小夾板外固定器的研究進展

彭力平，馬篤軍，林松青，朱春城，肖立新，姚志城

（1.深圳市中醫院，深圳 518033；2.湖南中醫藥大學，湖南 長沙 410007；3.深圳市第二中醫院，深圳 518034）

小夾板外固定術是我國臨床使用最多的肢體固定方法之一，早已得到世界的認可。晉·葛洪《肘后救卒方》首創用竹板固定治療骨折，開拓了小夾板治療骨折的歷史。唐·藺道人《仙授理傷續斷秘方》記載“凡由轉腳凹之類不可夾縛，恐后伸不得”、“將絹片包之，后時時運動”奠定了“動靜結合、筋骨并重” 骨折治療原則，充分體現了小夾板“簡、便、效、廉”的優點。但現代患者對治療疾病的舒適度及療效要求逐步提高，小夾板的缺陷相對變得顯而易見，加之內固定、新型石膏和外固定支架的廣泛應用，使得它的應用空間明顯縮小，所以有必要對小夾板外固定進深一步的研究。筆者查閱了近30年小夾板的相關研究文獻，現對小夾板的作用機理、結構及類型、治療效果等方面的研究進展作一綜述。

1 機理研究

1.1 生物力學機理

1983年尚天裕教授在中、美、日“第一屆國際生物力學會議”上做了題為“中西醫結合治療骨折的生物力學基礎”的報告，開拓了對小夾板生物力學的研究先河，闡明了小夾板外固定的生物力學原理，符合“動靜結合”的骨折治療原則。后經候寶興[1]等人進一步從生物力學的觀點概括，認為小夾板外固定是一種彈性固定方式，它把骨折遠近端與布帶、夾板、壓墊等組成一個局部外固定力學系統，通過布帶對夾板的約束力、夾板對傷肢的杠桿力、壓墊對骨折斷端的效應力等起作用，其中在杉木、松木、柏木和水曲柳4種材料中杉木的應力遮擋率在四種材料中最低，有利于彈性固定。屠開元[2]對“動靜結合”原則進行了深入的探討，認為“靜”即在復位后利用支板固定；“動”即在固定后的不同時期進行適當的鍛煉，以促進骨折愈合，骨痂形成。

如今傳感器對生物力學參數的測量已逐步成為一種主流技術，方便了對其應力-應變曲線、剛度、抗扭轉強度、蠕變等力學性能的測試。侯堡興[1]自研“肌力壓力儀”從甲皺微循環探討了最適前臂夾板扎帶的拉力值應為“800～1 000 g”，與李景煜[3]的經驗值800 g相符。劉振利[4]從布帶約束力出發測定值在0～600 g范圍內前臂血液循環參數無明顯變化，在對下肢中，測取脈搏圖形來反映肢體微循環情況，發現大腿靜息下最大布帶固定約束力在1 000 g水平。正因為骨折愈合過程對局部力學環境變化很敏感[5]，而小夾板的特點之一就是實施動靜結合[6]，保證局部力學環境動態之中有靜態的固定力。

1.2 細胞-分子生物學機理

美國學者Collnolly指出：早期功能鍛煉有利在短期暴發形成一期外骨痂，1986年William進一步提出了骨折愈合三角的理論：活動、血運與骨痂形成，與Goedship[7]等的動物實驗和Wollf臨床研究相符，可控制的微動與堅強固定相比，更有利骨折愈合，其原因可能是與應力刺激引導骨小梁生長有關。

骨痂生長對間接骨折愈合至關重要，近年有利用雙能X線骨密度儀測定骨痂骨密度的變化來判斷骨折的愈合情況[8]。很多學者認為“微動”對骨痂的愈合非常重要，李瑛[9,10]的研究表明小夾板固定的“微動”給骨折端提供血液、改善物質與能量代謝的內環境，加速斷端局部礦物化，增加骨膜骨痂的成骨，以及不同的固定影響多種細胞，且在整個骨折愈合過程中都產生影響，是加速骨折愈合的最重要機制，并從血管內皮生長因子（VEGF）、轉化生長因子（TGF-β1）表達，骨折愈合過程中組織學和超微結構變化引起早期成骨細胞豐富且活躍，線粒體豐富，膠原排列整齊等方面闡述了夾板固定術的科學性，與文獻相符[11]。骨折的修復經纖維骨痂、軟骨骨痂至成熟的骨性骨痂，而骨痂中不同的組織成分的比例與骨折的固定方式密切相關。研究[12,13]發現骨形成和（或）骨吸收部位的骨細胞有大量胰島素樣生長因子（IGF）釋放，說明IGF可能偶聯骨形成和（或）骨吸收，其中在機械刺激下骨細胞相關力學信號的識別轉導及敏感基因的活化表達能增強成骨細胞的增殖和分化。

1.3 中、西醫學對骨折固定的理念對比

骨折固定是治療骨折的重要環節和基本手段之一。主要流派有：內固定學派 (AO)；生物學接骨術學派（BO）；Ilizarov外固定學派（DO）；中國接骨學派（CO）。AO理論是借助堅強固定一期恢復骨折端的連續性和力學完整性。但忽視了軟組織血供的關鍵性。以致AO逐漸向BO演變，從原來強調生物力學的觀點，演變成以生物學為主的觀點，即生物、生理、合理的觀點。BO強調間接復位、生物學固定，不強求堅強固定。DO最大限度地減少了骨折斷端組織的損傷，利于鄰近關節活動和提前負重活動，便于開放性骨折的治療和護理，但支架結構復雜，連接易松動，針孔較易感染。而CO具有中西醫之長，強調“動靜結合、筋骨并重、內外兼治、醫患合作”，主張彈性固定（微動固定），即“相對固定”。 雖然BO 的出發點是彌補AO的不足。但不管BO學者承認與否，其觀點客觀上受到了CO原則的影響。

2 結構及類型研究

2.1 傳統夾板材料

據記載，傳統小夾板材料常用到竹片、樹皮（如苦楝樹皮、桉樹皮、杉樹皮等）、木板（柳木、橄欖木、榆木、楊木、松木等）。清·吳謙《正骨心法要旨·器具總論》總結介紹了通木、腰柱、杉籬、抱膝圈等10多種外固定器具的制作和使用方法。除了固定物外，內襯用到棉絮、白布或麻布，以至貼身墊好，減少疼痛及皮膚壓瘡概率。

2.2 傳統夾板的缺陷

在面對內固定術、外固定支架強大的競爭力的背景下，傳統夾板的缺陷變得欲蓋彌彰，主要是：扎帶松緊度的失調而導致固定力度難以控制，影響了固定效果；夾板和壓墊容易移位，移位導致失去骨折外固定所需的正確杠桿支撐，影響固定效果；過度擠壓導致壓瘡與感染、神經損傷、肢體缺血壞死（甚至導致截肢）等副作用[14]。

2.3 近代夾板改良

面對小夾板諸多不足，相繼出現新型夾板：硬紙殼板、塑料板、金屬鋁皮板、有機玻璃板、鉛絲板、鉸鏈夾板、塑形夾板、套選式夾板、彈力夾板、膠合夾板、瓦形夾板、腋管等，都充分發揮了中醫傳統外固定的特色，同時也表明小夾板在進步中更加服貼可靠。其中對小夾板的改進主要集中在以下幾個方面。

2.3.1 材質的改良 目前對材質的研究報道較少。張元民等[15]用高分子塑料制作夾板，馬月芬等[16]的報道采用膠合板自制小夾板，鄧艷[17]則用硬膠紙板制作小夾板。

2.3.2 形態的改良 主要是根據特殊部位、特殊病種進行改造。楊生緒等[18]報道了履帶狀小夾板固定鎖骨骨折，陳琦等[19]制作了拱橋式小夾板，魏成建等[20]在夾板上附加了加壓盤，馮世義等[21]自制防滑小夾板。

2.3.3 扎帶的改良 扎帶決定了固定的松緊度，起著舉足輕重的作用。王滿等[22]制作了檔位式扎帶，鐘延炎等[23]采用尼龍搭扣縛扎，姚共和等[24]采用自動測壓及調壓裝置，布帶張力計夾板根據彈簧變形，通過齒條帶動指針旋轉，在讀表盤上顯示布帶張力大小，后來的“北京-倫敦夾板”則采用了自鎖單向固定帶，末端有一小孔，可連接測力裝置測量扎帶力值。

2.3.4 與其他治療手段并用 夾板固定結合牽引、中藥外治、電熱、穿針內固定、石膏外固定治療骨折已經較為普遍。

3 治療效果

據統計，骨折行內固定愈合后去除鋼板而再發骨折發生率高達20%[3]，現在認為可能是因鋼板下皮質骨血供破壞而出現鋼板下骨質疏松所致。而夾板固定通常不固定兩端關節，有利于早期的肢體功能鍛煉和關節腔通過滲透作用對營養物質的吸收，減少了對神經血管等軟組織的損傷，有利于機體借助內環境自我改善間接愈合時骨痂的力學性能，促使局部牢固愈合，避免了肢體固定后肌力下降、骨質疏松、創傷性關節炎、再次手術等發生的概率。

在臨床報道中，多人認為小夾板治療骨質疏松性橈骨遠端骨折有利于骨折愈合與腕關節和手指的功能恢復[25]，有利用紙夾板外固定治療Ⅰ型肱骨小頭骨折[26]、旋入針聯合小夾板治療脛骨骨折[27]、超踝內翻夾板治療伴距骨半脫位踝關節旋后外旋損傷[28]等，效果顯著，證實了小夾板固定的有效性和安全性。

4 展望

綜上所述，許多學者對小夾板治療骨折進行了深入研究，并且趨向專業化、系統化，如從宏觀向微觀、從粗材料向高科技含量材料等方向的發展，為小夾板的臨床應用提供了理論根據，說明了它的有效性及安全性。但在現代醫學模式——生物-心理-社會模式的背景下，小夾板研究還存在一些不足，如作用機理不明確、力學研究深度及規范化不夠、傳統夾板固定出現的缺陷等問題，這些嚴重的限制了它的進一步發展。雖然有的研究成果較好地解決了扎帶力度的檢測報警與調控，但因為成本過高、體積過大等原因，難以在臨床上推廣應用。因此，今后必定要對其做出更加適應人性化的發展，對其研究應更深入。在生物力學方面，應對其材料力學進行規范化，深入研究其夾板的彈性模量、應力遮擋值，尋找出最佳夾板材料，或者結合生物材料工程手段，合成高分子材料類彈性固定物；研究扎帶的拉伸及蠕變性能，規范化扎帶的最適拉力值，保持其特有的彈性伸縮性能；測試紙壓的粘滯性及蠕變性能，規范化壓墊的固定位置。在細胞分子生物學方面，應該借助現代精密儀器、試劑盒，進行動物及人體實驗，探索微觀狀態下的夾板固定機理。在計算機輔助實驗方面，借助三維有限元模型，模擬動態夾板實驗，檢測其穩定性能及三維狀態下的力學變化。在小夾板結構及類型方面，要對小夾板進行全新的改良，全面提升性能，真正實現無創傷治療骨折，為臨床提供更為有效、安全、簡便、實用的新型小夾板，更好地促進中醫藥現代化的進程。

[1] 候寶興,趙光復,謝可永,等.小夾板壓力測定研究[J].上海中醫藥雜志, 1994,(1)：22.

[2] 屠開元,趙定麟.動與靜對骨折愈合過程的影響[J].上海醫學,1979,(2)：9.

[3] 李景煜,王 波,龔 煒,等.創傷骨折三大固定技術研究現狀[J].中華醫學實踐雜志,2007,6(6)：493-495.

[4] 劉振利,顧云伍,張會生.小夾板固定對前臂微循環影響的實驗研究[J].中國骨傷,1997,10(3)：20-22.

[5] Kenwright J,Richardson JB,Cunningham JL,et a1.Axial movement and tibial fractures：A controlled randomiz-ed trial of trertment[J].J Bone Joint Surg Br,1991,73(4)：654-659.

[6] 黃慶森.中國接骨學(CO)-最符合生物學生物力學的骨折治療方法[J].中國矯形外科雜志,2009,17(20)：1 578-1 579.

[7] Goedship AE,Kenwright J.The influence of induced mieromovent opon the healing of experimental tibial fractures [J].J Bone Joint Surg Br,1985,67(4)：600-655.

[8] 尹 東,楊惠林,唐天駟,等.雙能x線骨密度儀測定骨痂骨密度變化的實驗研究[J].中國醫學影像學雜志,2004,12(6)：430-432.

[9] 李 瑛,費 攀,付先蕓,等.小夾板固定對實驗性家兔長管狀骨骨折愈合骨密度的影響[J].世界中西醫結合雜志.2008,3(7),388-392.[10] 李 瑛,鄒 季,熊 勇,等.小夾板外固定與鋼板內固定材料置入對骨折端成骨活性的影響[J].中國組織工程研究與臨床康復,2008,l2(13)：30-34.

[11] 初同偉,王正國,朱佩芳.血管內皮生長因子對骨折愈合相關因子表達的調控[J].中華骨科雜志,2003,23(4)：235-237.

[12] Rdjinders CM,Bravenboer N,Holzrrmnn PJ,et a1.In vivo mechanical loading modulates insulin-like growth factor binding protein-2 gene expression in rat 0steocyts[J].Calcified Tissue International,2007,80(2)：137-143.

[13] 張成俊,夏亞一,王常德.骨細胞力學信號轉導及基因表達[J].國際骨科學雜志,2008,29(3)：182-186.

[14] 張 鵬.中醫手法復位小夾板外固定并發癥[J].臨床和實驗醫學雜志,2008,7(4)：131-132.

[15] 張元民,王志彬,李文成.新型塑質夾板的力學性能測試和分析[J].中國骨傷,2002,15：473-474.

[16] 馬月芬,陳敖忠.膠合板邊料自制小夾板治療橈骨遠端骨折的護理[J].護士進修雜志,2007, 22(11)：3 301-3 302.

[17] 鄧 艷.自制小夾板治療肘關節脫位20例[J].實用中醫藥雜志,2008,24(4)：249.

[18] 楊生緒,周黎明,楊 斌.履帶狀小夾板配合8字繃帶外固定治療鎖骨骨折的臨床觀察[J].中國鄉村醫藥雜志,2004,11(10)：18-19.

[19] 陳 琦,江 冰,江志東.拱橋式小夾板外固定治療橈骨遠端開放性骨折[J].中醫正骨,2008,29(7)：520-521.

[20] 魏成建,許建安,王培民,等.自行研制可壓式小夾板治療橈骨下端骨折12例臨床觀察[J].中國中醫骨傷科雜志,2001,9(5)：51-52.

[21] 馮世義,王奇才,徐建高,等.自制防滑小夾板治療Colles骨折[J].中國骨傷,2009,22(7)：551 -553.

[22] 王 滿,王 州,楊志遠,等.改良小夾板的研制及其應用[J].現代中西醫結合雜志,1996,5(4)：164.

[23] 鐘延炎,楊達正,劉煜大,等.尼龍搭扣小夾板的臨床應用研究[J].中醫正骨,2000,12(5)：13-14.

[24] 姚共和,盧 敏,彭力平,等.小夾板監護儀的研制煜臨床應用[J].中國中醫骨傷科雜志,1995,3(6)：14-16.

[25] 劉天澤,孟慶才.手法復位小夾板固定治療骨質疏松型橈骨遠端骨折36例[J].陜西中醫,2010,(4)：433-434.

[26] 趙興瑋,張立強,王紅杰.手法整復屈肘90°紙夾板外固定治療Ⅰ型肱骨小頭骨折[J].中國骨傷,2009,(11)：868-870.

[27] 喬曉淼,周俊剛,鄭鵬超,等.旋入針聯合小夾板治療脛骨骨折[J].臨床醫學.2010,(2)：62-63.

[28] 謝杰偉.手法復位超踝內翻夾板治療伴距骨半脫位踝關節旋后外旋損傷的療效分析[J].醫學信息,2010,23(2)：377-378.