升月骨壞死的治療結果[16-18]。Lichtman Ⅲa期及以上分期月骨壞死可采用外固定、帶血管蒂骨瓣移植以及橈骨截骨等方法,這些措施旨在實現減壓、緩解疼痛、促進血管化并延緩疾病進展[14,19-20]。然而,在Lichtman Ⅲb期~Ⅳ期患者中,月骨發生了不同程度塌陷,腕骨排列變得紊亂,最終導致腕骨塌陷和重排。通常情況下,對于Lichtman Ⅲb期月骨壞死的干預措施包括腕間融合、STT關節融合、月骨切除、橈骨短縮以及近排腕骨切除術等。Goyal等[21]對11例接受舟骨-頭狀骨關節融合術的Lichtman Ⅲa期和Ⅲb期Kienb?ck病患者進行研究,結果顯示,在活動度受到一定限制的情況下,患手握力與疼痛癥狀均顯著改善。
腕關節融合術可根據患者病情采用多種內固定器械,但各有利弊。其中克氏針價格低廉、易操作、安裝與拆卸方便,但無法產生加壓力,與Herbert螺釘相比,患者術后康復效果較差,并需要更長時間外固定,存在針道感染風險。Herbert螺釘在月骨壞死端具有良好加壓效果,但需結合輔助裝置使用,增加了手術復雜性,還可能對周圍正常關節表面造成損傷,僅適用于固定較大骨塊,不適用于腕舟骨粉碎性骨折[22];且其加壓能力有限、價格昂貴,手術過程中需要實時透視植入。U形釘盡管易于操作,但所產生的加壓力仍有限,并可能妨礙術后功能恢復[1,7-8]。
為克服傳統內固定材料的限制,我們團隊開發了一種鎳鈦記憶合金三腳固定器用于Kienb?ck病的治療。本研究顯示在超過10年的遠期隨訪中,該方法取得了顯著臨床效果。該鎳鈦記憶合金三腳固定器具有以下優勢:① 固定器采用鎳鈦材料制造,具有良好生物相容性,以及低比重、耐腐蝕、耐疲勞、高強度、低磁化率等優點。② 固定器采用鏤空和固定弧的特殊設計,以方便進行植骨、加壓復位和固定,并在穩定后無需外部支架。③ 該裝置允許直視復位,簡化手術操作,避免透視,從而減少手術時間并有效降低感染風險。④ 相較于其他固定材料,該裝置金屬構建體積更為緊湊,僅需3個固定腳插入腕骨骨質中,對腕骨內部血管損傷較小,并具有良好生物相容性,有助于壞死月骨愈合;此外,患者術后異物感也得到顯著改善。
綜上述,經10年以上隨訪顯示,對于Ⅲb期Kienb?ck病采用鎳鈦記憶合金三腳固定器固定是一種簡便、實用、穩定、可靠的方法,不僅可顯著緩解患者疼痛,還能明顯改善手部功能,中遠期預后良好。
利益沖突 在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突;經費支持沒有影響文章觀點和對研究數據客觀結果的統計分析及其報道
倫理聲明 研究方案經中國人民解放軍聯勤保障部隊第九二〇醫院醫學倫理委員會批準(2011017)
作者貢獻聲明 宋慕國:患者隨訪、資料數據整理、文章撰寫;徐永清:鎳鈦記憶合金三角固定器的研發、臨床應用手術實施、患者隨訪;何曉清:鎳鈦記憶合金三角固定器臨床應用手術實施、患者隨訪;李川:鎳鈦記憶合金三角固定器的研發、部分臨床應用手術實施
月骨缺血性壞死(Kienb?ck病)是由于骨骼缺乏血供所致,該病進展按照Lichtman分期可劃分為Ⅰ~Ⅳ期4個階段[1-2],其中Ⅲ期已是Kienb?ck病晚期,其治療具有挑戰性。臨床上治療Kienb?ck病的方法多種多樣,包括帶蒂豌豆骨移位術、帶蒂舟骨月骨置換術、橈骨截骨短縮術、局部腕骨間融合術等[3]。研究表明舟頭關節融合術和舟-大-小多角骨(scapho-trapezio-trapezoeid,STT)關節融合術治療Kienb?ck病的遠期療效穩定[4-5],二者是通過減輕月骨負荷,阻止月骨和遠排腕骨之間的運動來減輕壞死程度[1-2,6]。關節融合術可采用多種不同類型內植物,包括克氏針、Herbert螺釘、U形釘等,各有利弊[1,7-8]。
本團隊自主研發了鎳鈦記憶合金三腳固定器(專利號:ZL201120531066.5)。鎳鈦記憶合金具備形狀記憶效應、耐腐蝕性、超彈性以及優異的生物相容性,已廣泛應用于骨科內固定[9-10]。研究結果表明[1-2],與上述內植物相比,該鎳鈦記憶合金三腳固定器并發癥發生風險更低,金屬異物感較小,并且治療Kienb?ck病早期療效良好。然而,目前國內外尚無關于其治療Kienb?ck病中遠期療效的研究報道。本研究回顧分析2011年1月—2013年9月,中國人民解放軍聯勤保障部隊第九二〇醫院骨科采用鎳鈦記憶合金三腳固定器治療的Kienb?ck病患者隨訪資料,總結遠期療效,為臨床治療提供參考。報告如下。
1 臨床資料
1.1 一般資料
患者納入標準:① Kienb?ck病且按照Lichtman分期為Ⅲb期;② 隨訪時間≥10年;③ 臨床資料完整。2011年1月—2013年9月共22例患者符合標準納入研究。
本組男14例,女8例;年齡20~64歲,平均45歲。病變位于左側10例,右側12例。按照國際內固定研究協會(AO/ASIF)分型:B1型6例,B2型2例,B3型10例,C2型4例。病程18~50個月,平均30.7個月。主要臨床表現為腕關節疼痛、活動范圍受限及握力減退。
1.2 手術方法
患者于全身麻醉(9例)或臂叢阻滯麻醉(13例)后取仰臥位,患肢上止血帶。于橈骨莖突遠端作長4~5 cm橫切口,沿拇長伸肌腱切開伸肌支撐帶;在橈側腕長伸肌腱和腕短伸肌腱之間解剖腕關節囊,以暴露舟骨和大-小多角骨背側。暴露大多角骨與舟骨、小多角骨與舟骨以及小多角骨與大多角骨3個關節面。松解舟骨遠端后,謹慎將其向背側彎曲和旋轉,同時保持舟月角約47°。使用克氏針臨時穩定舟骨和小多角骨。將舟骨與大、小多角骨之間的3個關節面軟骨完全切除,直至皮質骨。調整舟骨與大、小多角骨的對位,使用克氏針臨時固定,同時舟骨與大、小多角骨之間的間隙充分填充同種異體松質骨(北京科健生物技術有限公司),并保持舟月角為47°。選擇適當型號的鎳鈦記憶合金三腳固定器(圖1),并將其浸泡于0~4℃冰水中10 min;隨后,使用專用工具將3個腳撐開,使其與體部成90° 夾角;注意避免過度撐開,以確保固定器的結構完整性和效能。將鎳鈦記憶合金三腳固定器在3塊腕骨上進行定位,確定每只固定腳的置入點后用直徑2 mm克氏針鉆孔,然后垂直于3塊腕骨背面植入鎳鈦記憶合金三腳固定器。使用35~40℃生理鹽水對其復溫至少3 min,有助于使3個固定腳復位加壓,從而有效夾持舟骨和大-小多角骨成為一個整體。被動屈伸活動腕關節以確認固定穩定性,C臂X線機透視檢查腕骨位置及鎳鈦記憶合金三腳固定器固定位置情況;如有必要,可在縫合關閉切口前進行適當調整[11-12]。

1.3 術后處理及療效評價指標
對于骨質較好、固定可靠的患者(本組10例),術后無需施加石膏外固定,早期即可開始掌指關節及腕關節康復訓練。對于骨密度低、骨折塊破碎或固定穩定度不足者(本組12例),術后選用石膏托板進行外固定,并根據愈合情況確定拆除時間。術后1年取出鎳鈦記憶合金三腳固定器并復查腕關節X線片,建議患者逐步恢復正常活動,進行主、被動腕關節功能鍛煉。
記錄患者手術時間、術中出血量及并發癥發生情況。手術前后通過腕關節正側位X線片測量腕關節高度比及舟月角;通過Jamar測力計測量雙手握力;采用疼痛視覺模擬評分(VAS)評價腕關節疼痛程度,Mayo評分評估腕關節功能[5,12];并測量腕關節橈偏、尺偏、背伸、掌屈活動度。
1.4 統計學方法
采用GraphPad Prism 7.0統計軟件進行分析。計量資料經正態性檢驗,均符合正態分布,數據以均數±標準差表示,手術前后比較采用配對t檢驗;檢驗水準α=0.05。
2 結果
本組患者手術時間45~60 min,平均52.21 min;術中出血量50~60 mL,平均58.63 mL。術中未發生神經、血管損傷。22例均獲隨訪,隨訪時間10~13年,平均11.3年。術后3個月X線片示月骨密度較術前降低。術后3~6個月(平均4.5個月)舟骨和大-小多角骨融合,融合后腕關節高度比和舟月角均較術前顯著改善,差異有統計學意義(P<0.05)。術后患者腕關節疼痛均得到緩解,舟骨旋轉和脫位情況也得到改善,隨訪期間未發現橈腕關節退行性改變,無內固定物松動、斷裂或月骨持續壞死加重等情況發生。末次隨訪時,患者腕關節橈偏、尺偏、背伸、掌屈活動度及VAS評分、患側握力均較術前顯著改善,差異有統計學意義(P<0.05);患側握力達健側的99.00%±1.25%。Mayo評分為72~93分,平均85分;獲優14例、良5例、滿意3例,優良率86.4%,見表1,圖2。


a、b. 術前正側位X線片;c. 術前CT;d. 術中經腕背側橫切口暴露關節囊及腕骨;e. 術中植入鎳鈦記憶合金三腳固定器;f、g. 術后1個月正側位X線片;h、i. 術后11個月正側位X線片示STT關節完全融合;j、k. 術后11個月正側位X線片示月骨壞死無持續加重;l~o. 術后11年右腕關節功能;p、q. 術后11年患、健側握力
Figure2. A 32-year-old male patient with Kienb?ck’s disease (Lichtman stage Ⅲb) of right wrista, b. Preoperative anteroposterior and lateral X-ray films; c. Preoperative CT; d. Exposure of joint capsule and carpal bone through dorsal transverse incision of wrist; e. Implantation of Ni-Ti memory alloy tripod fixator; f, g. Anteroposterior and lateral X-ray films at 1 month after operation; h, i. Anteroposterior and lateral X-ray films at 11 months after operation showed that the scapho-trapezio-trapezoeid joint completely fused; j, k. Anteroposterior and lateral X-ray films at 11 months after operation showed that the lunate necrosis did not continue to worsen; l-o. The right wrist functions at 11 years after operation; p, q. Grip strength of affected and healthy wrist joints at 11 years after operation
3 討論
月骨是一個半月形腕骨,位于舟骨和三角骨之間,主要由橈動脈和骨間前動脈供血。其近端面呈光滑凸起,與橈骨遠端的月骨窩形成關節;遠端面則形成明顯的凹陷,進一步可分為較大的關節突外側部分和較小的關節突內側部分。腕關節具有鉸鏈關節的功能,月骨作為中間體協調橈腕關節和腕骨間關節的同時運動,以確保腕關節穩定。因此,月骨在腕關節運動中展現出顯著靈活性,并承受著最大負荷[13]。
Kienb?ck病作為一種骨壞死性疾病,其病因和總體發病率仍需進一步深入探究。然而,由于與運動、重體力勞動以及創傷等風險因素密切相關,該疾病多見于青壯年男性,其進展往往不可逆轉,并最終導致腕部持續加重的劇烈疼痛、功能障礙、骨關節炎甚至殘障,嚴重影響患者的工作能力和生活自理能力[6,14-15]。Kienb?ck病的分期是制定治療方案的主要依據。Lichtman分期是目前應用最廣泛的分期方法,及時識別月骨病變,并根據病變分期采取針對性干預措施,可有效提升月骨壞死的治療結果[16-18]。Lichtman Ⅲa期及以上分期月骨壞死可采用外固定、帶血管蒂骨瓣移植以及橈骨截骨等方法,這些措施旨在實現減壓、緩解疼痛、促進血管化并延緩疾病進展[14,19-20]。然而,在Lichtman Ⅲb期~Ⅳ期患者中,月骨發生了不同程度塌陷,腕骨排列變得紊亂,最終導致腕骨塌陷和重排。通常情況下,對于Lichtman Ⅲb期月骨壞死的干預措施包括腕間融合、STT關節融合、月骨切除、橈骨短縮以及近排腕骨切除術等。Goyal等[21]對11例接受舟骨-頭狀骨關節融合術的Lichtman Ⅲa期和Ⅲb期Kienb?ck病患者進行研究,結果顯示,在活動度受到一定限制的情況下,患手握力與疼痛癥狀均顯著改善。
腕關節融合術可根據患者病情采用多種內固定器械,但各有利弊。其中克氏針價格低廉、易操作、安裝與拆卸方便,但無法產生加壓力,與Herbert螺釘相比,患者術后康復效果較差,并需要更長時間外固定,存在針道感染風險。Herbert螺釘在月骨壞死端具有良好加壓效果,但需結合輔助裝置使用,增加了手術復雜性,還可能對周圍正常關節表面造成損傷,僅適用于固定較大骨塊,不適用于腕舟骨粉碎性骨折[22];且其加壓能力有限、價格昂貴,手術過程中需要實時透視植入。U形釘盡管易于操作,但所產生的加壓力仍有限,并可能妨礙術后功能恢復[1,7-8]。
為克服傳統內固定材料的限制,我們團隊開發了一種鎳鈦記憶合金三腳固定器用于Kienb?ck病的治療。本研究顯示在超過10年的遠期隨訪中,該方法取得了顯著臨床效果。該鎳鈦記憶合金三腳固定器具有以下優勢:① 固定器采用鎳鈦材料制造,具有良好生物相容性,以及低比重、耐腐蝕、耐疲勞、高強度、低磁化率等優點。② 固定器采用鏤空和固定弧的特殊設計,以方便進行植骨、加壓復位和固定,并在穩定后無需外部支架。③ 該裝置允許直視復位,簡化手術操作,避免透視,從而減少手術時間并有效降低感染風險。④ 相較于其他固定材料,該裝置金屬構建體積更為緊湊,僅需3個固定腳插入腕骨骨質中,對腕骨內部血管損傷較小,并具有良好生物相容性,有助于壞死月骨愈合;此外,患者術后異物感也得到顯著改善。
綜上述,經10年以上隨訪顯示,對于Ⅲb期Kienb?ck病采用鎳鈦記憶合金三腳固定器固定是一種簡便、實用、穩定、可靠的方法,不僅可顯著緩解患者疼痛,還能明顯改善手部功能,中遠期預后良好。
利益沖突 在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突;經費支持沒有影響文章觀點和對研究數據客觀結果的統計分析及其報道
倫理聲明 研究方案經中國人民解放軍聯勤保障部隊第九二〇醫院醫學倫理委員會批準(2011017)
作者貢獻聲明 宋慕國:患者隨訪、資料數據整理、文章撰寫;徐永清:鎳鈦記憶合金三角固定器的研發、臨床應用手術實施、患者隨訪;何曉清:鎳鈦記憶合金三角固定器臨床應用手術實施、患者隨訪;李川:鎳鈦記憶合金三角固定器的研發、部分臨床應用手術實施