8.4.4 生物力学比较

髓内固定是一种相对微创的跟骨骨折治疗方案，主要适用于关节面垂直塌陷的跟骨关节内骨折[21]。由于髓内钉经跟骨结节后下方置入，无需切开软组织条件欠佳的跟骨外侧皮肤，因此切口感染等传统手术最常见的并发症可以得到避免。从临床研究看， Goldzak等人[38]采用髓内固定治疗10例跟骨骨折，包括4例SanderⅡ型，3例Ⅲ型，3例垂直和水平移位的骨折。所有骨折均得到有效复位，跟骨结节角由术前的4°恢复至术后的22°，无一例患者发生切口感染，术后患足AOFAS评分为84分。在随后的一组大样本病例报道中，患者数量增至63例，骨折类型涵盖SandersⅠ Ⅲ型。所有患者均采用Calcanial固定，术后整体恢复满意，平均AOFAS评分为75.6分。术后有4例患者进行了翻修手术，6例患者进行了内固定取出术[39]。

Calcanail是一种设计精巧的髓内固定系统，通过主钉和锁钉分别提供垂直和水平方向的稳定。另外，通过改变髓内钉主钉长度，可以同时用于跟骨骨折内固定或者距下关节融合术。对于跟骨骨折术后并发距下关节创伤性关节炎需要关节融合者，术中仅需要将短髓内钉更换为长钉，即可达到手术目的。尽管设计独特，但整体呈“工”形框架的Calcanail仅能提供在一个平面上的固定效果，这对于严重粉碎的跟骨骨折难以提供所需要的力学强度。为此，本研究借助阻挡钉技术对Calcanail进行增强固定。从有限元分析看，增强固定法可明显提高Calcanail髓内固定的生物力学稳定性，值得临床推广。

从生物力学观点来看，髓内固定与钢板固定分别代表了轴向固定和侧方固定两种不同的固定方式。跟骨在生理情况下，主要承受由胫骨和距骨传递来的垂直应力，因此髓内固定具有理论上的优势。从有限元分析的结果看，与钢板固定相比，髓内固定时内置入物承受的应力明显低于前者，并具有更好的整体稳定性。与单纯髓内固定相比，增强髓内固定时Calcanail所承受的最大应力明显降低，其原因在于纵向贯穿跟骨长轴的辅助螺钉承载了部分载荷，发挥了类似杠杆的作用，在骨折端形成应力遮挡效应。从应力云图看，增强髓内固定时，跟骨皮质骨承受的应力更小，这对保护骨组织和固定位置具有积极作用，应作为跟骨骨折的优先治疗方案。从计算结果看，无论是髓内固定还是钢板固定治疗跟骨骨折，在700N荷载下的最大应力均小于其剪切强度[34]，这意味着两种固定方式均具有较好的初始稳定性，可以早期功能锻炼。

骨折端的位移也是平均不同固定方式稳定性的重要指标之一。从位移云图看，髓内钉固定时，骨折端的最大位移集中于距下关节；而钢板固定时，位移主要集中于跟骨前、中骨折块，即“V”形截骨端顶点。这表明髓内固定可提供有效的垂直支撑，但横向固定效果不佳，其原因可能在于两枚锁定钉难以提供与钢板固定时多枚螺钉类似的固定效果。从临床角度看，在使用髓内固定治疗具有多条纵向骨折线的跟骨骨折（SanderⅢ Ⅳ）时，可以施加与主钉方向垂直的辅助螺钉固定。同时，骨折端位移同时也有助于判断骨折愈合情况。从本实验结果看，无论是髓内钉固定，还是钢板固定，骨折端位移均在合理范围内。因此，骨折愈合在是可能实现的。

本节研究存在一定的不足。与8.3节类似，本节的跟骨模型主要是对骨性结构进行了分析，未考虑与其连接的软组织，如跟腱、腓骨肌腱等的影响；同时未将跟骨置于完整足部模型中进行计算。另外，本研究仅对站立姿态下跟骨骨折的应力进行了研究，不能完全反映跟骨在人体运动中的受力情况。今后有必要对跟骨的有限元模型进一步完善，对现有的模型添加韧带、肌肉等粘弹性组织，模拟在步态不同周期中跟骨的受力情况，从而达到更合理的研究结论。