引用本文： 易敏, 张定伟, 黄富国. 骨锚技术修复深层尺桡韧带对远侧尺桡关节旋转稳定性影响的生物力学研究. 中国修复重建外科杂志, 2017, 31(5): 570-573. doi: 10.7507/1002-1892.201612057 复制
远侧尺桡关节（distal radioulnar joint，DRUJ）为桡骨尺侧 S 形切迹和尺骨头、三角纤维软骨和尺骨头构成的双枢轴关节，在前臂旋转活动中发挥重要作用。三角纤维软骨复合体（triangular fibro-cartilage complex，TFCC）的尺桡韧带对维持前臂旋转稳定性具有重要作用[1]。TFCC 中的掌、背侧尺桡韧带分别起自桡骨远端的掌尺缘和尺背缘，共同从桡骨起点处发出后，在桡骨尺切迹与尺骨茎突间的中点处分开为浅层和深层，深层韧带转向近侧，均止于尺骨凹处[2-3]。生物力学研究表明，限制 DRUJ 向掌侧或背侧脱位的主要结构是掌、背侧尺桡韧带[4]。前臂旋前时背侧尺桡韧带松弛，掌侧尺桡韧带紧张；旋后时则相反[5]。目前，生物力学试验主要集中于评价 TFCC 功能及其如何保证 DRUJ 通过旋转生理弧，关于深层尺桡韧带维持 DRUJ 旋转稳定性的生物力学研究较少。本研究通过生物力学试验探讨深层尺桡韧带对于维持 DRUJ 旋转稳定性的重要性；并使用骨锚技术进行修复，判断其对于恢复 DRUJ 旋转稳定性的作用，为选择手术方法提供生物力学理论依据。
1 材料与方法
1.1 标本及主要材料、仪器
自愿捐赠的新鲜成年尸体上肢标本 9 具，由四川大学华西医院提供。供体男 7 例，女 2 例；年龄 20～41 岁，平均 26.1 岁。左侧 5 具，右侧 4 具。所有标本均经 X 线片检查，明确尺、桡骨远端及腕骨无骨折，腕关节无脱位；周围韧带及关节囊均无机械性损伤。见图 1。AG-IS 系列 MS 型生物力学测试系统（岛津公司，日本）；自凝牙托粉（Ⅱ型）、牙托水（天津市瑞尔齿科生物材料厂）。
图1
掌、背侧尺桡韧带大体观察 a. 浅层掌侧尺桡韧带（箭头）；b. 深层掌侧尺桡韧带（箭头）；c. 浅层背侧尺桡韧带（箭头）；d. 深层背侧尺桡韧带（箭头）
Figure1.
Anatomy of the dorsal and volar radioulnar ligaments a. Superficial volar radioulnar ligament (arrow); b. Deep volar radioulnar ligament (arrow); c. Superficial dorsal radioulnar ligament (arrow); d. Deep dorsal radioulnar ligament (arrow)
1.2 试验方法
1.2.1 标本制备及固定 标本取材范围为 DRUJ 近侧 15 cm 处至掌指关节，剥除皮肤、皮下组织和肌腱，保留完整腕关节囊和韧带以及骨间膜。标本固定于中立位，通过 2 个直径 10 cm 的圆柱形夹具，采用自凝牙托粉固定尺、桡骨及掌骨以维持位置（图 2a）。下方夹具在生物力学仪器底座 45° 斜坡上滑动，以达到腕关节屈曲 45° 或背伸 45° 状态（图 2b）。
图2
标本固定 a. 固定于中立位；b. 腕关节屈曲 45°
Figure2.
Specimen fixation a. In neutral position; b. In 45° flexion
1.2.2 模型制备及分组 9 具标本按照以下顺序制备模型，并进行生物力学测试。首先，采用腕关节囊韧带复合体完整标本进行测试（正常组，图 3a）。然后，将尺骨茎突从其基部折断，显露深层尺桡韧带在尺骨凹沟附着点，将深层尺桡韧带切断后进行测试（损伤组，图 3b）。最后，将切断的深层尺桡韧带置于尺骨凹沟，并用 4.0 mm 松质骨螺钉固定，使用螺钉尾部的 3-0 肌腱缝线缝合，使深层尺桡韧带连接于骨上，将尺骨茎突复位，用 2 枚 2.0 mm 克氏针固定后进行测试（修复组，图 3c～e）。
图3
各组模型制备 a. 正常组标本；b. 损伤组标本；c～e. 修复组经螺钉固定及肌腱缝线缝合后标本
Figure3.
Specimen preparation a. The normal specimen; b. The injured specimen; c-e. The repaired specimen with anchoring and suture of tendon suture
1.2.3 生物力学测试 分别于腕关节背伸 45°、中立位及屈曲 45° 进行内、外旋生物力学测试。测试条件：10 kN 传感器，常温、常压。每个标本给予轴向 50 N 固定负荷，以保证腕关节保持同一紧张度。以 0°-内旋 20°-0°-外旋 20°-0° 为 1 个测量周期[3]，1 个测量周期 40 s，每隔 1 s 记录扭矩。
1.3 统计学方法
采用 SAS9.0 统计软件进行分析。数据以均数±标准差表示，经检验数据不符合正态分布，组间比较采用 Friedman 秩和检验；检验水准α=0.05。
2 结果
腕关节背伸 45°、中立位及屈曲 45° 时，正常组内旋扭矩分别为（0.83±0.33）、（0.86±0.34）、（0.36±0.30）N·m，外旋扭矩分别为（0.86±0.38）、（0.44±0.22）、（0.25±0.21）N·m；损伤组内旋扭矩分别为（0.18±0.17）、（0.22±0.17）、（0.16±0.15）N·m，外旋扭矩分别为（0.27±0.26）、（0.13±0.17）、（0.04±0.04）N·m；修复组内旋扭矩分别为（0.79±0.34）、（0.73±0.33）、（0.41±0.23）N·m，外旋扭矩分别为（0.80±0.39）、（0.41±0.22）、（0.41±0.40）N·m。腕关节背伸 45°、中立位及屈曲 45° 时，损伤组内、外旋扭矩显著低于正常组和修复组，差异均有统计学意义（P<0.05）；3 种位置下修复组内、外旋扭矩与正常组比较差异均无统计学意义（P>0.05）。
3 讨论
3.1 尺桡韧带解剖及生物力学特点
掌、背侧尺桡韧带是 TFCC 的重要组成部分[2]。尺桡韧带浅、深层的解剖及功能均不同，其中浅层韧带的纤维起自桡骨远端的掌尺缘和尺背缘，止于尺骨茎突，与水平面成角较小，因此对于维持桡骨围绕尺骨旋转稳定性作用较小；而深层韧带与水平面形成了一个钝角，因此对于维持桡骨围绕尺骨旋转稳定性作用更大[6-7]。研究表明，前臂旋前时深层韧带较浅层韧带更能有效地稳定 DRUJ，分析主要与两个解剖因素有关[8-10]。第一，前臂旋前时桡骨远端可沿DRUJ的主要负重轴线向远端移动，而此时背侧切迹仅有不足10%与尺骨头的桡骨关节面相连接；DRUJ 的稳定性基本依靠掌侧深层韧带的牵拉动作，防止超生理性移动。第二，深层韧带与水平面成角角度大，可以阻止 DRUJ 半脱位。
相反，前臂旋后时由于尺骨头旋转出了 TFCC 掌侧浅层尺桡韧带限制范围，并且伸展 DRUJ 掌侧关节囊，此时掌侧浅层尺桡韧带不能维持下尺桡关节稳定，而背侧深层尺桡韧带变紧张。因此，相对于其他维持 DRUJ 稳定的解剖结构，深层尺桡韧带具有更重要作用[11]。Haugstvedt 等[12]进行了一项生物力学试验，将 TFCC 在尺骨茎突体、尺骨凹两处止点分别依照不同顺序进行切断，发现将 TFCC 在尺骨凹处止点切断后，可导致 DRUJ 旋转不稳；而单纯将 TFCC 于尺骨茎突体部的止点切断后，DRUJ 仍能保持其稳定。
本研究将尺骨茎突从其基部折断，并切断深层尺桡韧带在尺骨凹沟的附着点，制备掌、背侧尺桡韧带损伤模型。生物力学测量结果提示，腕关节位于背伸 45°、中立位及屈曲 45° 时，其内、外旋扭矩均显著小于正常状态，表明尺桡韧带损坏后 DRUJ 稳定性也被破坏。之后，采用螺钉带线模拟骨锚技术将损伤的深层尺桡韧带于尺骨凹沟处进行原位修复，并采用 2 枚 2.0 mm 克氏针交叉内固定尺骨茎突骨折，修复浅、深层尺桡韧带。生物力学测试结果显示，修复后 3 种位置内、外旋扭矩与正常状态比较无显著差异，表明深层尺桡韧带在维持远端尺桡关节的旋转稳定性上起着重要作用。
3.2 深层尺桡韧带的修复技术
深层尺桡韧带损伤造成的 DRUJ 旋转不稳的治疗方法包括原位修复、软组织重建、尺骨远端切除术和尺骨假关节成形术（Sauve-Kapandji）等[13]。
深层尺桡韧带损伤多为尺骨凹止点处撕裂，直接缝合较困难。近年对于韧带骨质附着点撕脱或同时存在腕骨上多条韧带损伤，常选择骨锚技术[14]进行修复重建。Skoff 等[15]对传统肌腱缝合法与骨锚技术进行了比较研究，发现两种方法修复重建韧带后在最大抗张力方面无显著差异。本实验结果显示，将损伤的深层尺桡韧带于尺骨凹处行原位修复后才能恢复 DRUJ 的旋转稳定性，与 Haugstvedt 等[12]研究结果相似。
综上述，深层尺桡韧带对于维持 DRUJ 旋转稳定性具有重要作用；DRUJ 损伤时，采用骨锚技术原位修复深层尺桡韧带对恢复 DRUJ 旋转稳定性有着重要意义。
远侧尺桡关节（distal radioulnar joint，DRUJ）为桡骨尺侧 S 形切迹和尺骨头、三角纤维软骨和尺骨头构成的双枢轴关节，在前臂旋转活动中发挥重要作用。三角纤维软骨复合体（triangular fibro-cartilage complex，TFCC）的尺桡韧带对维持前臂旋转稳定性具有重要作用[1]。TFCC 中的掌、背侧尺桡韧带分别起自桡骨远端的掌尺缘和尺背缘，共同从桡骨起点处发出后，在桡骨尺切迹与尺骨茎突间的中点处分开为浅层和深层，深层韧带转向近侧，均止于尺骨凹处[2-3]。生物力学研究表明，限制 DRUJ 向掌侧或背侧脱位的主要结构是掌、背侧尺桡韧带[4]。前臂旋前时背侧尺桡韧带松弛，掌侧尺桡韧带紧张；旋后时则相反[5]。目前，生物力学试验主要集中于评价 TFCC 功能及其如何保证 DRUJ 通过旋转生理弧，关于深层尺桡韧带维持 DRUJ 旋转稳定性的生物力学研究较少。本研究通过生物力学试验探讨深层尺桡韧带对于维持 DRUJ 旋转稳定性的重要性；并使用骨锚技术进行修复，判断其对于恢复 DRUJ 旋转稳定性的作用，为选择手术方法提供生物力学理论依据。
1 材料与方法
1.1 标本及主要材料、仪器
自愿捐赠的新鲜成年尸体上肢标本 9 具，由四川大学华西医院提供。供体男 7 例，女 2 例；年龄 20～41 岁，平均 26.1 岁。左侧 5 具，右侧 4 具。所有标本均经 X 线片检查，明确尺、桡骨远端及腕骨无骨折，腕关节无脱位；周围韧带及关节囊均无机械性损伤。见图 1。AG-IS 系列 MS 型生物力学测试系统（岛津公司，日本）；自凝牙托粉（Ⅱ型）、牙托水（天津市瑞尔齿科生物材料厂）。
图1
掌、背侧尺桡韧带大体观察 a. 浅层掌侧尺桡韧带（箭头）；b. 深层掌侧尺桡韧带（箭头）；c. 浅层背侧尺桡韧带（箭头）；d. 深层背侧尺桡韧带（箭头）
Figure1.
Anatomy of the dorsal and volar radioulnar ligaments a. Superficial volar radioulnar ligament (arrow); b. Deep volar radioulnar ligament (arrow); c. Superficial dorsal radioulnar ligament (arrow); d. Deep dorsal radioulnar ligament (arrow)
1.2 试验方法
1.2.1 标本制备及固定 标本取材范围为 DRUJ 近侧 15 cm 处至掌指关节，剥除皮肤、皮下组织和肌腱，保留完整腕关节囊和韧带以及骨间膜。标本固定于中立位，通过 2 个直径 10 cm 的圆柱形夹具，采用自凝牙托粉固定尺、桡骨及掌骨以维持位置（图 2a）。下方夹具在生物力学仪器底座 45° 斜坡上滑动，以达到腕关节屈曲 45° 或背伸 45° 状态（图 2b）。
图2
标本固定 a. 固定于中立位；b. 腕关节屈曲 45°
Figure2.
Specimen fixation a. In neutral position; b. In 45° flexion
1.2.2 模型制备及分组 9 具标本按照以下顺序制备模型，并进行生物力学测试。首先，采用腕关节囊韧带复合体完整标本进行测试（正常组，图 3a）。然后，将尺骨茎突从其基部折断，显露深层尺桡韧带在尺骨凹沟附着点，将深层尺桡韧带切断后进行测试（损伤组，图 3b）。最后，将切断的深层尺桡韧带置于尺骨凹沟，并用 4.0 mm 松质骨螺钉固定，使用螺钉尾部的 3-0 肌腱缝线缝合，使深层尺桡韧带连接于骨上，将尺骨茎突复位，用 2 枚 2.0 mm 克氏针固定后进行测试（修复组，图 3c～e）。
图3
各组模型制备 a. 正常组标本；b. 损伤组标本；c～e. 修复组经螺钉固定及肌腱缝线缝合后标本
Figure3.
Specimen preparation a. The normal specimen; b. The injured specimen; c-e. The repaired specimen with anchoring and suture of tendon suture
1.2.3 生物力学测试 分别于腕关节背伸 45°、中立位及屈曲 45° 进行内、外旋生物力学测试。测试条件：10 kN 传感器，常温、常压。每个标本给予轴向 50 N 固定负荷，以保证腕关节保持同一紧张度。以 0°-内旋 20°-0°-外旋 20°-0° 为 1 个测量周期[3]，1 个测量周期 40 s，每隔 1 s 记录扭矩。
1.3 统计学方法
采用 SAS9.0 统计软件进行分析。数据以均数±标准差表示，经检验数据不符合正态分布，组间比较采用 Friedman 秩和检验；检验水准α=0.05。
2 结果
腕关节背伸 45°、中立位及屈曲 45° 时，正常组内旋扭矩分别为（0.83±0.33）、（0.86±0.34）、（0.36±0.30）N·m，外旋扭矩分别为（0.86±0.38）、（0.44±0.22）、（0.25±0.21）N·m；损伤组内旋扭矩分别为（0.18±0.17）、（0.22±0.17）、（0.16±0.15）N·m，外旋扭矩分别为（0.27±0.26）、（0.13±0.17）、（0.04±0.04）N·m；修复组内旋扭矩分别为（0.79±0.34）、（0.73±0.33）、（0.41±0.23）N·m，外旋扭矩分别为（0.80±0.39）、（0.41±0.22）、（0.41±0.40）N·m。腕关节背伸 45°、中立位及屈曲 45° 时，损伤组内、外旋扭矩显著低于正常组和修复组，差异均有统计学意义（P<0.05）；3 种位置下修复组内、外旋扭矩与正常组比较差异均无统计学意义（P>0.05）。
3 讨论
3.1 尺桡韧带解剖及生物力学特点
掌、背侧尺桡韧带是 TFCC 的重要组成部分[2]。尺桡韧带浅、深层的解剖及功能均不同，其中浅层韧带的纤维起自桡骨远端的掌尺缘和尺背缘，止于尺骨茎突，与水平面成角较小，因此对于维持桡骨围绕尺骨旋转稳定性作用较小；而深层韧带与水平面形成了一个钝角，因此对于维持桡骨围绕尺骨旋转稳定性作用更大[6-7]。研究表明，前臂旋前时深层韧带较浅层韧带更能有效地稳定 DRUJ，分析主要与两个解剖因素有关[8-10]。第一，前臂旋前时桡骨远端可沿DRUJ的主要负重轴线向远端移动，而此时背侧切迹仅有不足10%与尺骨头的桡骨关节面相连接；DRUJ 的稳定性基本依靠掌侧深层韧带的牵拉动作，防止超生理性移动。第二，深层韧带与水平面成角角度大，可以阻止 DRUJ 半脱位。
相反，前臂旋后时由于尺骨头旋转出了 TFCC 掌侧浅层尺桡韧带限制范围，并且伸展 DRUJ 掌侧关节囊，此时掌侧浅层尺桡韧带不能维持下尺桡关节稳定，而背侧深层尺桡韧带变紧张。因此，相对于其他维持 DRUJ 稳定的解剖结构，深层尺桡韧带具有更重要作用[11]。Haugstvedt 等[12]进行了一项生物力学试验，将 TFCC 在尺骨茎突体、尺骨凹两处止点分别依照不同顺序进行切断，发现将 TFCC 在尺骨凹处止点切断后，可导致 DRUJ 旋转不稳；而单纯将 TFCC 于尺骨茎突体部的止点切断后，DRUJ 仍能保持其稳定。
本研究将尺骨茎突从其基部折断，并切断深层尺桡韧带在尺骨凹沟的附着点，制备掌、背侧尺桡韧带损伤模型。生物力学测量结果提示，腕关节位于背伸 45°、中立位及屈曲 45° 时，其内、外旋扭矩均显著小于正常状态，表明尺桡韧带损坏后 DRUJ 稳定性也被破坏。之后，采用螺钉带线模拟骨锚技术将损伤的深层尺桡韧带于尺骨凹沟处进行原位修复，并采用 2 枚 2.0 mm 克氏针交叉内固定尺骨茎突骨折，修复浅、深层尺桡韧带。生物力学测试结果显示，修复后 3 种位置内、外旋扭矩与正常状态比较无显著差异，表明深层尺桡韧带在维持远端尺桡关节的旋转稳定性上起着重要作用。
3.2 深层尺桡韧带的修复技术
深层尺桡韧带损伤造成的 DRUJ 旋转不稳的治疗方法包括原位修复、软组织重建、尺骨远端切除术和尺骨假关节成形术（Sauve-Kapandji）等[13]。
深层尺桡韧带损伤多为尺骨凹止点处撕裂，直接缝合较困难。近年对于韧带骨质附着点撕脱或同时存在腕骨上多条韧带损伤，常选择骨锚技术[14]进行修复重建。Skoff 等[15]对传统肌腱缝合法与骨锚技术进行了比较研究，发现两种方法修复重建韧带后在最大抗张力方面无显著差异。本实验结果显示，将损伤的深层尺桡韧带于尺骨凹处行原位修复后才能恢复 DRUJ 的旋转稳定性，与 Haugstvedt 等[12]研究结果相似。
综上述，深层尺桡韧带对于维持 DRUJ 旋转稳定性具有重要作用；DRUJ 损伤时，采用骨锚技术原位修复深层尺桡韧带对恢复 DRUJ 旋转稳定性有着重要意义。
