近排腕骨间不稳的生物力学研究进展

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近排腕骨由舟骨、月骨、三角骨以及豌豆骨组成。近排腕骨间不稳主要指桡腕关节、远端尺桡关节、舟月关节以及月三角关节之间的不稳定。近排腕骨间损伤（如柯氏骨折、舟骨骨折、月骨及其周围脱位、近排腕骨韧带损伤等）后，其正常生物力学结构发生变化，如未得到及时恢复，将导致近排腕骨间不稳的发生。现就近排腕骨间不稳相关的生物力学研究进展作一综述。


桡腕关节


基础生物力学研究


桡腕关节由舟骨、月骨和三角骨相连的弧状关节面与桡骨远端关节面构成，桡腕关节周围韧带维持其正常生物力学结构。Chen等发现，当前臂旋转时，舟骨与桡骨远端的连接范围在0.2～2.0mm；从中立位到旋前位，尺腕、尺月及尺三角韧带短缩最明显；从中立位到旋后位，尺三角韧带显著延长，桡舟腕、尺腕、尺月以及背侧腕骨间韧带短缩最明显。该结果不仅阐明了前臂旋转时桡腕关节的生物力学变化，而且对治疗腕关节疾病时如何减少桡腕关节韧带负荷，也提供了重要参考。Zumstein等研究发现，桡腕韧带在桡骨附着的宽度与其距乙状切迹的水平距离成正相关。该结果不仅有助于根据患者情况制定个体化手术方案，也为桡骨远端骨折与桡腕韧带关系研究提供了参考。


Tang等认为，腕关节过度背伸时，舟骨与桡骨远端的连接处存在两种变化形式：一种为从中立位移动至桡关节面背侧边缘，另一种为仍然保持在关节面的中心位置。表明腕关节过度背伸或者桡偏，不仅会导致舟骨在桡骨的连接部位超出桡骨茎突，还可导致桡骨在舟骨、月骨的连接处移动至背侧。Rainbow等发现，当腕关节过度掌曲时，桡腕关节的接触面积减少，且桡舟关节的接触中心从中立位的近尺侧移动至桡骨茎突和桡骨的掌侧边缘。以上两项实验结果为研究腕关节过伸或过曲时桡腕关节损伤机制，提供了重要的生物力学依据。


此外，Erhart等认为桡腕关节关节腔容量对腕关节的稳定起重要作用，因为即使关节腔容量稍增加，也会引起桡腕关节接触生物力学明显改变。如桡腕关节畸形愈合时，桡腕关节关节腔容量会增加，将导致腕关节运动范围下降54%～69%；腕关节最大背伸位时，所有关节接触面积减少50%左右；最大掌屈位和中立位时，舟骨窝接触面积减少51%～54%、总桡关节面减少47%～50%；最大背伸位时，舟骨窝接触应力增加129%。以上一系列变化可能是桡腕关节损伤畸形愈合后发生退行性病变的生物力学原因。因此正常桡骨远端关节腔容量及形态的修复重建，能够减少创伤后关节炎发生风险，促进桡腕关节活动恢复。


临床生物力学研究


为了恢复桡腕关节的稳定性，韧带修复术和关节融合术是较常用方法。Maschke等发现，桡腕韧带受损后腕关节将呈明显尺偏，直接修复桡腕韧带手术难度大，可通过修复肱桡肌肌腱加强桡舟头韧带，从而代偿桡腕韧带的功能。他们将肱桡肌部分止点保留于桡骨茎突，将另一部分近端肌腱残端，通过由掌侧至背侧穿过头状骨中心的骨隧道，采用缝合锚固定于桡骨背侧边缘。C臂X线机透视评价显示，使用该方法修复腕关节后的尺偏距离与正常腕关节相比，无明显差异。


远端尺桡关节


基础生物力学研究


远端尺桡关节由桡骨乙状切迹与尺骨头环状关节面和尺骨头与三角纤维软骨复合体两部分组成。Lees认为远端尺桡关节不仅是重要的负荷承载关节，起着分配应力的作用，还是前臂活动、旋转系统的中心环节，特别是在尺骨头切除后，维持着单骨前臂的生物力学平衡。因此在治疗远端尺桡关节疾病时，应尽可能维持其正常解剖结构，从而保持该关节的负荷承重能力，以维持腕关节的稳定性。Kataoka等根据尺骨头关节面解剖学中心深度，将尺骨头分为两种类型，凹陷型：深度超过0.8mm，扁平型：深度小于0.8mm。其研究发现扁平型尺骨头与凹陷型相比，变异情况更多见。扁平型尺骨头旋前旋后的轴线偏向尺骨头内侧，且远离解剖学中心。因此尺骨头的类型及变异情况将影响远端尺桡关节的生物力学稳定性，在腕关节不稳的诊疗中应引起重视。


目前，对于三角纤维软骨复合体维持远端尺桡关节稳定性的作用已得到公认。但三角纤维软骨复合体受损后，周围软组织对远端尺桡关节稳定性的作用却存在争议。


临床生物力学研究


造成远端尺桡关节不稳的原因较多，最常见原因为桡骨远端骨折常采用治疗方式为掌侧锁定钢板内固定术治疗。但Jones等认为，掌侧锁定钢板内固定术不适合所有的桡骨远端骨折，内固定技术以及钢板的选择必须考虑患者的具体解剖结构，钢板虽然能提供坚强内固定，但是给重建正常的解剖结构带来了困难，甚至将改变远端尺桡关节正常生物力学机制。因此在治疗桡骨远端骨折时，重建患者正常解剖结构才是恢复远端尺桡关节稳定性的关键。


此外，Greenberg等认为远端尺桡关节受损时，可采用远侧干骺端尺骨缩短术予以修复，术后不仅能明显降低尺骨的应力负荷，还能降低腕关节活动时的平均负荷及最大负荷，而且不会对远端尺桡关节的横向应力产生明显影响。因此该方法可以避免损伤远端尺桡关节尺骨侧的关节面，从而维持远端尺桡关节的生物力学稳定性。


若远端尺桡关节发生纵向损伤时，Jones等认为可选择髌腱移植修复骨间韧带术，能有效恢复尺腕关节应力分布，并显著降低远端桡尺关节的纵向不稳；同时桡骨头应修复或置换，以减少桡骨短缩和尺骨撞击力。该研究结果表明，若采用髌腱移植修复骨间韧带术联合桡骨头置换术治疗远端尺桡关节纵向损伤，腕关节稳定性可恢复正常。如远端尺桡关节仅为三角纤维软骨复合体损伤，Kataoka等认为可使用掌长肌腱移植修复掌面深层的尺桡韧带，从而修复三角纤维软骨复合体，进一步改善远侧尺桡关节在掌背侧的稳定性。如远端尺桡关节为慢性背侧不稳，姜宗圆等则认为应采用尺侧伸腕肌腱关节外捆绑法结合锚钉技术进行治疗，该方法不仅能恢复受损远端尺桡关节的稳定性，还能有效保护纤维三角软骨复合体。术后随访发现，患肢握力、DASH评分、疼痛视觉评分（VAS）及腕关节旋前、旋后、背伸、掌屈活动度均较术前明显改善。


舟月关节


基础生物力学研究


舟月关节即舟骨与月骨之间形成的关节，周围有数条韧带覆盖，Patterson等认为在其数条韧带中，背侧舟月韧带对舟月关节的稳定性维持最为重要。因为他们研究发现，舟骨周围的掌侧舟月韧带及背侧腕骨间韧带发生断裂时，并未引起舟月关节间隙明显变化，但背侧舟月韧带损伤后，舟月关节间隙将明显增大，所以舟月关节韧带受损时，应重点修复背侧舟月韧带。


舟月关节脱位是导致舟月关节不稳的常见原因之一，Omori等发现舟月关节脱位后，舟骨发生屈曲旋前旋转，并向桡背侧移位，月骨则后旋背伸。舟月关节的这一改变，将导致远排腕骨整体背侧移位，严重影响腕关节生物力学的稳定性。因此舟月关节脱位后，应修复舟月关节的旋转不良，减少远排腕骨的背侧移位，以恢复正常的解剖位置，从而恢复腕关节正常的生物力学稳定性。


临床生物力学研究


对于舟月关节韧带的修复方式，目前尚无定论。Lee等认为应根据舟月关节的旋转轴，采用双侧韧带自体移植术修复舟月韧带和桡舟头韧带确保舟月关节最小移位，并修复关键的背侧舟月韧带。


针对舟月关节脱位的治疗，Jakubietz等比较了5种克氏针固定术对舟月关节脱位的疗效，包括单克氏针舟月关节固定术、双克氏针舟月关节固定术、舟月联合舟头关节固定术、头三角关节固定术及舟月、舟头、头三角关节联合固定术。结果发现，单克氏针与双克氏针舟月关节固定术的疗效无明显差异；舟月联合舟头关节固定术与舟月关节固定术相比，能获得更好稳定性；而舟月联合舟头关节固定术与舟月、舟头、头三角关节联合固定术的疗效无明显差异。提示舟月联合舟头关节克氏针固定术在治疗舟月关节脱位时，不仅对其他关节影响较小，还能获得更好生物力学稳定性，可作为首选术式。


此外，Short等还发现，若单独采用背侧腕骨间韧带修复静态舟月关节脱位，虽术后早期能够降低舟月关节间隙，但是一段时间后，在舟骨屈曲、舟骨尺偏以及月骨背伸位时舟月关节间隙明显增加，因此他们认为单纯采用背侧腕骨间韧带修复静态舟月关节脱位，并不能在术后恢复舟月关节稳定性。


月三角关节


基础生物力学研究


月三角关节即月骨与三角骨之间形成的关节，月三角骨间韧带及月三角韧带对其稳定性具有重要作用。


临床生物力学研究


当月三角韧带完全撕裂时，应通过肌腱固定术或关节固定术来修复重建月三角关节的稳定性。此外，尺骨缩短术也可以作为有效治疗手段。尤其对于单一月三角骨间韧带损伤患者，Mirza等认为可采用尺骨缩短术进行治疗，术后大部分患者平均握力及改良的GartlandWerley评分均较术前明显增加。表明尺骨缩短术不仅能够改善月三角韧带、月三角骨间韧带受损后月三角关节稳定性，还能改善患者的临床症状，从而获得良好生活质量。


对于慢性活动性月三角关节不稳定的患者，可加强尺侧腕伸肌锻炼，以对抗月三角韧带受损后腕关节旋后的力矩，维持腕关节稳定性。此外，Omokawa等认为可采用背侧桡腕韧带关节囊固定术治疗受损的月三角骨间韧带，即采用背侧桡腕韧带加强固定背侧月三角骨间韧带，从而达到维持月三角关节稳定性的目的。该方法不仅能减少患者疼痛，还能增加患者平均握力，改善腕关节活动范围及功能。


问题及展望


目前，近排腕骨间不稳的生物力学研究已取得一定进展，并对临床工作有一定指导意义，但仍然存在以下问题。第一，近排腕骨间不稳的基础生物力学研究较多，大部分观点均达成一致，但部分观点却存在争议。如三角纤维软骨复合体受损后，周围软组织对远端尺桡关节稳定性的作用机制、舟月关节韧带的生物力学作用机制等。第二，临床生物力学研究中近排腕骨间不稳功能修复重建方法，目前尚无统一标准，且不少研究与基础生物力学研究之间缺乏良好关联，大大削弱了对临床实践的指导作用。第三，造成近排腕骨间不稳的生物力学因素很多，目前研究并不全面，如缺乏对腕骨形态、邻近关节面形态（尤其是桡骨远端的形态）、远端腕骨对近端腕骨产生的压力等生物力学研究。第四，无论是基础生物力学还是临床生物力学，国内相关研究都较少，难以与国外研究进行对比，从而也限制了研究结果的临床应用。


近排腕骨间不稳的生物力学机制仍需进一步全面探索，临床生物力学研究应以相关的基础生物力学研究作为参考；国内学者也应加大近排腕骨间不稳生物力学研究力度，从而增强对临床实践的指导意义。

(来源：

中国修复重建外科杂志  

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