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编号:10505005
四种屈肌腱缝合方法的生物力学研究
http://www.100md.com 《中华创伤杂志》 2000年第8期
     四种屈肌腱缝合方法的生物力学研究

    顾宇彤 汤锦波

    摘 要 目的 比较4种屈肌腱缝合方法的生物力学性能及操作难易程度,以供临床应用。 方法 选取40只白种猪后足的屈趾深肌腱作为实验对象,随机分为4组,切断肌腱后予以修复并记录操作时间。第1组为Tang法,第2组为Cruciate法,第3组为Robertson法,第4组为Silfverskiold法。测定修复肌腱的2 mm裂隙抗张强度、断裂抗张强度及肌腱韧度,观察缝合断裂方式。 结果 Tang法的2 mm裂隙抗张强度、断裂抗张强度及肌腱韧度最大,Cruciate法其次,Robertson法与Silfverskiold法相对较小。而在操作时间上,Tang和Cruciate最短。 结论 新近使用的Tang法和Cruciate法具有较好的生物力学性能,操作简便;Tang法的2 mm裂隙抗张强度较大,较Cruciate法更适应于术后早期主动功能锻炼。
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    关键词:腱;缝合技术;生物力学

    术后早期主动功能锻炼不但能减少损伤肌腱粘连的形成,改善肌腱滑动功能,而且能促进肌腱的愈合[1-3]。术后主动活动需要临床上使用抗张力强的肌腱缝合方法。虽然目前很多缝合方法有一定强度[4-6],但操作较复杂,费时较长,难以在临床上推广。笔者比较了Tang法[7]、Cruciate法[8]等4种屈肌腱缝合方法的生物力学性能及操作难易程度,以供临床应用。

    材料与方法

    选取40只大小相似、新鲜健康的成年白种猪后足作为实验对象,每只猪足重300~310 g,其第2趾深屈肌腱周径8~10 mm与人手Ⅱ区指深屈肌腱的周径6~8 mm相似[9]。随机分为4组,每组10只(10束肌腱)。将猪后足常规脱毛、去甲后,浸入含等渗盐水的塑料袋中,并置于0~10℃的冰箱中冷藏备用。
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    一、缝合过程

    实验时取出低温冷藏的猪后足常温下解冻,用克氏针固定于操作台。调整手术显微镜(SXP-IB,上海医用光学仪器厂制造)光源及视野,并将其放大倍数定为3倍。取猪后足跖侧正中切口逐层切开皮肤及皮下组织,切除腱鞘及浅腱,暴露第2趾深屈肌腱。于屈趾浅腱止点近端1 cm处(相当于人手Ⅱ区)用锐刀切断深腱,分别用4种不同的缝合方法修复肌腱。第1组:Tang法中心缝合 + 连续周边缝合;第2组:Cruciate法中心缝合 + 连续周边缝合;第3组:Robertson法中心缝合 + 连续周边缝合;第4组:Silfverskiold法,即改良Kessler法中心缝合 + Cross-stitch周边缝合(图1)。所有中心缝合的两端出入针点距肌腱吻合口均为1 cm,连续周边缝合的进针点距肌腱断端约0.3 cm,而Cross-stitch法为0.5 cm,且两端缝线穿入肌腱的宽度为0.2 cm。其中第2,3,4组中心缝合使用3-0尼龙单线,第1组Tang法使用3-0双线套针,周边均以5-0尼龙单线缝合,缝线均产自宁波成和显微医疗器械厂。所有操作由同一术者完成,并记录每组操作时间。屈肌腱修复后连同末节趾骨一起游离取下,并包于等渗盐水湿纱布中待测。t47201.gif (4423 字节)
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    图1 肌腱缝合方法示意图。

    A.Tang法,B.Cruciate法,C.Robertson法,D.连续周边缝合,E.改良Kessler法,F.Cross-stitch周边缝合

    将游离肌腱两端固定于材料力学测定仪(Instron 4411型,英国)的上下两个夹具上,使夹具间肌腱长度为5 cm,吻合口位于中点处。肌腱完全松弛下调零,施加1 N预负荷使肌腱伸直,再次调零。通过与材料力学测定仪相联的计算机(COMPAQ,Prolinea MT 4/66)设定最大拉伸负荷500 N,拉伸速度25 mm/min,并用计算机记录负荷-滑动距离曲线(图2)。t47202.gif (2053 字节)

    图2 负荷-滑动距离曲线
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    1. 2 mm裂隙抗张强度:拉伸实验开始后,用游标卡尺(精密度0.02 cm,天津精密仪器厂制造)测量肌腱裂隙长度,达2 mm时读取负荷值,即为2 mm裂隙抗张强度。它表示缝合肌腱抵抗裂隙形成的能力。

    2. 断裂抗张强度:负荷-滑动距离曲线上曲线陡直下降处的负荷即为断裂抗张强度。

    3. 肌腱韧度:负荷-滑动距离曲线最线性部分的斜率即为肌腱韧度,单位为 N/mm。韧度指肌腱每被拉长一个单位的距离所产生的抵抗力,也是表示肌腱抗裂隙、抗断裂能力的一个指标。

    4. 缝合断裂方式:观察每束肌腱牵拉全过程,记录缝合断裂方式,即属于缝线抽出、线结松开,还是缝线断裂。

    三、 统计学分析

    对各组所得断裂抗张强度、2 mm裂隙抗张强度、肌腱韧度及操作时间分别进行方差分析(ANOVA),F值有意义后,行组间两两比较(q检验),P<0.05时有统计学意义。
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    结 果

    一、 2 mm裂隙抗张强度

    如表1,Tang法最大,与其他3组比较差异有显著性意义(P<0.05),Cruciate法大于Robertson法与Silfverskiold法(P<0.05), Robertson法小于Silfverskiold法(P<0.05)。

    二、 断裂抗张强度

    如表1,Tang法最大,与其他3组比较差异有显著性意义(P<0.05),Cruciate法、Robertson法与Silfverskiold法间差异无统计学意义。

    三、肌腱韧度

    如表1,Tang法最大,与第2,3,4组间比较差异有显著性意义(P<0.05),Cruciate法大于Robertson法和Silfverskiold法(P<0.05),Silfverskiold法大于Robertson法(P<0.05)。
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    四、缝合断裂方式

    通过对每束肌腱牵拉过程的完整观察,发现Cruciate法和Silfverskiold法的断裂方式大多以缝线抽出为主,分别为8束、9束,少数为线结松开,无一束缝线断裂。所有10束Robertson法都断裂于两内锁线圈交点处。Tang法中,有7束缝线断裂,3束线结松开(表2)。

    五、缝合时间

    Silfverskiold法操作时间在4种缝合方法中最长,为(13.5±0.8)min,其次是Robertson法,为(11.6±0.7)min,操作时间最短者为Tang法和Cruciate法,分别为(9.2±0.8)min和(9.3±0.5)min。Silfverskiold法与其他3组比较差异有非常显著性意义(P<0.001),Robertson法大于Tang法和Cruciate法(P<0.001),Tang法和Cruciate法比较无统计学意义。
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    表1 4种肌腱缝合方法的生物力学测定结果(01.jpg (732 字节)±s)

    组别

    肌腱数(束)

    肌腱抗张强度(N)

    肌腱韧度(N/ mm)

    2 mm裂隙抗张强度

    断裂抗张强度

    Tang法

    10

    43.5±3.5△▲
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    49.9±4.7

    5.0±0.4△▲

    Cruciate法

    10

    37.9±3.8*▲

    43.5±3.8*

    4.5±0.3▲

    Robertson法

    10

    24.4±2.8*△

    39.1±3.9*
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    3.1±0.3*△

    Silfverskiold法

    10

    31.8±4.7*△▲

    38.9±3.8*

    3.8±0.3*△▲

    与Tang法比较:*P<0.05; 与Cruciate法比较:P<0.05; 与Robertson法比较:P<0.05表2 4种肌腱缝合方法的断裂方式

    组别

    肌腱数
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    (束)

    肌腱缝合断裂方式

    缝线抽出

    线结松开

    缝线断裂

    Tang法

    10

    0

    3

    7

    Cruciate法

    10

    8
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    2

    0

    Robertson法

    10

    0

    0

    10

    Silfverskiold法

    10

    9

    1

    0

    讨 论
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    随着对肌腱修复的深入研究,很多学者都意识到术后早期功能锻炼的优越性。早期活动时,肌腱的反复滑动打断修复部位与周围组织的接触联系,抑制瘢痕从腱鞘向肌腱生长的倾向。Gelberman等[1]证明,早期活动能有效地促进肌腱内源性愈合能力,肌腱愈合细胞来源于腱外膜,而不是来源于腱鞘,因而能有效地阻止粘连形成。Becker等[2]认为,早期活动产生张力后能增加蛋白质、DNA的合成,促进成纤维细胞的增殖及成熟。近来有些学者提出术后早期主动功能锻炼。Takai等[3]发现,与被动活动的愈合肌腱相比,主动活动后肌腱的运动幅度、力量、DNA含量、肌腱营养及愈合率都有进一步提高。早期主动活动要求更强劲的缝合,Schuind等[10]报告,在指间关节无阻抗主动屈曲时,指深屈肌腱需承受19 N的张力,由于肌腱术后早期水肿的存在及通过滑车时阻力的加大,这一数值将有所增加。Strick land[11]在实验中证明,术后1周时2束、4束和6束中心缝合的肌腱抗张强度均降至术后即刻测定值的50%左右,3周时降至33%左右,术后6周时,低于术后即刻测定值的20%。可见修复肌腱进行无阻抗下的早期主动活动,至少需约40 N的起始抗张强度。
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    为了提高肌腱缝合方法的抗张强度,Savage等[4]增加中心缝合穿过肌腱吻合端的缝线束数和锁式缝合数,Silfverskiold等[5]、Wade等[6]采用较为复杂的Cross-stitch和Halsted周边缝合法。这些方法尽管在实验中证实抗张强度有显著提高,但同时增加了缝合方法的操作难度,延长了操作时间,在临床上不易推广。本实验中所比较的4种方法中,Tang等[7]的方法由3组津下式缝合组成,两端均以锁式缝合把持肌腱,在肌腱内呈立体三棱柱状分布于肌腱的掌侧及背外侧,3组6束缝线均衡分担张力,具有良好的生物力学性能。实验测得Tang法的断裂抗张强度为49.9 N, 2 mm裂隙抗张强度为43.5 N,均大于40 N,说明它有足够力量承受术后早期无阻抗下的主动屈曲活动。Tang法虽为6束中心缝合,但在操作时间上与Cruciate法相近,均为9 min左右,少于Robertson法和Silfverskiold法。

    本实验中, 6束中心缝合的Tang法断裂抗张强度及2 mm裂隙抗张强度最大,大于4束中心缝合的Cruciate法和Robertson法,亦大于2束中心缝合的Silfverskiold法; 4束中心缝合的Cruciate法2 mm裂隙抗张强度大于2束中心缝合的Silfverskiold法。这说明穿过肌腱断端的中心缝合的缝线束数越多,其抗张强度越大。但同样为4束中心缝合的Cruciate法的2 mm裂隙抗张强度大于Robertson法。出现这种情况的原因可能是:(1)Cruciate法为抓式缝合,而非锁式缝合,这就允许缝线在应力负荷下于未锁住的肌腱抓角处滑动调整,使力量平均分担在4束缝线上;(2)Robertson法尽管有4束中心缝合,但其内锁式设计使张力很难在4束缝线上均衡传递而分担。Silfverskiold法虽为Kessler中心缝合,其断裂抗张强度却与4束中心缝合的Cruciate 和Robertson法比较无统计学意义, 2 mm裂隙抗张强度大于Robertson法,表明Silfverskiold法的Cross-stitch周边缝合在生物力学性能上优于连续周边缝合。
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    从肌腱缝合的断裂方式来看,均为抓式缝合的Cruciate法和Silfverskiold法的断裂方式以缝线抽出为主,而锁式缝合的Tang法以缝线断裂为主,无一束抽出。这表明锁式缝合对肌腱的把持力确实大于抓式缝合;对Tang法来说,若缝线足够牢固,能在肌腱牵拉过程中被抽出而不断裂,Tang法的抗张强度将进一步提高。本实验提示,Tang法、Cruciate法这两种新近使用的肌腱缝合方法不但抗张强度优于其他两种,而且操作也比较简便。由于2 mm裂隙抗张强度较大,Tang法比Cruciate法更能适应于术后早期主动功能锻炼,而其他两种方法很难耐受早期主动活动。

    基金项目:国家教委留学回国人员基金资助项目(教外司留1995-135);交通部科技进步通达计划资助项目(95-06-02-32);江苏省“青蓝工程”基金资助项目;江苏省省级重点学科基金资助项目

    作者单位:顾宇彤(南通医学院附属医院骨科、手外科研究中心 226001)
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    汤锦波(南通医学院附属医院骨科、手外科研究中心 226001)

    参考文献

    1,Gelberman RH, Amiel D, Gonsalves M, et al. The influence of protected passive mobilization on the healing of flexor tendons: a biochemical and microangiographic study. Hand, 1989, 13:120.

    2,Becker H, Diegelmann RF. The influence of tension on intrinct tendon fibroplasia. Orthop Rev, 1984, 13:153-159.

    3,Takai S, Woo SL-Y, Horibe S, et al. The effects of frequency and duration of controlled passive mobilization on tendon healing. J Orthop Res, 1991, 9:705-713.
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    4,Savage R, Risitano G. Flexor tendon repair using a “six strand" method of repair and active early mobilization. J Hand Surg(Br), 1989, 14:396-399.

    5,Silfverskiold KL, Andersson CH. Two new methods of tendon repair: an in vitro evaluation of tensile strength and gap formation. J Hand Surg(Am), 1993, 18:58-65.

    6,Wade PJF, Wetherell R, Amis AA. Flexor tendon repair: significant gain in strength from the Halsted's peripheral suture technique. J Hand Surg (Br), 1989, 14:232-235.
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    7,Tang JB, Shi D, Gu YQ, et al. Double and multiple looped suture tendon repair. J Hand Surg (Br), 1994, 19:699-703.

    8,McLarney E, Hoffman H, Wolfe SW. Biomechanical analysis of the cruciate four-strand flexor tendon repair. J Hand Surg (Am), 1999, 24:295-301.

    9,潘丞忠, 汤锦波, 谢仁国, 等. 五种肌腱缝合方法的生物力学研究. 中华骨科杂志, 1999, 19:367-369.

    10,Schuind F, Garcia-Elias M, Cooney WPⅢ, et al. Flexor tendon forces: in vivo measurements. J Hand Surg(Am), 1992, 17:291-298.

    11,Strickland JW. Flexor tendon injuries. Operative technique. J Am Acad Orthop Surg, 1995, 3:55-62., 百拇医药