大多数髌骨骨折为横形骨折，是由伸膝机制的过度张力造成的。髌骨横形骨折的传统治疗方法是Weber等提出的改良前向张力带技术。改良前张力带由于其成功的疗效和高的愈合率，已成为治疗髌骨横向骨折的标准手术。随着时间的推移，该技术中使用的植入物类型有了变化，如拉力螺钉和缝合材料，目的是提高结构的稳定性和减少软组织刺激。张力带结构可以在大拉力的环境下稳定骨折，促进骨愈合。尽管对张力钢丝技术进行了一些改进，但仍有30%的病例发生早期骨折移位。
尽管对前向张力钢丝技术进行了一些改进，但仍有30%的病例发生早期骨折移位。传统方法是将2根1.8 mm克氏针沿骨折线垂直平行放置，以维持复位，并将张力带钢丝锚定在冠状面。导线在前皮质表面下5 mm处进入，并在矢状面上与前皮质平行。两根克氏针将髌骨纵向分成三份(图1)。在许多不同的骨折固定方法中，钢丝的放置在使用针的临床环境中会发生变化。因此，张力带的生物力学稳定性可能会发生显著改变。据我们所知，很少有研究对改良张力带技术治疗髌骨横形骨折中改变针型的技术进行全面的研究。
图1所示。传统张力带钢丝技术治疗髌骨横向骨折的示意图。
本研究的目的是基于钉道位置的改变来评通过这些数据，我们还旨在为改良张力带布线的分布放置提供重要的指导。估张力带钢丝的生物力学强度。通过三维计算机断层扫描(CT)分析获得导针配置和髌骨横向截骨的指南;使用3D打印机制作的石膏模具进行1.8 mm轴向钻孔(图2)。在日本岛津AG-1 5kN电液试验机上进行生物力学测试。对聚酯带进行了初步测试，在小于0.1%的应变下获得了2000 N的最大载荷。聚酯带为24毫米宽。厚度1.2 mm，由于其编织结构，在固定牢固的情况下，骨折复位并完全缩小了骨折间隙。测量髌骨厚度并将其等分两段。根据克氏针在矢状面上的位置将标本分为前、后两组。
图2。在横断截骨前将髌骨标本置于导板内。轴向孔允许在结构中放置标准孔。
克氏针冠状位置入。测量髌骨宽度并将其等分3段。根据克氏针在冠状面上的位置将标本分为中央组、外侧组和内侧组。总体而言，6个不同的固定组被创建了不同的针配置如图3所示:前内侧(AM)，前中央(AC)，前外侧(AL)，后内侧(PM)，后中央(PC)和后外侧(PL)(图3)。
图3。6种不同结构的前后位和侧位示意图:(A)前内侧组，(B)后内侧组，(C)前中央组，(D)后中央组，(E)前外侧组，(F)后外侧组。
外科技术：
使用1 mm厚的手动锯在每个标本的中间1 / 3处做横向骨折。将标本随机分为6组，每组7个标本。使用1.8 mm克氏针和1.2 mm环扎张力带针进行复位和固定。调整摆位使聚酯带两端形成120°的夹角，以模拟膝关节屈曲60°时的肌腱牵拉。由于在髌骨融合术后屈曲30 ~ 60°时观察到最大的骨折分离，因此将聚酯带设置为60°。将截骨髌骨的上、下段分别固定在聚酯带上，模拟髌骨和股四头肌肌腱的牵拉。将髌骨标本放置在股骨髁的中心，两个聚酯环连接到上缆和下缆(图4)。
图4。前中央组标本在屈曲60°时承受轴向牵张载荷。
安装后，对所有样品施加100 N的预加载。这是必要的，因为张力带回路需要被拉伸到一个点，在应力应变图中可以观察到线性增加。通过电缆滑轮系统以15 mm/min的速度进行位移控制。采用视频记录仪记录骨折线的移位情况。记录每个标本在2 mm和4 mm骨折移位和接骨失败时的载荷。接骨失败通过应力-应变分析确定。以应力-应变图突然永久性下降、内固定失效(环扎钢丝或克氏针断裂)及人工髌骨破坏为失效标准。
经Kruskal-Wallis ANOVA检验，骨折移位2 mm和4 mm所需的力以及接骨板失效在各组间差异均有统计学意义。两组在2 mm和4 mm骨折移位水平所获得的载荷差异有统计学意义，AL组的耐久性最低。AL组2 mm和4 mm位移所需的力分别为(60.4±16)N(95%可信区间30 ~ 73 N)和(90.4±24)N(95%可信区间50 ~ 115 N)，差异有统计学意义(p < 0.001)。两组内固定失效时的载荷差异有统计学意义。AM组和AC组强度最高。失效时，AM组和AC组的平均力值分别为(420.5±55)N (95% CI,374 ~ 531 N)和(378.1±55)N (95% CI, 306 ~ 474 N)，差异有统计学意义(P＜0.001)。在2 mm骨折移位载荷时，5组间比较差异无统计学意义。AL组的耐久性明显低于其他5组，差异有统计学意义(P＜0.05)。骨折移位4 mm时，AL组的生物力学强度低于其他组，而PM组的持久性高于PL组(p＜0.05)。接骨失败时，AM组和AC组的生物力学强度优于其他组(p＜0.05)。
目前的研究表明，在改良的前张力带钢丝中，克氏针的后侧放置显示出比其他所有结构更弱的强度。除非克氏针被放置在后方和外侧，否则所有其他的前向张力钢丝结构改造都能够在膝关节屈曲60°的轴向载荷下(2 mm和4 mm的骨折间隙增加)维持横向髌骨骨折的稳定复位。这一发现表明，在膝关节屈曲期间受到静力时，除AL外的所有结构都表现相似。我们的研究结果表明，在不同的骨折间隙置换水平，结构的生物力学强度显示出一致性。关于克氏针矢状位置入的相关文献存在争议。
原Weber技术克氏针置入位置建议从前皮质面以下5 mm开始，与髌骨平均厚度相比相对较浅。Hsu等报道克氏针置于髌骨上1 / 3浅表位置时，并发症发生率较高，复位轻微丢失。作者认为，治疗髌骨骨折的内固定物不仅要防止骨折块分离，而且要防止髌骨在股骨压力下成角。在他们的研究中指出，克氏针前置导致较少的骨吸收，导致骨折部位成角畸形，而不是骨折分离。作者认为成角畸形的发生是由于膝关节屈曲时股骨髁对髌骨的压缩力所致。Kim等人最近的一项生物力学研究表明，在有限元方法中，较深的针置入在关节骨折间隙提供了更多的压力，从而促进骨直接愈合。
Ling等人也在他们的研究中报道，与前置克氏针相比，后置(靠近关节面)克氏针具有更好的稳定性。这些临床结果与我们的研究不一致。更深的植入针在技术上要求更高，可能会增加软组织嵌入。相反，根据张力带原理，较深的针距关节面较近可能导致骨折处的直接压缩，而不是间接压缩。我们认为，Kim等提出的髌骨横形骨折的有限元分析模型存在一定的局限性。在这一点上，我们明白在冠状面上同时向前方和侧向放置克氏针可能会减少抓骨和植入物的握持力，应该加以预防。
克氏针的冠状位和矢状位影响改良张力带钢丝的生物力学特性。在膝关节静态屈曲60度时，克氏针的前外侧放置显示出低于所有其他结构的改良前张力带钢丝的强度。
文献来源：Does pin configuration matter in modified tension band wiring for transverse patellar fracture? A biomechanical study
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