镍钛记忆合金弓齿钉内固定促进多发跖骨骨折愈合的机制与临床效果,基于形状记忆效应实现断端持续加压,减少骨膜剥离促进血运重建显著提高前足功能并降低慢性疼痛发生率

发布时间: 2026-05-20 23:31:18    浏览次数:

跖骨骨折是足部最常见损伤之一,占全身骨折的3.2%~6.8%,占足部骨折的88.5%,年发病率约为7.5例/万人。高能量挤压伤所致跖骨骨折常伴有严重软组织损伤[2],继而出现足部肿胀、皮肤坏死等并发症,影响骨折治疗[3]。骨折断端对位较好的单发跖骨骨折可通过保守治疗达到功能恢复,但多发跖骨骨折常伴有断端移位,保守治疗容易引起骨折畸形愈合,导致足部活动度减少、影响局部生物力学、遗留前足疼痛[4],因此需要手术治疗[5]。

目前治疗跖骨骨折常见的手术固定方式有克氏针、钢板、螺钉、外固定支架等[6-9]。顺行或逆行克氏针固定骨折大多不在直视下操作,难以达到解剖复位要求,且无法断端加压,只能提供相对稳定[7],针道外露也易增加感染风险等[10];钢板螺钉可以提供很好的刚性固定,但对皮肤软组织要求较高,并且软组织剥离比较广泛[8];外固定支架常用于合并严重软组织损伤的跖骨骨折,可以跨跖趾关节或跖跗关节固定,作用是短期损伤控制[9],如果作为最终治疗手段,容易导致关节僵硬[4]。

镍钛形状记忆弓齿钉具有体积小、质量轻、强度高、耐疲劳等特点,并且有良好的生物相容性和低生物退变性。在使用其固定时可避免大范围局部软组织剥离,多处固定时也可减少容积效应,减少对软组织的激惹;与髓内固定相比,其在体内可持续产生压力,稳定固定的同时促进骨折断端愈合[12]。然而,目前国内尚缺乏镍钛形状记忆弓齿钉治疗多发跖骨骨折的相关临床研究。本研究通过回顾分析我科2022年1月—2023年6月运用镍钛形状记忆弓齿钉治疗多发跖骨骨折患者的临床资料,探讨其治疗效果。报告如下。

1、临床资料

1.1 一般资料

患者纳入标准:①≥2根的多发跖骨骨折或跖骨骨折合并跖跗关节损伤;②采用切开复位镍钛形状记忆弓齿钉内固定;③随访资料完整。排除标准:①粉碎的不稳定性骨折,不适合采用镍钛形状记忆弓齿钉内固定治疗;②开放性骨折(Gustilo II、III型)因感染风险不适合或无法行内固定治疗。2022年1月—2023年6月共27例患者符合选择标准纳入研究。

本组男16例,女11例;年龄33~65岁,平均47.44岁。左足17例,右足10例。致伤原因:重物砸伤11例,交通事故伤9例,挤压伤7例。同时合并2根骨折6例,3根骨折6例,4根骨折4例,5根骨折8例,合并跖跗关节损伤3例。弓齿钉固定部位:跖骨颈部骨折16根、干部骨折22根、基底部骨折9根、跗跖关节损伤5根。术前存在软组织损伤表现8例,Tscherne-Oestern闭合型软组织损伤分型I型5例、II型3例,II型中有1例术前已出现皮肤坏死。

1.2 手术方法

患者于神经阻滞麻醉(19例)或连续硬膜外麻醉(8例)下取仰卧位,患侧肢体予以充气止血带止血,常规消毒、铺巾。相邻2、3根跖骨骨折可通过中间1个纵向切口暴露;4根跖骨采用2个纵向平行切口暴露;对于非相邻的多根跖骨骨折,相邻骨折通过中间纵向切开暴露,单根骨折可附加间隔较远的单切口暴露(以骨折断端为中心,纵向1.5~2.0 cm平行切口);若需行其他方式内固定,可通过适当延长切口在同一手术窗固定,第1跖骨需钢板内固定时则另取切口。术中保护伸肌腱、骨间肌,分离软组织,暴露骨折端,清除骨折断端间隙内血块及纤维组织,尽量少剥离骨膜,以利骨折愈合,直视下复位骨折断端。复位满意后于骨折线两侧钻孔,选择合适大小镍钛形状记忆弓齿钉(兰州西迈记忆合金公司),于0~4℃冰水中展开,将两侧钉爪卡入之前所钻骨孔中,45℃恒温生理盐水冲洗加热使弓齿钉背部收缩,实现骨折端的有效加压固定。见图1。透视确定骨折复位满意后冲洗切口并逐层缝合。本组术前存在皮肤软组织损伤的Tscherne-Oestern I型5例、II型2例患者经活血消肿与换药治疗,未出现明显感染坏死迹象后手术;II型中1例已出现皮肤坏死者同时行手术清创、骨折复位内固定、植皮手术治疗。

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1.3 术后处理及疗效评价指标

术后开始行足趾屈伸活动、下肢无负重功能锻炼;术后4~6周开始部分负重锻炼;根据患者骨折愈合情况,8~12周可完全负重。

记录术后感染、皮肤坏死、骨延迟愈合、内固定失效等并发症发生情况。术后定期复查足部X线片评价骨折有无移位及愈合情况。末次随访时,采用美国矫形足踝协会(AOFAS)中前足评分评价功能,疼痛视觉模拟评分(VAS)评估疼痛情况。

2、结果

27例患者均获随访,随访时间9~15个月,平均12.3个月。术后复查X线片示未出现骨折复位丢失,均获骨性愈合,无内固定物松动、断裂等失效情况发生;骨折愈合时间3~4个月,平均3.13个月。术后除4例(Tscherne-Oestern I型2例、II型2例)出现浅表皮肤坏死,经换药治疗愈合外,其余患者均未发生感染,创面得到愈合。末次随访时,患者AOFAS中前足评分为70~95分,平均86.6分,其中优19例、良6例、中2例,优良率92.6%;VAS评分为0~3分,平均0.9分,其中优24例、良3例,优良率100%。见图2、3。

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3、讨论

虽然多数跖骨骨折可获得良好预后,但也存在部分骨折因未得到合理治疗而导致严重的足部功能受损。跖骨骨折的成角畸形、短缩及侧方移位愈合,会引起足底软组织和周围神经局部压迫及应力的局部集中转移,进而引起足底胼胼胝、跖筋膜炎甚至跖骨间神经瘤的发生,最后导致跖骨痛及慢性前足疼痛。目前认为任何骨折成角超过10°或平移超过4 mm以及多发跖骨骨折,均应行手术治疗。

镍钛形状记忆合金是一种在特定温度下对形状具有特殊记忆功能的新型材料,具有重量轻、强度高、耐磨损、耐腐蚀、耐疲劳、低磁性、无毒以及良好生物相容性和低生物退变性等优点。由该材料制成的弓齿钉已广泛用于髋臼骨折[18-19]、肩胛骨骨折[12]、下胫腓损伤[20]等治疗中。弓齿钉可利用记忆合金随温度所产生的持续回复力,在骨折整个愈合过程中使骨折断端间产生持续应力,从而获得足够稳定性,促进骨折愈合;其力臂的倒钩形设计增加了固定齿与骨折块的摩擦力,有效防止内固定物脱出;并且采用弓齿钉固定时,因其体积小可避免局部软组织的大范围剥离。

基于以上镍钛形状记忆弓齿钉的特点,我们将其运用于多发跖骨骨折的治疗,并取得了良好临床效果。本研究采用弓齿钉固定多发跖骨骨折均获得骨性愈合,未发生二次移位,后期功能恢复良好,其固定部位包含颈部、干部、基底部骨折及跖跗关节损伤,使用中无部位限制。其中对3例跖跗关节损伤患者采用弓齿钉固定,也是在这类损伤中的首次尝试。常规的跨关节固定方式会导致跖跗关节微动功能丢失,并增加内固定物断裂风险,而镍钛形状记忆弓齿钉的材料特性允许发生轻微形变,有效维持解剖位置的同时避免了应力集中。

多发跖骨骨折术后容易出现皮肤或软组织相关并发症,在Egrise等[21]的一项多样本研究结果中,2根及以上跖骨骨折术后皮肤坏死率达15%,伤口感染率达6%,且多为切开复位手术患者。本研究中有8例多发跖骨骨折合并Tscherne-Oestern I型或II型软组织损伤,我们运用弓齿钉体积小、需暴露范围小的特点,顺利完成多发跖骨骨折合并软组织损伤的内固定治疗,术后4例出现皮肤浅表坏死,经换药后痊愈,考虑是因为该术式对周围软组织血运破坏与激惹小,减少了内固定外露与感染风险。1例Tscherne-Oestern II型软组织损伤术前已出现皮肤坏死,我们一期行坏死皮肤清创、弓齿钉固定多发跖骨骨折、创面植皮覆盖,术后取得了良好效果,为这类损伤提供了一种新的治疗方式。

综上述,镍钛形状记忆弓齿钉治疗多发跖骨骨折可获得有效内固定,同时保护局部皮肤软组织,可明显降低内固定物植入带来的二次损伤,是一种可供选择的手术治疗方式。本研究不足在于为回顾性研究,缺乏与传统手术组的对照,且为单中心研究、样本量小,尚需进一步行多中心和大样本量研究验证该术式的确切疗效。

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(注,原文标题:镍钛形状记忆弓齿钉治疗多发跖骨骨折的临床疗效_陈杰)

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