关节镜下利用纳米羟基磷灰石棒治疗SchatzkerⅢ型胫骨平台骨折：6个月随访

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.3068

中国组织工程研究 ›› 2021, Vol. 25 ›› Issue (10): 1571-1576.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.3068

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关节镜下利用纳米羟基磷灰石棒治疗SchatzkerⅢ型胫骨平台骨折：6个月随访

范鑫超1，邱长茂2，任中缘3，李西成2

1河北北方学院，河北省张家口市 075000；2河北省人民医院，河北省石家庄市 050000；3河北医科大学，河北省石家庄市 050000

收稿日期:2020-04-03 修回日期:2020-04-14 接受日期:2020-05-19 出版日期:2021-04-08 发布日期:2020-12-18
通讯作者: 李西成，主任医师，河北省人民医院，河北省石家庄市 050000
作者简介:范鑫超，男，1992年生，河北省邢台市人，汉族，河北北方学院在读硕士，主要从事关节、创伤、脊柱的研究。

Arthroscopic treatment of Schatzker type III tibial plateau fractures with hydroxylapatite rods: 6-month follow-up

Fan Xinchao1, Qiu Changmao2, Ren Zhongyuan3, Li Xicheng2

1Hebei North University, Zhangjiakou 075000, Hebei Province, China; 2Hebei Provincial People’s Hospital, Shijiazhuang 050000, Hebei Province, China; 3Hebei Medical University, Shijiazhuang 050000, Hebei Province, China

Received:2020-04-03 Revised:2020-04-14 Accepted:2020-05-19 Online:2021-04-08 Published:2020-12-18
Contact: Li Xicheng, Chief physician, Hebei Provincial People’s Hospital, Shijiazhuang 050000, Hebei Province, China
About author:Fan Xinchao, Master candidate, Hebei North University, Zhangjiakou 075000, Hebei Province, China

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：
纳米羟基磷灰石棒：纳米羟基磷灰石是一种应用于植骨手术中代替人骨的新型的骨代替品，其化学性质、生物性质及矿物质成分与人骨非常相似，因具有很好的生物活性、相容性、降解性和骨传导性而被广泛应用于临床。人工合成的纳米羟基磷灰石形状多样，有棒状、球状、纤维状等。在纳米羟基磷灰石制造中加入表面活性剂可改变其孔径，形成多孔材料，可增加其本身的负载性及吸附性等性能。由于棒状人类钙化组织中的基本形态，因此纳米羟基磷灰石棒是目前临床研究的焦点。
Schatzker Ⅲ型胫骨平台骨折：是指单纯的外侧胫骨平台中央凹陷型骨折，属于关节内骨折，其骨折复位要求达到解剖复位，而膝关节内解剖结构较为复杂，手术难度较大。

背景：单纯的Schatzker Ⅲ型胫骨平台骨折临床治疗方法不统一，有内固定、外固定及关节镜等治疗方法。
目的：探讨关节镜下纳米羟基磷灰石棒植入治疗Schatzker Ⅲ型胫骨平台骨折的疗效及影响因素分析。
方法：纳入河北省人民医院2017年7月至2019年7月收治的36例Schatzker Ⅲ型胫骨平台骨折患者，男25例，女11例，年龄20-57岁，其中观察组18例接受关节镜下纳米羟基磷灰石棒植入微创治疗，对照组18例接受传统切开接骨板螺钉内固定治疗。术后随访6个月，记录并发症发生情况与骨折愈合时间，采用目测类比评分评估疼痛情况，HSS膝关节功能评分评估膝关节功能，Lysholm膝关节评分评估治疗优良率。单因素分析观察组患者年龄、性别、有合并半月板及韧带损伤、手术时间及术中出血量等各单因素对术后膝关节疗效的影响。试验获得河北省人民医院伦理委员会批准。
结果与结论：①观察组术后下肢深静脉血栓、创伤性关节炎等并发症发病率低于对照组(P < 0.05)；②观察组骨折愈合时间短于对照组(P < 0.05)，临床治疗优良率高于对照组(P < 0.05)；③观察组术后第1天、1周及1，3个月的目测类比评分均低于对照组(P < 0.05)，术后1，3，6个月的HSS膝关节功能评分均高于对照组(P < 0.05)；④单因素分析显示，年龄<50岁患者术后疗效优于≥50岁患者(P < 0.05)；⑤结果表明，关节镜下纳米羟基磷灰石棒植入微创治疗Schatzker Ⅲ型胫骨平台骨折可促进骨折愈合，减轻疼痛，促进关节功能恢复，其中年龄是影响术后疗效的独立因素。

https://orcid.org/0000-0002-8795-1444 (范鑫超)
中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程

关键词: 骨, 材料, 骨折, 关节镜, 纳米, 羟基磷灰石, 胫骨平台骨折

Abstract: BACKGROUND: The clinical treatment of Schatzker III tibial plateau fracture is different, including internal fixation, external fixation and arthroscopy.
OBJECTIVE: To investigate the effect and influencing factors of arthroscopic treatment of Schatzker type III tibial plateau fracture with nano hydroxylapatite rod.
METHODS: Totally 36 cases of Schatzker type III tibial plateau fractures admitted to Hebei Provincial People’s Hospital from July 2017 to July 2019 were enrolled, including 25 males and 11 females, aged 20-57 years. Among them, 18 patients in the observation group received minimally invasive arthroscopic hydroxylapatite rod implantation and 18 patients in the control group received conventional open plate and screw fixation. After 6 months of follow-up, complications and fracture healing time were recorded. Pain was assessed by visual analogue scale score. Knee function was assessed by HSS score. Excellent and good rate was assessed by Lysholm score. The effects of single factors such as age, sex, combined meniscus and ligament injuries, operation time and intraoperative blood loss in the observation group on the efficacy of the postoperative knee joint were analyzed by single factor analysis. The trial was approved by the Ethics Committee of Hebei Provincial People’s Hospital.
RESULTS AND CONCLUSION: (1) The incidence rate of postoperative complications such as deep venous thrombosis and traumatic arthritis in the observation group was lower than that in the control group (P < 0.05). (2) The healing time of the observation group was shorter than that of the control group (P < 0.05). The excellent and good rate of clinical treatment was higher in the observation group than that of the control group (P < 0.05). (3) The visual analogue scale scores of the observation group were lower than those of the control group at 1 day, 1 week, 1 and 3 months after operation (P < 0.05). The HSS scores of knee joint function in 1, 3 and 6 months after operation were higher in the observation group than those in the control group (P < 0.05). (4) The single factor analysis showed that the postoperative effect of patients with age < 50 years was better than that of patients with age ≥ 50 years (P < 0.05). (5) The results showed that the minimally invasive treatment of Schatzker type III tibial plateau fracture with nano hydroxyapatite rod under arthroscope could promote fracture healing, alleviate pain and promote joint function recovery, in which the age was an independent factor affecting the postoperative effect.

Key words: bone, material, fracture, arthroscopy, nano, hydroxyapatite, tibial plateau fracture

中图分类号:

范鑫超, 邱长茂, 任中缘, 李西成. 关节镜下利用纳米羟基磷灰石棒治疗SchatzkerⅢ型胫骨平台骨折：6个月随访[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(10): 1571-1576.

Fan Xinchao, Qiu Changmao, Ren Zhongyuan, Li Xicheng. Arthroscopic treatment of Schatzker type III tibial plateau fractures with hydroxylapatite rods: 6-month follow-up[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2021, 25(10): 1571-1576.

图/表（结果） 10

2.1 参与者数量分析术后随访6-12个月，平均随访时间约10个月。36例患者均进入结果分析。
2.2 试验流程见图4。

2.3 两组患者一般资料两组性别、年龄、术前目测类比评分及HSS膝关节功能评分、受伤原因等一般资料比较差异均无显著性意义，见表2。

2.4 两组术后一般情况术后引流量为30-75 mL，两组术后根据引流量多少拔除引流管，术后第1天常规换药观察切口情况，术后第1天行患膝正侧位X射线片评估术后情况，指导患者功能锻炼；术后约14 d切口愈合，所有患者切口无感染迹象，给予拆除缝合线。
观察组手术时间、切口总长度、术中总出血量、术后引流量、住院时间、骨性愈合时间均少于对照组(P <0.05)，术后第1天膝关节最大屈曲程度大于对照组(P < 0.05)，见表3。

2.5 两组疗效优良率对比观察组的优良率为89%，对照组的优良率为56%，组间比较差异有显著性意义(P=0.03)，见表4。

2.6 两组术后目测类比评分的对比观察组术后第1天、1周及1，3个月的目测类比评分低于对照组(P < 0.05)，两组术后第6个月的评分比较差异无显著性意义(P > 0.05)，见表5。

2.7 两组术后膝关节功能HSS评分的对比观察组术后不同时间点的膝关节功能HSS评分高于对照组(P < 0.05)，见表6。

2.8 两组术后并发症的对比术后两均未出现与植入物有关的不良反应。观察组术后下肢深静脉血栓、创伤性关节炎等并发症的发病率低于对照组(P < 0.05)，见表7。

2.9 单因素分析观察组术后疗效的影响因素运用Fisher确切概率法比较分析18例观察组患者的年龄、性别、有合并半月板及韧带损伤、手术时间及术中出血量等各单因素对术后膝关节疗效的影响，结果显示年龄<50岁患者的治疗后疗效优于年龄≥50岁(P=0.034)，见表8。

2.10 典型病例患者47岁女性患者，主因车祸致右膝关节肿痛伴活动受限1 h入院；专科查体：右膝关节周围压痛、肿胀明显，膝关节屈伸活动时疼痛加重，浮髌试验阳性，侧方应力试验阴性，余查体因疼痛无法配合，足背动脉搏动可触及，足趾活动及感觉良好。辅助检查：右膝关节正侧位X射线片示右侧胫骨平台骨折，双膝关节CT+三维重建示右胫骨平台外侧骨折，初步诊断为右侧胫骨平台骨折(SchatzkerⅢ型)。在硬膜外麻醉下行关节镜辅助利用羟基磷灰石棒支撑胫骨平台使骨折复位，术后疗效评价及患者自身感受良好。术中及术后影像学资料见图5。

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引言

材料方法

1.1 设计回顾性病例分析。
1.2 时间及地点试验于2017年7月至2019年7月在河北省人民医院骨科完成。
1.3 对象选择2017年7月至2019年7月于河北省人民医院骨科住院治疗的36例SchatzkerⅢ型胫骨平台骨折患者，其中男25例，女11例；年龄20-57岁，中位年龄40岁；均为单侧闭合性SchatzkerⅢ型胫骨平台骨折；受伤原因：交通事故伤19例，高空坠落伤10例，摔伤7例；术前完善膝关节X射线片、三维CT重建、MRI、双下肢深静脉彩超等检查，其中合并半月板损伤者5例，合并韧带损伤者7例；受伤至手术时间2-5 d，平均为3 d。按照手术方式不同分为2组，其中18例患者采用传统切开接骨板螺钉内固定治疗，设为对照组；另18例采用关节镜下利用纳米羟基磷灰石棒微创治疗，设为观察组。试验获得河北省人民医院伦理委员会批准。
纳入标准：①新鲜骨折(14 d内)；②闭合性骨折；③单纯的SchatzkerⅢ型胫骨平台骨折，不伴其他类型骨折；④无重要神经、血管损伤，无远端肢体障碍，术前无骨筋膜室综合征等表现；⑤随访至少6个月，整个治疗过程中的临床资料完整；⑥患者对治疗及试验方案知情同意，且得到河北省人民医院伦理委员会批准。
排除标准：①合并下肢其他部位骨折、脱位或下肢已形成深静脉血栓者；②病理性骨折者；③既往下肢有外伤史者及既往膝关节活动不正常者；④不配合治疗、不理解治疗或精神存在问题的患者；⑤合并心脑血管、肝、肾等严重的内科疾病的患者。
1.4 材料纳米羟基磷灰石棒为一种化学性、生物活性及结构排列与人体骨十分相似的复合骨填充材料，其大体形态见图1，材料学特性见表1。

1.5 治疗方法两组由同一主任医师操作。
1.5.1 术前准备完善膝关节正侧位X射线片、三维CT重建、MRI、下肢深静脉彩超及术前相关检查，明确诊断及手术适应证，排除手术禁忌证。入院后嘱患者抬高患肢，给予膝关节支具伸直位固定，并指导患者行踝泵功能锻炼，预防下肢深静脉血栓形成。患侧膝关节局部冰敷，并予以止痛消肿等对症治疗，待局部皮肤及全身情况允许后行手术治疗，受伤距手术时间为2-5 d，平均为入院后第3天行手术治疗。
1.5.2 手术方法
观察组：在关节镜下利用纳米羟基磷灰石棒支撑治疗。患者入手术室后行腰麻或全麻，麻醉起效后患者取仰卧位，常规碘酒、乙醇消毒术区，铺单，贴无菌薄膜，患肢驱血带驱血后上无菌气囊止血带，气囊压力为300-350 mmHg。分别于膝关节前内、前外侧做一长约1 cm切口入镜，清理关节内积血、积液，用生理盐水持续灌洗关节腔，射频消融予以止血，探查半月板及韧带有无损伤，根据损伤情况决定是否一期修复处理。关节镜直视下再次明确骨折部位、范围、分型、骨折块大小、平台塌陷程度等情况。在关节镜监视下，先使用交叉韧带定位器明确胫骨平台骨折塌陷最低点，然后再用交叉韧带定位器定位钻孔位置。于定位处做一纵行约1.5 cm的切口(图2)，钝性分离至骨膜。沿胫骨导向器钻入导针，并在导针引导下用0.7-1.0 cm钻头钻入，将骨皮质打穿后停止钻入，取出钻头与导针，用一略细于骨道的钝性打压圆棒由骨窗进入，将周围松质骨缓慢地向塌陷方向推挤，在关节镜直视下打击钝性打压棒使塌陷骨块复位；待骨折完全复位后，标记打压圆棒进入骨道长度，取出打压圆棒，选取合适直径合适的纳米羟基磷灰石棒，并对照标记好的打压圆棒进入长度修整纳米羟基磷灰石棒。在关节镜监视下将修整好的纳米羟基磷灰石棒拧入骨道，支撑胫骨平台使塌陷骨块复位，关节镜直视下复位满意后，闭合骨窗并充分缝合骨窗周围的骨膜；关节镜下再次检查骨折复位良好及经C形臂机透视了解骨折复位满意后，检查膝关节屈伸活动及膝关节稳定性，彻底冲洗关节囊后撤镜，沿前外侧入镜切口于关节腔放置负压引流管一根，逐层缝合切口。敷料棉垫弹力绷带加压包扎，术后安返病房。

对照组：采用传统的膝关节前外侧入路钢板螺钉内固定加植骨手术进行治疗。术前准备及麻醉方式同观察组。行前外侧入路，切开皮肤、关节囊(图3)，显露塌陷的胫骨平台，在胫骨平台下约3 cm外侧面开窗，取自体骨行打压植骨对胫骨平台进行复位，取合适的“L”形钢板进行固定，C臂透视下观察钢板及螺钉的位置及骨位置后逐层缝合，留置引流管。

1.5.3 术后处理术后常规给予止痛、消肿、抗感染及抗凝等治疗。给予抬高患肢，促进血液回流，减轻水肿；嘱患者术后麻醉效果消失后行踝泵锻炼，每小时间断行踝泵锻炼 10 min，每天至少8次，预防下肢深静脉血栓形成；每小时间断行股四头肌锻炼5 min，每天至少8次，预防股四头肌萎缩。术后1 d据引流量多少决定是否拔除引流管，并复查患侧膝关节正侧位X射线片。据术后恢复情况行膝关节功能锻炼，坚持“早锻炼、晚负重”原则。
1.6 主要观察指标比较两组手术切口总长度、手术时间、术中总失血量、切口长度、术后引流量、切口愈合情况、住院时间、骨折愈合时间；术后第1天膝关节最大屈曲活动度，术后随访目测类比评分[8](0-10分，评分越高表明疼痛越剧烈)、美国特种外科医院(the hospital special surgery，HSS)膝关节功能评分[9](0-100分，评分越高表明膝关节功能越好)；比较两组患者术后下肢深静脉血栓、膝关节僵硬、创伤性关节炎、骨折畸形愈合等并发症的发生率。
疗效评定标准：依据Lysholm膝关节评分标准将预后等级分为优(≥95分)、良(85-94分)、可(65-84分)、差(<65分)4级[10]。
1.7 统计学分析利用SPSS 23.0统计软件进行统计学分析，符合正态分布的计量资料以x±s表示，并采用两独立样本t检验，不符合正态分布的计量资料以中位数±四分位间距表示，并进行秩和检验。组间优良率的比较采用χ2检验，应用秩和检验对组间临床特征的差异进行统计学分析，中位数±四分位间距进行数据描述，P < 0.05为差异有显著性意义。

讨论

胫骨平台骨折是临床中较为常见的一种骨折，多见于车祸及严重碰撞等高能量损伤，占所有骨折的1%，占老年骨折的8%，外侧平台骨折多见于内侧胫骨平台骨折，外侧平台骨折占55%-70%[11]。胫骨平台骨折的分型有Schatzker分型、AO分型、Hohl分型等，以Schatzker分型及AO分型最为临床医师采用[12]。SchatzkerⅢ型胫骨平台骨折为单纯的外侧平台压缩骨折，占胫骨平台骨折的14.5%[13]，为关节内骨折，多数由较轻的外翻应力损伤造成，骨折塌陷>2 mm，合并膝关节韧带损伤或膝内外翻超过5°时予以手术治疗[14-15]；其治疗的关键在于恢复关节面的正常高度与平滑程度，恢复膝关节功能力线，最大限度地降低创伤性膝关节炎发生率，进而最大程度恢复膝关节功能，提高患者预后生活质量[16-17]。
膝关节是下肢负重及运动的承担者，因此胫骨平台骨折的治疗面临着很多挑战[18]。目前胫骨平台骨折的手术方案主要有传统切开和关节镜手术2大类[19-21]。传统的切开复位接骨板螺钉内固定手术创伤较大且难于处理关节腔内合并的半月板及韧带等损伤[22]，对于医生及患者来说传统的接骨板螺钉内固定手术还面临着另外一个问题——内固定的取出[23]。VOS等[24]的调查显示，大多数医师认为内固定物在体内存留会导致应力遮挡、过敏及致癌，还会影响骨折愈合、致内固定物周围疼痛及内固定物断裂等[25]。然而内固定的取出需行二次手术，患者将再次面临住院费用、术后感染风险、术后疼痛等[26]。此次研究中，对照组结合患者年龄、生命质量等因素(年龄<50岁[27]且生命体征平稳者建议内固定物取出；年龄≥50岁的患者，不建议取出)决定是否行二期内固定物取出。
随着医学的发展，胫骨平台骨折的治疗观念不断更新，由坚强的内固定转变为生物学固定，除了注重骨折的治疗还注重半月板、关节内韧带等的保护和修复[28]，治疗方式也逐渐由传统的切开复位内固定手术转变为关节镜辅助下治疗，有限地切开、直接或间接复位、生物学固定是目前胫骨平台骨折的主要治疗方向[29]。杨柳等[30]对SchatzkerⅠ-Ⅴ型胫骨平台骨折进行了关节镜下微创手术治疗，使骨折解剖复位、关节面与下肢力线得以重建，同时对合并损伤进行了有效处理，取得了良好的近期治疗效果。对于关节镜下治疗SchatzkerⅢ型胫骨平台骨折，多数人采用关节镜直视下复位，然后取自体骨或人工骨植骨填充骨缺损，最后选择合适的钢板螺钉行外侧置入固定，这种方法可以取得良好的骨折复位与固定。但BUCHKO等[31]认为这种复位固定方法很多情况下仍需切开钢板内固定，不能完全实现关节镜的微创效果。此次研究中，观察组于关节镜下利用纳米羟基磷灰石棒治疗SchatzkerⅢ型胫骨平台骨折，无需切开行接骨板螺钉内固定，秉承了关节镜手术的微创原则。纳米羟基磷灰石棒还有很好的生物活性与降解性，待骨折完全愈合后无需二次手术取出。
此次研究结果显示了关节镜下利用羟基磷灰石棒治疗SchatzkerⅢ型胫骨平台骨折的优越性：①手术切口小，对组织暴露少，降低感染概率，创伤小，对组织损伤少，便于术后膝关节功能的快速康复[32]。②在关节镜直视下可明确胫骨平台骨折类型及塌陷程度，了解韧带、半月板损伤情况，必要时还可以给予一期处理，同时可以在关节镜直视下监测骨折复位情况，避免术后创伤性关节炎的发生[33]。③纳米羟基磷灰石棒本身自带螺纹，相当于螺钉的螺纹原理，将纳米羟基磷灰石棒拧入骨道直到关节镜直视下见平台复位良好停止继续拧入。利用纳米羟基磷灰石棒支撑塌陷的胫骨平台，自带的螺纹可防止羟基磷灰石棒后退，进而防止平台再次塌陷，可使患者尽早下地负重。其次，纳米羟基磷灰石棒为可体内降解材料，无需二次手术，同时也减轻了患者痛苦。④在选择羟基磷灰石棒时可选用与骨道相符的半径，可充分封闭骨道，进而避免松质骨丢失及平台塌陷。⑤患者术后恢复快，住院时间短，费用低，满意度高。此次研究Fisher确切概率法分析显示，年龄是影响该治疗患者术后功能疗效的独立因素，年龄≥50岁的患者术后疗效较差，这可能与老年患者膝关节退变、骨质疏松及术后康复锻炼差等因素有关。老年骨质疏松患者骨脆性增加、骨强度降低，容易骨折，同时影响骨折的愈合，进而影响功能恢复，这与邢势等[34]的研究分析相一致；同时骨质疏松是引起膝骨关节炎发生的危险因素，影响膝关节功能。此次研究对于术前诊断骨质疏松的患者给予抗骨质疏松治疗，但病例数不多，需进一步研究随访。
作者的体会有以下几点：①术前注意明确诊断，明确胫骨平台骨折类型；②与其他关节镜手术一样，该术式应注意小腿骨筋膜间隙综合征的发生，因术中灌注液可通过破裂关节囊和骨折处渗入小腿骨筋膜间隙，从而造成术后发生骨筋膜间隙综合征的概率，所以要求尽量缩短手术时间，术中不应用压力泵，从而降低术后骨筋膜间隙综合征的概率[35]；③对于合并半月板及韧带损伤的患者，应根据损伤及患者情况决定是否一期修复；④该术式要求术者应熟练掌握关节镜操作流程；⑤纳米羟基磷灰石棒的修整没有明确的标准，但要求很高，需要充实骨道，且每个患者的修整不同；⑥因该手术需要用到关节镜及羟基磷灰石，可能造成患者住院费用增高，但避免了患者二次取内固定手术，减少了一次手术，总的治疗费用无明显差异。
综上所述，关节镜下利用羟基磷灰石棒治疗SchatzkerⅢ型胫骨平台骨折疗效肯定，创伤小，出血少，术后愈合速度快，可减轻患者疼痛，减少并发症，提高膝关节功能和自理能力，促进生活质量改善，且年龄是影响预后疗效的独立危险因素。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程

关节镜下利用纳米羟基磷灰石棒治疗SchatzkerⅢ型胫骨平台骨折：6个月随访

Arthroscopic treatment of Schatzker type III tibial plateau fractures with hydroxylapatite rods: 6-month follow-up

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