外固定架结合中频脉冲疗法治疗C型桡骨远端骨折患者血清炎症因子和氧化应激指标的变化

doi:10.12307/2021.326

中国组织工程研究 ›› 2021, Vol. 25 ›› Issue (33): 5351-5355.doi: 10.12307/2021.326

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外固定架结合中频脉冲疗法治疗C型桡骨远端骨折患者血清炎症因子和氧化应激指标的变化

李嘉，付婷婷，马元琛，刘向前，陈民

广东省人民医院(广东省医学科学院)，广东省老年医学研究所，广东省广州市 510080

收稿日期:2020-01-20 修回日期:2020-01-21 接受日期:2021-02-07 出版日期:2021-11-28 发布日期:2021-08-06
通讯作者: 陈民，硕士，主任医师，广东省人民医院(广东省医学科学院)，广东省老年医学研究所正骨科，广东省广州市 510080
作者简介:李嘉，男，1978年生，广东省广州市人，2005年南方医科大学(原第一军医大学)毕业，硕士，主要从事中西结合骨伤科、运动医学方面的研究。

Serum inflammatory mediators and oxidative stress in patients with type C distal radius fractures treated with external fixator combined with mid-frequency pulse therapy

Li Jia, Fu Tingting, Ma Yuanchen, Liu Xiangqian, Chen Min

Guangdong Provincial People’s Hospital (Guangdong Academy of Medical Sciences), Guangdong Geriatric Institute, Guangzhou 510080, Guangdong Province, China

Received:2020-01-20 Revised:2020-01-21 Accepted:2021-02-07 Online:2021-11-28 Published:2021-08-06
Contact: Chen Min, Master, Chief physician, Guangdong Provincial People’s Hospital (Guangdong Academy of Medical Sciences), Guangdong Geriatric Institute, Guangzhou 510080, Guangdong Province, China
About author:Li Jia, Master, Guangdong Provincial People’s Hospital (Guangdong Academy of Medical Sciences), Guangdong Geriatric Institute, Guangzhou 510080, Guangdong Province, China

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：
外固定支架：通过克氏针顶压、支撑，辅助外固定支架超腕关节固定确保关节面得到有效稳定的支撑，避免早期活动造成关节面的塌陷及内固定移位。
中频脉冲疗法：又称非损伤性脉冲疗法，应用频率低于1 000 Hz的脉冲电流治疗疾病，促使局部功能恢复。
背景：C型桡骨远端骨折常采用外固定支架固定治疗，但仍有部分患者存在骨折愈合延迟、骨痂生长缓慢等不良症状发生，术后如何促进骨折愈合及腕关节功能恢复具有重要意义。
目的：探讨外固定架结合中频脉冲疗法治疗C型桡骨远端骨折的疗效及对氧化应激及炎性递质的影响。
方法：选取广东省人民医院2018年1至12月收治的86例C型桡骨远端骨折患者的临床资料进行回顾性分析，按照不同治疗方式分为2组，外固定支架组41例，联合组(中频脉冲疗法联合外固定支架治疗)45例。治疗后4周观察两组患者的临床疗效；对比两组患者治疗前及治疗4周后血清中炎症递质、氧化应激指标水平的变化。
结果与结论：①治疗后4周，联合组骨痂量化评分高于外固定支架组，目测类比评分及Gartland-Werley评分低于外固定支架组(P < 0.05)；②治疗后4周，两组患者丙二醛、晚期氧化蛋白产物水平均下降，且联合组低于外固定支架组(P < 0.05)；抗氧化物谷胱甘肽过氧化物酶、超氧化物歧化酶水平均升高，且联合组高于外固定支架组(P < 0.05)；③治疗后4周，两组血清中C-反应蛋白、白细胞介素6、白细胞介素1β的水平均较治疗前显著降低(P < 0.05)，且联合组低于外固定支架组(P < 0.05)；④提示中频脉冲疗法结合外固定支架可促进C型桡骨远端骨折愈合及腕关节功能恢复，降低术后炎症及氧化应激反应。

https://orcid.org/0000-0001-6009-9100 (李嘉)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

关键词: 中频脉冲疗法, 外固定支架, C型, 桡骨远端骨折, 氧化应激, 炎性递质

Abstract: BACKGROUND: Type C distal radius fractures are often treated with external fixation. However, some patients still have undesirable symptoms such as delayed fracture healing and slow growth of callus. How to promote fracture healing and recovery of wrist joint function after surgery is of great significance.
OBJECTIVE: To investigate the effect of mid-frequency pulse therapy combined with external fixator on type C distal radius fracture and its influence on oxidative stress and inflammatory mediators.
METHODS: Clinical data of 86 patients with type C distal radius fracture admitted in Guangdong Provincial People’s Hospital from January to December 2018 were analyzed retrospectively. Patients were divided into two groups according to different treatment methods: external fixation group (n=41 cases) and combined group (mid-frequency pulse therapy combined with external fixation treatment, n=45 cases). The clinical effect of different treatment methods was observed, and the changes of serum inflammatory mediators and oxidative stress indexes before and 4 weeks after treatment were compared between the two groups.
RESULTS AND CONCLUSION: (1) The quantitative score of callus in the combined group was higher than that in the external fixation group, and the visual analogue scale score and Gartland-Werley score were lower than that in the external fixation group (P < 0.05). (2) At 4 weeks after treatment, malondialdehyde and advanced oxidation protein product levels decreased, and the level in the combined group was lower than that in the external fixation group (P < 0.05). The level of antioxidant glutathione peroxidase and superoxide dismutase levels increased; the level in the combined group was higher than that in the external fixation group (P < 0.05). (3) At 4 weeks after treatment, the levels of C-reactive protein, interleukin-6, and interleukin-1 β in the serum of the two groups were significantly lower than those before treatment (P < 0.05), and the levels in the combined group were lower than those in the external fixation group (P < 0.05). (4) It is concluded that mid-frequency pulse therapy combined with external fixator can promote the healing of type C distal radius fracture and the functional recovery of wrist joint, reduce postoperative inflammation and oxidative stress.

Key words: mid-frequency pulse therapy, external fixator, type C, distal radius fracture, oxidative stress, inflammatory mediators

中图分类号:

李嘉, 付婷婷, 马元琛, 刘向前, 陈民. 外固定架结合中频脉冲疗法治疗C型桡骨远端骨折患者血清炎症因子和氧化应激指标的变化[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(33): 5351-5355.

Li Jia, Fu Tingting, Ma Yuanchen, Liu Xiangqian, Chen Min. Serum inflammatory mediators and oxidative stress in patients with type C distal radius fractures treated with external fixator combined with mid-frequency pulse therapy[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2021, 25(33): 5351-5355.

图/表（结果） 6

2.1 参与者数量分析共收集符合纳入标准的C型桡骨远端骨折患者86例，均完成随访。将患者按照治疗方式分为2组，外固定支架组41例，联合组45例。
2.2 试验流程图见图 2。

2.3 基线资料比较两组患者的基本资料，如性别、年龄、骨折部位、AO分型等差异均无显著性意义(P > 0.05)，见表2。

2.4 两组患者骨痂量化评分、目测类比评分及Gartland-
Werley评分比较治疗后4周，联合组骨痂量化评分高于外固定支架组，目测类比评分及Gartland-Werley评分低于外固定支架组，差异均有显著性意义(P < 0.05)；联合组Gartland-
Werley评分优良率高于外固定支架组(P < 0.05)，见表3。

2.5 两组患者氧化应激指标比较治疗后4周，丙二醛、AOPP水平均下降，且联合组低于外固定支架组(P < 0.05)；治疗后4周，抗氧化物GSH-PX、超氧化物歧化酶水平均升高，且联合组高于外固定支架组(P < 0.05)，见表4。

2.6 两组患者血清炎性因子水平变化两组患者治疗前血清中C-反应蛋白、白细胞介素6、白细胞介素1β水平比较，差异均无显著性意义(P > 0.05)；治疗后4周，两组血清中C-反应蛋白、白细胞介素6、白细胞介素1β水平均较治疗前显著降低(P < 0.05)，且联合组低于外固定支架组(P < 0.05)，见表5。

2.7 植入物与宿主的生物相容性植入物及外固定架生物相容性良好，未出现植入物周围感染、过敏反应、免疫反应及排斥反应等。
2.8 不良反应外固定支架组2例发生轻度感染、2例内固定物松动，1例假体脱位；联合组1例轻度感染，1例内固定物松动，1例假体脱落；两组不良反应发生率比较差异无显著性意义(P > 0.05)，见表6。

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(责任编辑：GD，ZN，ZH)

引言

材料方法

1.1 设计回顾性病例分析，计量资料t检验及计数资料 χ2检验。
1.2 时间及地点于2018年1至12月在广东省人民医院完成。

1.3 材料各种植入材料学特征见表1。

1.4 对象回顾性分析2018年1至12月广东省人民医院收治的86例C型桡骨远端骨折患者的临床资料。
纳入标准：①年龄≥55岁；②入院后经美国GE双能X射线骨密度仪检测证实存在骨质疏松；③桡骨远端发生皮质性粉碎骨折，关节面移位> 2 mm；④AO分型C型。
排除标准：①AO分型A3、B2、B3型；②以往有前臂或腕部肌腱及神经损伤史者；③存在意识障碍或精神障碍者。
1.5 方法两组手术均由同一组经验丰富的医生完成。
外固定支架组：应用克氏针辅助外固定支架治疗，即保证前臂旋前30°且拇指向上倾斜；腕尺侧骨折处稍垫高使其处于掌屈位；组装腕关节外固定后复位骨折处，将克氏针顺向置入骨折近端骨皮质内；于桡骨干、第2掌骨底部及中段分别切开，切口长度0.5-1.0 cm，切开处各置入直径4 mm螺钉2枚，术中注意保护桡神经。根据X射线片显示结果握住患者前臂轴并持续性牵拉腕关节，“C”型臂X射线机透视显示复位满意后，常规消毒铺巾，上止血带；接下来在桡骨背侧距离桡骨远端5-8 cm处与第2掌骨中段桡背侧做2个长度为0.6-0.8 cm的切口，将伸肌腱及桡神经支分离后放置管针，钻孔，于掌骨及桡骨背侧拧入同定针，针尖长度超过对侧骨皮质；然后在两侧连接杆，牵引复位透视，“C”型臂X射线机透视下复位满意后调整外固定架于腕掌屈尺偏位，固定接口，将切口缝合后包扎固定。术后均给予抗生素治疗一两天。
联合组：在外固定支架组治疗基础上联合中频脉冲疗法治疗，于外固定支架复位满意后第2天应用中频脉冲电治疗仪[爱来宝(济南)医疗科技有限公司]进行治疗，将电极片分别放置于骨折远端、近端，电流强度以患者感觉可承受为佳，每次治疗0.5 h，2次/d，连续治疗4周。治疗过程见图1。

两组患者术后均给予消炎、止痛、抗骨质疏松等常规治疗，抬高患肢以利静脉回流，并在医生指导下进行肌肉等长舒缩功能训练和指间关节功能训练，定期复查。
1.6 主要观察指标所有患者均获得了6个月以上的有效随访，选择治疗前1 d和治疗后4周随访的结果进行研究。
1.6.1 疼痛情况评价治疗后4周采用目测类比评分法，从0-10分疼痛程度持续上升，0分为无任何痛感，10分为极度疼痛，患者根据自身疼痛情况在相应数字上画圈。
1.6.2 骨痂形成情况治疗后4周行腕关节正侧位X射线片检查。骨痂量化评分标准[11]：0分，骨折端X射线片未显示骨痂出现；1分，X射线片显示骨折端有云雾状骨痂出现；2
分，骨折端正侧位影像学显示一端存在骨痂；3分，骨折端正侧位影像学显示两端出现骨痂；4分，影像学显示有结构性骨
痂；5分，影像学显示外骨痂中度吸收；6分，影像学显示外骨痂完全吸收。评分越高表示骨折愈合越好。
1.6.3 腕关节功能恢复情况治疗后4周采用Gartland-Werley
腕关节评分评价腕关节功能恢复情况[12]，判定标准如下：0-2分为优，3-8分为良，9-20分为可，21分以上为差。
1.6.4 氧化应激指标治疗前1 d和治疗后4周，晨起抽取患者静脉血2 mL，离心取血清置于EDTA管中，冻存于深低温环境中备用。采用CF10全自动化学发光免疫分析仪(武汉明德生物科技股份有限公司)检测谷胱甘肽过氧化物酶
(glutathione peroxi-dase，GSH-PX)、超氧化物歧化酶、丙二醛以及晚期氧化蛋白产物(advanced oxidation protein products，AOPP)的表达水平。
1.6.5 炎性因子治疗前1 d和治疗后4周，患者禁食12-14 h
后清晨肘部静脉采血3 mL，注入抗凝管中，以3 000 r/min
离心10 min，分离的血浆标本冻存于-80 ℃冰箱，采用ELISA法测定血清中炎症因子C-反应蛋白、白细胞介素6、白细胞介素1β的水平。ELISA 试剂盒购自武汉中美科技有限公司(USCN)。
1.7 统计学分析采用SPSS 18.0统计软件进行数据分析。计量资料以x±s表示，采用t检验；计数资料以率或百分比表示，采用χ 2检验，以P < 0.05为差异有显著性意义。

讨论

桡骨远端骨折是骨折中常见的类型之一，多由外伤所
导致，因老年人骨质疏松严重，故多数桡骨远端骨折患者均为老年人[13-14]。此次研究纳入86例患者，60岁以上为65例，占76%，其中女性56例，占65%，这与以往研究结果一致[15]。
分析原因可能是由于随着年龄的增加，骨质流失，易导致骨质疏松的发生，同时对于女性患者，在绝经后骨质疏松发生率更高，骨骼中骨矿物质和骨基质大量丢失，骨硬度降低，从而易导致桡骨远端骨折的发生[16-17]。C型桡骨远端骨折是一种复杂的关节内骨折，治疗需恢复桡骨长度、关节面的平整及尺偏角，传统的石膏外固定方法尚不能很好地达到上述固定效果。外固定支架是近年来临床常用的治疗C型桡骨远端骨折的方法，符合骨折现代治疗的生物学固定(BO)理念，能够克服桡骨粉碎性骨折端重叠移位、嵌插等不利于稳定的因素，术后早期可通过支架调节关节位置[18-19]；但外固定支架存在对侧方移位的稳定作用较差以及骨折延迟愈合等问题，故在外固定的同时采取辅助性治疗手段用于骨折的治疗具有重要意义。克氏针作为有限内固定，可辅助增强骨折端稳定，降低其移位的可能性，有效维持复位桡骨高度，有利于患者愈合[20-21]。同时外固定架术后需长期制动，导致患者不能较早进行功能锻炼，进而引起关节僵硬、活动度延迟恢复、交感神经骨萎缩等不良反应[22-23]，故术后对患者进行正确有效的康复指导具有重要意义。C型桡骨远端骨折尤其是伴有骨质疏松的患者，骨折端愈合困难，故在外固定的同时应用辅助性手段以改善骨折端愈合对患者的康复具有重要意义。中频脉冲疗法是常用的物理治疗方法，通过采用低频率的脉冲电流刺激局部病灶，促使局部血液循环增加，提高功能，在骨折预后改善中发挥重要作用[24-25]。
骨痂形成是骨折愈合的常见方式。此次研究结果显示，联合组骨痂量化评分高于外固定支架组，目测类比评分及Gartland-Werley评分低于外固定支架组(P < 0.05)，腕关节功能优良率高于外固定支架组，说明在外固定支架治疗基础上联合中频脉冲疗法治疗可加速骨痂形成，减轻患者疼痛，促进腕关节功能恢复。分析其原因可能是由于电刺激后可加速骨及软骨组织周围的血液循环、促进骨痂形成和骨折愈合，同时中频脉冲疗法可通过对肌肉软组织的电刺激，从而固定肌肉收缩频率，提高骨组织的钙磷沉积[26]。此次研究结果客观证实了中频脉冲疗法的有效性及可行性。
氧化应激损伤是创伤后重要的病理生理特点，骨折后导致患者氧化应激损伤[27]，而大量氧化应激因子的释放对于血运重建及骨质的沉积产生不利影响。超氧化物歧化酶、GSH-PX是人体重要的抗氧化物质，在机体发生氧化应激反应时，体内超氧化物歧化酶、GSH-PX被大量消耗，故二者含量的改善可早期准确地评估机体的氧化损伤程度[28]。罗宝宁
等[29]观察了丙二醛、总抗氧化能力、超氧化物歧化酶在中频脉冲疗法治疗C型桡骨远端骨折中的变化，结果发现，治疗后观察组血清中丙二醛的含量较低，总抗氧化能力、超氧化物歧化酶水平较高，证明中频脉冲疗法的疗效实现与其抑制全身氧化应激反应的作用密切相关。此次研究在以往研究的基础上，在对传统抗氧化指标丙二醛、超氧化物歧化酶进行监测外，还将GSH-PX水平和AOPP水平作为评价氧化应激反应的指标。结果显示，联合组超氧化物歧化酶和GSH-PX明显更高，而丙二醛和AOPP明显下降，提示中频脉冲疗法更有助于维持机体创伤后内环境的稳定。其原因分析可能与中频脉冲疗法刺激骨折端周围微血管循环及促进钙磷沉积有关，但其具体机制还有待于更深入的研究。
骨折发生后对周围软组织、神经、血管等均造成一定的损伤，机体产生防御效果，大量防御性炎症因子释放入
血[30-31]。此次研究结果显示，骨折后两组患者血清中C-反应蛋白、白细胞介素6、白细胞介素1β的含量均上升，治疗后血清中炎症因子C-反应蛋白、白细胞介素6、白细胞介素1β的含量均降低，表明两种治疗方法均能够降低C型桡骨远端骨折患者的炎性反应程度；而治疗后，联合组患者血清中
C-反应蛋白、白细胞介素6、白细胞介素1β的含量低于外固定支架组，这与罗宝宁等[29]报道结果一致。进一步表明中频脉冲疗法有助于减轻C型桡骨远端骨折患者骨折端周围及全身炎症反应，这可能是其加速骨折愈合、优化骨代谢的内在机制之一，为临床明确中频脉冲疗法的机制提供了科学参考。
综上所述，中频脉冲疗法结合外固定支架可促进C型桡骨远端骨折愈合及腕关节功能恢复，其机制可能与其减轻全身炎症反应、氧化应激反应等有关，为临床医师对C型桡骨远端骨折的治疗提供了科学依据。但此次研究纳入病例相对较少，观察时间为4周，今后可扩大样本量、延长观察时间进一步深入研究。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

外固定架结合中频脉冲疗法治疗C型桡骨远端骨折患者血清炎症因子和氧化应激指标的变化

Serum inflammatory mediators and oxidative stress in patients with type C distal radius fractures treated with external fixator combined with mid-frequency pulse therapy

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