人工植入肘关节假体对肘关节僵硬的作用研究

人工植入肘关节假体对肘关节僵硬的作用研究

陆军

捷迈（上海）医疗国际贸易有限公司，上海 200001

摘要： 肘关节僵硬是在其外伤后常见的并发症，创伤后很容易发生软组织的粘连、挛缩，关节囊的增厚并且结构发生改变。从而对肘关节的功能造成障碍，给患者的生存质量带来很大影响，因此对肘关节僵硬的治疗意义重大。从传统意义上来讲，肘关节僵硬的治疗方法可分为手术松解和保守治疗，但是手术松解可能会导致僵硬复发和神经、血管的并发症，带来很多副作用。在没有异位骨化的情况下，相比手术治疗，保守疗法中的人工植入关节假体是一种更有效的方法。关节假体种类多样，与物理治疗相配合治疗关节僵硬效果良好。本文将就人工假体在肘关节创伤后功能障碍康复中的应用做出综述研究。

关键词：肘关节创伤 肘关节僵硬 人工植入 肘关节假体

1. 肘关节的作用功能

手部关节主要有指关节，腕关节，肘关节和肩关节。指关节主要作用就是弯曲抓取，肩关节功能就是协调手臂前后左右运动，肘关节和腕关节由肩关节统一协调发挥作用。其中，肘关节连接肩关节和前臂、手，是上肢重要的“承前启后”的关节，其正常的功能既是上肢进行负重支撑的后盾，又是发挥手的灵活功能的保证。是一个非常稳定的复合关节，包括 3部分：肱尺、关节、肱桡关节和桡尺近侧关节。正常的生理运动包括肱尺关节的屈伸和前臂的旋转。肘关节活动的主要作用是将手置于立体空间之中以扩大手的活动范围，从而完成一系列的动作和目标，同时在开链和闭链运动中保持运动的精确性^[1]。

但是肘关节创伤却是十分常见的上肢损伤，好发于运动人群和老年骨质疏松患者。其中，桡骨头骨折是最常见的肘关节骨折，约占成人长骨骨折的1.5% ，占全部肘部骨折的 1/3。该损伤多为摔倒时上肢伸直撑地，桡骨头与肱骨小头撞击所致，以 MasonⅠ型骨折居多。对于桡骨头骨折，单纯移位并不一定意味着不稳定或需要手术治疗，对无机械性阻挡的单纯桡骨头骨折，非手术治疗是最安全有效的。肘关节功能对手部功能的发挥具有极其重要的作用。

2. 创伤后肘关节僵硬的原因

肘关节僵硬是各种原因造成的肘关节活动受限的总称，是肘关节外伤或长期制动后常见的功能障碍，尽管有一些预防方法，但关节僵硬还是不可避免地发生。单纯的肘关节脱位很少出现功能障碍，而复杂肘关节脱位或者骨折通常需要手术重建解剖结构和稳定性。外伤后无论是保守的复位或是手术治疗，关节制动都是骨关节损伤后必要的治疗手段，由于组织的功能适应的特性，制动在保护受损组织的同时，也会对关节周围组织产生不利影响，造成关节韧带、关节囊和肌腱等组织的挛缩，并形成关节内外粘连，导致关节僵硬从而产生功能障碍^[2]。

肘关节僵硬的病理学是它的分类的基础，大体分为非创伤性和创伤性。创伤后的分类主要依解剖结构进行，肘关节僵硬括内部僵硬、外部僵硬和两者结合的僵硬。内部的挛缩包含关节面（关节内粘连、关节内的畸形愈合或关节软骨缺失），而关节外部挛缩 关节囊和肌肉韧带挛缩、异位骨化、关节外畸形愈合和烧伤后的软组织挛缩）则是涉及关节囊及以外的组织。大多数创伤后僵硬的肘关节都有内部和外部的结合。治疗目的是给患者提供一个无痛的、具备功能的、稳定 的肘关节，关节僵硬的时间、严重程度、患者的特殊原因和病理学都是影响治疗方法选择的因素。对于创伤后肘关节僵硬，经多年研究发现，人工植入关节假体在以往的临床使用当中都体现出了良好的治疗效果。因此对于关节内和关节外的肘关节僵硬，排除禁忌症之后都可以采取假体配合运动疗法进行康复。

3. 人工植入关节假体在肘关节功能恢复中的作用

肘关节构造复杂，在生物力学上不能仅用半限制型的铰链关节来解释，在置换手术中切口的选择、软组织的平衡、目前我国临床适用大多为 Coonrad－Morrey假体^[3]。该假体尺骨侧假体柄较长，而此假体柄与国人尺骨髓腔匹配性欠佳，常会出现假体插入困难的情况。此时除扩大假体髓腔外，甚至需要截断尺骨假体柄的远端以保证假体置入。本文根据中国人身体实际情况研发了更适合国人植入的肘关节产品。在肘关节周围的解决方案上，有DVR系统、肘关节周围解剖型钢板、肘关节周围锁定钢板、ULS1/3管型钢板、Gable pin 索绑系统、Coonrad/Morrey全肘关节。肘关节周围解剖型钢板又包括肱骨远端内侧解剖板、肱骨远端外侧解剖板、尺骨近端解剖板。肘关节周围锁定钢板又包括肱骨远端九十度锁定钢板、尺骨近端锁定钢板、肱骨远端一百八十度锁定钢板。

• DVR系统

DVR系统，如下图，其设计理念基于患者的受益程度和深入的软组织解剖研究。采用捷迈新一代解剖型髓内钉。预设的螺钉分布、锁定螺钉、三维软骨下支撑、克氏针辅助固定以及复位、双排螺钉、脚手架支撑、完美贴合分水岭、预设套简技术、多尺寸选择、多种螺钉搭配等，这些特点造就了DVR系统的突出优势。提供锁定和非锁定、体内三维折弯、FAST Guide预设套筒技术、兼顾强度和柔韧性等优点、也使F3系统在同类产品中脱颖而出。

• S3肱骨近端锁定接骨板

S

3肱骨近端锁定接骨板，如下图，采用135度钢板螺钉角度，恢复正常肱骨颈干角角度；其特有的螺钉分布，对肱骨头提供三维的软骨下支撑；独特的防止内翻塌陷射进；钢板放置大于结节下2.5-3cm,可以有效减少肩峰下撞击的发生；光杆固定桩可以有效减少切割以及螺钉头突入关节腔。

• PolyAx股骨远端外侧锁定接骨板

PolyAx股骨远端外侧锁定接骨板，如下图，在设计上分左右的解剖形态，并有多种长度可供选择-6/9/12/15/18孔，以更好地适应不同的临床指征，且末端弹头形态适合经皮插入，采用1.6mm克氏针孔方便临时固定，固定角度结构提供角稳定性，多轴技术可在30度锥形范围内随意调整螺钉至所需要的角度，膨胀锁定环（锁定机制）依靠摩擦力将其余接骨板锁定，并增加螺钉的抗拔出力。

• PolyAx胫骨近端外侧锁定接骨板

PolyAx胫骨近端外侧锁定接骨板，如下图，在设计上分左右的解剖形态，并有多种长度可供选择-2/5/8/11/14孔，以更好地适应不同的临床指征，且末端弹头形态适合经皮插入，采用1.6mm克氏针孔方便临时固定，锁定颈部设计具有0.5mm多轴锁定螺钉以便支撑内部平台，多轴技术可在30度锥形范围内随意调整螺钉至所需要的角度，膨胀锁定环（锁定机制）依靠摩擦力将其余接骨板锁定，并增加螺钉的抗拔出力。

植入人工肘关节假体的目的是使关节周围软组织产生永久性延长的塑性形变。通过施加的机械张力产生生物反应以改变胶原的长度或交联完整性，使排列混乱的胶原纤维更加有序，也可对肌成纤维细胞的产生进行调节，减少肌成纤维细胞的数量。同时能够使增厚的关节囊得到持续外力的牵伸，减小关节囊的厚度，从而增加肘关节的活动范围。软组织在受到牵张力的情况下，可以通过弹性或塑性形变来响应。弹性形变意味着当受到的牵张力去除时，组织恢复到其原始长度；塑性形变表示当牵张力去除之后，组织将保持其新的松弛^[4]。

在基于蠕变的载荷中，施加的力是恒定的并且肢体的位移在持续发生变化，这种低负荷延长的伸展是通过使用动态矫形器进行的。动态矫形器即利用蠕变的原理，在保持应力恒定不变的条件下，随着时间的推移软组织应变增加，只要应力的作用时间相当长，蠕变在应力小于弹性极限时也能出现，从而达到治疗挛缩关节的目的。然而蠕变载荷有缺点，这些矫形器可能需要每天穿戴6—12h，治疗过程是痛苦的，并且关节可能由于长时间的压迫而受损。

在应力松弛中，肢体位移是恒定的，而软组织的应力在发生变化。这是静力递增型矫形器的原理，在每次使用过程中指导患者不断调节矫形器的角度，提高关节处的张力，使组织更快地达到塑性形变状态，效果的持续时间更长。静力递增型矫形器的牵张力将缩短的组织保持在其最大可耐受长度，随着每次牵伸的最大可耐受长度的改变，软组织的静息长度也发生了变化，也就达到了增加关节活动范围的目的。

结束语

骨科医疗器械是医疗器械行业中最大的子行业之一，而其中骨科植入物又是骨科器械中最重要的门类，骨科在医疗器械领域一直有着重要的专属细分地位。本文分析对比各类肘关节僵硬的病因及病理改变，基于力学理论和临床治疗经验，研究设计肘关节人工植入假体、进行力学分析与临床实验研究，并取得了良好的临床疗效。这对于肘关节术后挛缩的防治具有理论贡献与现实意义。

参考文献

[1]杨运平. 肘关节稳定性的应用解剖和生物力学研究[D].第一军医大学,2000.

[2]江航,张锦明.矫形器在肘关节创伤后功能障碍康复中的应用进展[J].中国康复医学杂志,2018,33(09):1117-1121.

[3]高国栋,张晓刚,张华,徐斌,蒋宜伟,张虎林,宋敏,杨国栋.创伤后肘关节矫正器的研制及临床观察[J].中国医疗器械信息,2017,23(06):18-20.

[4]张世庆,孙嘉怿,陈成,刘斌.增材制造骨科植入型医疗器械的发展现状及应用[J].生物骨科材料与临床研究,2018,15(01):76-80.