引用本文： 董洪先, 黃富國. 尺骨冠狀突前內側骨折與肘關節外側副韌帶復合體損傷對肘關節后內側旋轉穩定性影響的生物力學研究. 中國修復重建外科雜志, 2017, 31(2): 176-179. doi: 10.7507/1002-1892.201610006 復制
肘關節后內側旋轉不穩定是肘關節外側副韌帶復合體（lateral collateral ligament complex，LCLC）損傷、冠狀突前內側骨折所致，可伴或不伴內側副韌帶損傷[1]。患者多為摔傷后發生肘部疼痛，偶由交通事故傷或高處墜落傷等高能量損傷致傷[2]。目前臨床對于肘關節內側旋轉不穩定的認識尚不充分，易漏診或誤診，如未及時診治會嚴重影響肘關節功能。尺骨冠狀突前內側骨折及肘關節 LCLC 損傷對肘關節后內側旋轉穩定性的生物力學影響國內少見報道，為此我們進行了相關研究。報告如下。
1 材料及方法
1.1 實驗標本制備
取 4 具自愿捐獻的新鮮成年男性尸體雙上肢標本 8 個，年齡 28～43 歲，平均 33 歲。所有標本經正側位X線片檢查，排除骨折、腫瘤病變以及肘關節脫位、畸形、退變、關節周圍韌帶損傷。于肘上 18 cm 截骨以及橈腕關節處離斷，保留下尺橈關節，去除標本附著肌肉及軟組織，僅保留肘關節囊、內外側副韌帶及前臂骨間膜，制備骨-韌帶標本。
1.2 實驗分組及方法
取 8 個完整肘關節標本（A 組），以屈曲 90°、前臂極度旋前位，將下尺橈關節用自凝牙托粉及牙托水包埋于自制模具內，肱骨段鉆 2 個孔（間距 5 cm），用 3.5 mm 克氏針將肱骨固定于自制模具；使尺橈骨垂直于水平面，肱骨平行于水平面。采用 Instron 8874 液壓伺服生物力學測試系統（Instron 公司，美國）進行肘關節縱軸單軸旋轉試驗，應力方向沿前臂旋前。常溫、常壓下，10 kN 傳感器，以 15 mm/min 速度緩慢加載，至載荷-位移曲線突然降低時停止加載。記錄載荷-位移曲線，計算扭矩。
A 組測量后隨機取 4 個標本制備單純 LCLC 損傷模型（B 組），其余 4 個標本制備單純冠狀突前內側骨折模型（C 組）；同上法進行生物力學測試。測試完畢后，8 個標本制備 LCLC 損傷合并冠狀突前內側骨折模型（D 組），并進行生物力學測試。LCLC 損傷模型制備方法：以手術刀片從肱骨外髁 LCLC 止點處切斷，包括外側橈副韌帶及外側尺副韌帶，完整保留環狀韌帶。冠狀突前內側骨折模型制備方法：用小骨刀及鼓錘自冠狀突尖部內側緣斜行向下延伸至冠狀突基底部前半部分皮質截骨，完整保留肘關節內側副韌帶附著點。見圖 1、2。
圖1
各組肘關節標本 a. A 組； b. B 組； c. C 組； d. D 組
Figure1.
Elbow joint model in each group a. Group A; b. Group B; c. Group C; d. Group D
圖2
生物力學測試
Figure2.
Biomechanical test
1.3 統計學方法
采用 SPSS18.0 統計軟件進行分析。數據以均數±標準差表示，組間比較采用方差分析，兩兩比較采用 SNK 檢驗；檢驗水準α=0.05。
2 結果
應力加載期間，A 組未出現肘關節脫位，肱橈、肱尺間隙均無明顯增寬；B 組加載早期即可出現肱橈間隙增寬，并逐漸出現幅度較大的橈骨頭向前半脫位；C 組于加載晚期出現肘后內側間隙增寬，冠狀突相對肱骨滑車發生較小幅度半脫位；D 組上尺橈關節之間保持完整，橈骨頭相對于肱骨遠端向前明顯移位，肱尺關節呈明顯向后內側旋轉半脫位。實驗過程中各組標本均未出現肘關節完全脫位。
A、B、C、D 組扭矩分別為（10.286±0.166）、（5.775±0.124）、（6.566±0.139）、（3.004±0.063）N·m，組間比較差異均有統計學意義（P<0.05）。
3 討論
肘關節內側旋轉不穩定是指肘關節屈曲 90°，承受內翻、軸向、前臂旋前應力時，上尺橈關節之間保持完整，相對于肱骨遠端，橈骨頭向前移位，肱尺關節呈向后內側旋轉半脫位的狀態。損傷機制主要是患者向前方或側方摔倒時，手掌撐地，肘關節處于屈曲 90° 左右，前臂極度旋前；肩部在身體重力影響下向前、下方劇烈移動，使肘關節受到猛烈軸向、內翻、前臂旋前應力，導致肘關節 LCLC 在肱骨外髁止點下方撕脫回縮，外側肱橈關節間隙增寬，肱骨滑車內側緣直接撞擊冠狀突，引起冠狀突前內側骨折，冠狀突相對于滑車內側緣呈半脫位，嚴重者可繼發內側副韌帶斷裂，肘關節后內側旋轉穩定性受到影響，表現為肘關節內側旋轉不穩定[3-6]。此類損傷易漏診或誤診，可導致創傷性肘關節炎、繼發尺神經炎等[7-10]。
本研究通過模擬肘關節內側旋轉不穩定損傷機制，制備肘關節損傷模型，并在屈肘 90°、前臂極度旋前位行肘關節縱軸單軸旋轉生物力學測試，根據扭矩比較單純冠狀突前內側骨折或 LCLC 損傷以及兩者聯合損傷對肘關節后內側旋轉穩定性的影響。本研究選擇屈肘 90° 進行測試，主要考慮冠狀突及 LCLC 在該角度均易損傷[11]，且最大程度減少對肘關節內側副韌帶的損傷，內側副韌帶在肘關節屈曲 120° 時最易損傷[12]。
生物力學研究發現，冠狀突骨折致冠狀突高度丟失超過 50% 時，肘關節穩定性會降低 28%[13]。O’Driscoll[14]認為冠狀突對肘關節穩定性具有重要意義； McAdams 等[15]通過生物力學研究和關節鏡下觀察，認為單純 LCLC 損傷即可引起肘關節明顯不穩。Dunning 等[16]認為 LCLC 損傷僅累及外側橈副韌帶或外側尺副韌帶時，不會引起肘關節明顯不穩。本研究結果顯示 B、C、D 組扭矩均顯著低于 A 組，比較差異有統計學意義（P<0.05）；提示單純冠狀突前內側骨折或 LCLC 損傷以及兩者聯合損傷均可影響肘關節后內側旋轉穩定性。B 組扭矩低于 C 組，比較差異有統計學意義（P<0.05），提示 LCLC 損傷對肘關節后內側旋轉穩定性的影響比單純冠狀突前內側骨折更嚴重；應力加載期間，與單純冠狀突前內側骨折模型相比，單純 LCLC 損傷模型肱橈間隙增寬出現較早，且橈骨頭半脫位幅度較大。D 組扭矩顯著低于 B、C 組，說明冠狀突前內側骨折合并 LCLC 損傷對肘關節后內側旋轉穩定性的影響更嚴重。但應力加載期間，各組均未出現肘關節完全脫位，因此臨床上對于此類損傷易漏診或誤診。
但本研究存在以下幾點不足：① 實驗標本有限，為減少重復測量，僅選擇了肘關節最易損傷角度屈曲 90° 行生物力學研究；② 標本保留了肘關節內側副韌帶，但未研究肘關節內側副韌帶對肘關節后內側旋轉穩定性的影響；③ 僅進行了損傷模型研究，創傷修復后對肘關節穩定性的影響有待下一步探討；④ 實驗采用離體標本，未考慮肘關節周圍肌肉和軟組織對肘關節動力穩定性的作用。
綜上述，本研究進一步證實了 LCLC 損傷和尺骨冠狀突前內側骨折以及兩者聯合損傷對肘關節后內側旋轉穩定性的影響，對臨床診斷和治療提供了一定理論依據。我們認為對于因摔傷后肘部疼痛就診患者，即使無肘關節明顯脫位，仍需警惕肘關節內側旋轉不穩定的發生。對于肘關節內側旋轉不穩定患者，建議手術重建肘關節內側骨性穩定性[17]和外側軟組織穩定性[18]，以利于肘關節功能恢復。
肘關節后內側旋轉不穩定是肘關節外側副韌帶復合體（lateral collateral ligament complex，LCLC）損傷、冠狀突前內側骨折所致，可伴或不伴內側副韌帶損傷[1]。患者多為摔傷后發生肘部疼痛，偶由交通事故傷或高處墜落傷等高能量損傷致傷[2]。目前臨床對于肘關節內側旋轉不穩定的認識尚不充分，易漏診或誤診，如未及時診治會嚴重影響肘關節功能。尺骨冠狀突前內側骨折及肘關節 LCLC 損傷對肘關節后內側旋轉穩定性的生物力學影響國內少見報道，為此我們進行了相關研究。報告如下。
1 材料及方法
1.1 實驗標本制備
取 4 具自愿捐獻的新鮮成年男性尸體雙上肢標本 8 個，年齡 28～43 歲，平均 33 歲。所有標本經正側位X線片檢查，排除骨折、腫瘤病變以及肘關節脫位、畸形、退變、關節周圍韌帶損傷。于肘上 18 cm 截骨以及橈腕關節處離斷，保留下尺橈關節，去除標本附著肌肉及軟組織，僅保留肘關節囊、內外側副韌帶及前臂骨間膜，制備骨-韌帶標本。
1.2 實驗分組及方法
取 8 個完整肘關節標本（A 組），以屈曲 90°、前臂極度旋前位，將下尺橈關節用自凝牙托粉及牙托水包埋于自制模具內，肱骨段鉆 2 個孔（間距 5 cm），用 3.5 mm 克氏針將肱骨固定于自制模具；使尺橈骨垂直于水平面，肱骨平行于水平面。采用 Instron 8874 液壓伺服生物力學測試系統（Instron 公司，美國）進行肘關節縱軸單軸旋轉試驗，應力方向沿前臂旋前。常溫、常壓下，10 kN 傳感器，以 15 mm/min 速度緩慢加載，至載荷-位移曲線突然降低時停止加載。記錄載荷-位移曲線，計算扭矩。
A 組測量后隨機取 4 個標本制備單純 LCLC 損傷模型（B 組），其余 4 個標本制備單純冠狀突前內側骨折模型（C 組）；同上法進行生物力學測試。測試完畢后，8 個標本制備 LCLC 損傷合并冠狀突前內側骨折模型（D 組），并進行生物力學測試。LCLC 損傷模型制備方法：以手術刀片從肱骨外髁 LCLC 止點處切斷，包括外側橈副韌帶及外側尺副韌帶，完整保留環狀韌帶。冠狀突前內側骨折模型制備方法：用小骨刀及鼓錘自冠狀突尖部內側緣斜行向下延伸至冠狀突基底部前半部分皮質截骨，完整保留肘關節內側副韌帶附著點。見圖 1、2。
圖1
各組肘關節標本 a. A 組； b. B 組； c. C 組； d. D 組
Figure1.
Elbow joint model in each group a. Group A; b. Group B; c. Group C; d. Group D
圖2
生物力學測試
Figure2.
Biomechanical test
1.3 統計學方法
采用 SPSS18.0 統計軟件進行分析。數據以均數±標準差表示，組間比較采用方差分析，兩兩比較采用 SNK 檢驗；檢驗水準α=0.05。
2 結果
應力加載期間，A 組未出現肘關節脫位，肱橈、肱尺間隙均無明顯增寬；B 組加載早期即可出現肱橈間隙增寬，并逐漸出現幅度較大的橈骨頭向前半脫位；C 組于加載晚期出現肘后內側間隙增寬，冠狀突相對肱骨滑車發生較小幅度半脫位；D 組上尺橈關節之間保持完整，橈骨頭相對于肱骨遠端向前明顯移位，肱尺關節呈明顯向后內側旋轉半脫位。實驗過程中各組標本均未出現肘關節完全脫位。
A、B、C、D 組扭矩分別為（10.286±0.166）、（5.775±0.124）、（6.566±0.139）、（3.004±0.063）N·m，組間比較差異均有統計學意義（P<0.05）。
3 討論
肘關節內側旋轉不穩定是指肘關節屈曲 90°，承受內翻、軸向、前臂旋前應力時，上尺橈關節之間保持完整，相對于肱骨遠端，橈骨頭向前移位，肱尺關節呈向后內側旋轉半脫位的狀態。損傷機制主要是患者向前方或側方摔倒時，手掌撐地，肘關節處于屈曲 90° 左右，前臂極度旋前；肩部在身體重力影響下向前、下方劇烈移動，使肘關節受到猛烈軸向、內翻、前臂旋前應力，導致肘關節 LCLC 在肱骨外髁止點下方撕脫回縮，外側肱橈關節間隙增寬，肱骨滑車內側緣直接撞擊冠狀突，引起冠狀突前內側骨折，冠狀突相對于滑車內側緣呈半脫位，嚴重者可繼發內側副韌帶斷裂，肘關節后內側旋轉穩定性受到影響，表現為肘關節內側旋轉不穩定[3-6]。此類損傷易漏診或誤診，可導致創傷性肘關節炎、繼發尺神經炎等[7-10]。
本研究通過模擬肘關節內側旋轉不穩定損傷機制，制備肘關節損傷模型，并在屈肘 90°、前臂極度旋前位行肘關節縱軸單軸旋轉生物力學測試，根據扭矩比較單純冠狀突前內側骨折或 LCLC 損傷以及兩者聯合損傷對肘關節后內側旋轉穩定性的影響。本研究選擇屈肘 90° 進行測試，主要考慮冠狀突及 LCLC 在該角度均易損傷[11]，且最大程度減少對肘關節內側副韌帶的損傷，內側副韌帶在肘關節屈曲 120° 時最易損傷[12]。
生物力學研究發現，冠狀突骨折致冠狀突高度丟失超過 50% 時，肘關節穩定性會降低 28%[13]。O’Driscoll[14]認為冠狀突對肘關節穩定性具有重要意義； McAdams 等[15]通過生物力學研究和關節鏡下觀察，認為單純 LCLC 損傷即可引起肘關節明顯不穩。Dunning 等[16]認為 LCLC 損傷僅累及外側橈副韌帶或外側尺副韌帶時，不會引起肘關節明顯不穩。本研究結果顯示 B、C、D 組扭矩均顯著低于 A 組，比較差異有統計學意義（P<0.05）；提示單純冠狀突前內側骨折或 LCLC 損傷以及兩者聯合損傷均可影響肘關節后內側旋轉穩定性。B 組扭矩低于 C 組，比較差異有統計學意義（P<0.05），提示 LCLC 損傷對肘關節后內側旋轉穩定性的影響比單純冠狀突前內側骨折更嚴重；應力加載期間，與單純冠狀突前內側骨折模型相比，單純 LCLC 損傷模型肱橈間隙增寬出現較早，且橈骨頭半脫位幅度較大。D 組扭矩顯著低于 B、C 組，說明冠狀突前內側骨折合并 LCLC 損傷對肘關節后內側旋轉穩定性的影響更嚴重。但應力加載期間，各組均未出現肘關節完全脫位，因此臨床上對于此類損傷易漏診或誤診。
但本研究存在以下幾點不足：① 實驗標本有限，為減少重復測量，僅選擇了肘關節最易損傷角度屈曲 90° 行生物力學研究；② 標本保留了肘關節內側副韌帶，但未研究肘關節內側副韌帶對肘關節后內側旋轉穩定性的影響；③ 僅進行了損傷模型研究，創傷修復后對肘關節穩定性的影響有待下一步探討；④ 實驗采用離體標本，未考慮肘關節周圍肌肉和軟組織對肘關節動力穩定性的作用。
綜上述，本研究進一步證實了 LCLC 損傷和尺骨冠狀突前內側骨折以及兩者聯合損傷對肘關節后內側旋轉穩定性的影響，對臨床診斷和治療提供了一定理論依據。我們認為對于因摔傷后肘部疼痛就診患者，即使無肘關節明顯脫位，仍需警惕肘關節內側旋轉不穩定的發生。對于肘關節內側旋轉不穩定患者，建議手術重建肘關節內側骨性穩定性[17]和外側軟組織穩定性[18]，以利于肘關節功能恢復。
