Design and clinical application of articular surface supported calcaneal locking plate
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摘要:目的
设计一种有效固定跟骨后距关节面的新型锁定钢板，并与普通锁定钢板比较以评价其疗效。
方法回顾性分析70例跟骨骨折患者资料。依据治疗方式的不同分为观察组(新型锁定钢板)36例和对照组(普通锁定钢板)34例。比较2组患者手术时间、术中出血量、住院时间、骨折愈合时间、部分负重时间、术后并发症发生率、Bolher角、Gissane角。采用美国足踝外科协会(AOFAS)踝-后足评分标准评估患足术后功能恢复情况。
结果所有患者随访时间12~15个月，平均(13.44±1.05)个月。术后切口相关并发症为对照组2例，观察组0例。观察组在手术时间、住院时间、骨折愈合时间、部分负重时间、术后并发症发生率、术后6个月及末次随访时Bolher角、Gissane角、AOFAS评分优良率方面表现均优于对照组，差异有统计学意义(P < 0.05); 2组术前和术后即刻Bolher角、Gissane角及术中出血量差异无统计学意义(P>0.05)。
结论新型锁定钢板构思合理，设计科学，术中操作简便，术后并发症少，在治疗跟骨骨折方面较普通锁定钢板有显著优势。
Abstract:ObjectiveTo design a new type of locking plate for effective fixation of the posterior talar surface of calcaneal bone, and to compare with ordinary locking plate to evaluate its therapeutic effect.
MethodsThe materials of 70 patients with calcaneal fracture were retrospectively analyzed. According to the different treatment methods, the patients were divided into observation group with 36 cases (treated with new type locking plate) and control group with 34 cases (treated with common locking plate). Operation time, intraoperative blood loss, length of hospital stay, fracture healing time, partial weight bearing time, incidence of postoperative complications, Bolher angle and Gissane angle were compared between the two groups. Ankle-hind foot scoring criteria of the American Orthopedic Foot Ankle Society (AOFAS) was used to evaluate postoperative functional recovery of affected foot.
ResultsAll the patients were followed up for 12 to 15 months, with an average of (13.44±1.05) months. There were 2 cases of postoperative incision-related complications in the control group and no case occurred complications in the observation group. In the observation group, operation time, hospital stay, fracture healing time, partial weight bearing time, incidence of postoperative complications as well as Bolher angle, Gissane angle and excellence rate of AOFAS score at 6 months and the last follow-up were significantly better than those in the control group (P < 0.05); there were no significant differences in Bolher angle and Gissane angle before operation and immediately after operation as well as intraoperative blood loss between two groups (P>0.05).
ConclusionThe new type locking plate has advantages such as reasonable concept, scientific design, simple intraoperative operation and fewer postoperative complications, which is significantly better than ordinary locking plate in the treatment of calcaneal fractures.
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Keywords:
- calcaneal fracture /
- fixation /
- subtalar joint /
- new type locking plate /
- ordinary locking plate
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甲状腺功能亢进简称甲亢，是多种原因导致甲状腺合成并释放过多的甲状腺激素，造成机体代谢亢进和交感神经兴奋，引起心悸、出汗、进食和便次增多以及体质量减少的常见内分泌系统疾病，多数患者还伴有眼球突出、眼睑水肿、视力减退等症状，严重者可出现甲亢危象、昏迷而危及生命[1]。骨代谢是指骨细胞在不停地进行着细胞代谢，不仅骨的细胞之间会相互作用，骨髓中的红细胞生成细胞、基质细胞也存在相互作用，以进行骨的改建和重建[2-3]。内脏脂肪组织特异性丝氨酸蛋白酶抑制剂(Vaspin)和趋化素(chemerin)是新发现的脂肪细胞因子, Vaspin具有抑制炎症反应、增强胰岛素敏感性等作用，且Vaspin与骨代谢也有一定的相关性[4]; chemerin能调节骨髓间充质干细胞成骨化的动态平衡[5]。孤独G蛋白偶联受体配体(Apelin)能调节胰岛素的分泌和敏感性，同时与骨密度也有一定的关系[6]。甲亢患者存在内分泌紊乱，易导致骨代谢异常，但目前对甲亢患者血清脂肪细胞因子与骨代谢的关系研究较少。本研究探讨甲亢患者血清Vaspin、Apelin、chemerin与骨代谢的关系，现报告如下。
1. 资料与方法
1.1 一般资料
选取2019年2月—2021年2月本院收治的甲状腺功能亢进患者100例，按照骨密度分为骨量正常组30例、骨量减少组35例和骨质疏松组35例。骨量正常组男18例，女12例，年龄53~85岁，平均(63.12±3.46)岁; 骨量减少组男19例，女16例，年龄56~81岁，平均(63.37±4.05)岁; 骨质疏松组男20例，女15例，年龄60~80岁，平均(65.75±5.24)岁。3组患者一般资料比较，差异无统计学意义(P>0.05), 具有可比性。
纳入标准: ①符合《甲状腺功能亢进症外科治疗中国专家共识(2020版)》[7]中甲状腺亢进症的诊断标准者; ②精神状况正常，可积极配合研究，能定期复查者。排除标准: ①合并心、肝、肾、脑、呼吸系统等严重疾病患者; ②孕妇或哺乳期妇女; ③既往患有器质性甲状腺疾病患者、骨质疏松患者或服用抗惊厥药等影响骨代谢药物的患者。
1.2 研究方法
收集患者的基线资料，包括性别、年龄、基础疾病状况等。采用偶氮砷Ⅲ方法检测血钙(Ca), 采用磷钼酸紫外法检测血磷(P)。根据中国人骨质疏松症推荐诊断标准测量骨密度，采用库珀外科公司生产的诺兰德双能X射线吸收法骨密度测定仪-2测量骨密度(BMD), 检测患者左右前臂骨矿物质含量，并取最低值，若有≥1个部位的BMD值低于正常同性别的峰值1个标准差为骨量减少，若低于正常同性别的峰值2.5个标准差为骨质疏松症。采用双抗体夹心酶联免疫法(ABC-ELISA)测定3组患者25-羟基维生素D(25-OH VD)、骨源性碱性磷酸酶(BALP)、血清骨钙素(BGP)。取患者清晨空腹肘静脉血5 mL, 室温下静置10 min, 然后离心20 min收集血清, -80 ℃保存备用。
采用化学发光法检测血清中骨代谢标志物I型前胶原N-末端前肽(PINP)、β-胶原特殊序列(β-CTX)和甲状旁腺激素(PTH)水平。采集受试者清晨空腹静脉血5 mL, 3 000转/min离心5 min分离血清。采用酶联免疫吸附法(ELISA法)测定血清Vaspin、血清Apelin、血清chemerin水平，分别采用Vaspin ELISA试剂盒[Visceral Adipose Tissue-Derived Serpin A12(human)ELISA Kit, Cayman Chemical Item Number579000], Apelin ELISA试剂盒[Hermes Criterion Biotechnology(HCB)]和chemerin ELISA试剂盒(Human Omentin-1 ELISA, EZH0MNTN1-29K)。
1.3 观察指标
比较3组患者的基线资料，血清Vaspin、血清Apelin、血清chemerin水平和骨代谢指标水平，分析血清Vaspin、血清Apelin、血清chemerin水平与骨代谢指标的关系。
1.4 统计学方法
本研究所有数据均采用SPSS 24.0统计学软件进行处理。计量资料以(x±s)表示，组间比较采用独立样本t检验; 计数资料以[n(%)]表示，组间比较采用χ2检验; 变量间相关性分析采用Spearmen相关性分析, P < 0.05为差异有统计学意义。
2. 结果
2.1 3组患者基线资料比较
3组患者性别、年龄和基础疾病情况比较，差异无统计学意义(P>0.05), 具有可比性，见表 1。
表 1 3组患者基线资料比较(x±s)组别 性别 年龄/岁 基础疾病 男 女 糖尿病 高血压 心脏病 骨量正常组(n=30) 18 12 63.12±3.46 8 10 6 骨量减少组(n=35) 19 16 63.37±4.05 11 12 5 骨质疏松组(n=35) 20 15 65.75±5.24 9 10 7 2.2 3组患者骨代谢指标比较
3组患者的25-OH VD和PINP值随着骨密度的减小而减小, BALP、BGP和β-CTX的值随着骨密度的减小而增大，差异均有统计学意义(P < 0.05), 见表 2。
表 2 3组患者骨代谢指标比较(x±s)组别 25-OH VD/(ng/mL) BALP/(μg/L) BGP/(ng/mL) PINP/(ng/mL) β-CTX/(ng/mL) 骨量正常组(n=30) 26.06±4.95 2.57±0.95 11.34±3.34 26.39±7.11 0.60±0.12 骨量减少组(n=35) 22.27±3.91* 3.66±1.13* 14.47±4.14* 20.81±5.64* 0.72±0.16* 骨质疏松组(n=35) 20.04±3.07*# 4.20±1.52*# 16.03±5.08*# 18.07±4.61*# 0.92±0.57*# 25-OH VD: 25-羟基维生素D; BALP: 骨源性碱性磷酸酶; BGP: 血清骨钙素; PINP: Ⅰ型前胶原N-末端前肽;
β-CTX: β-胶原特殊序列。与骨量正常组比较, *P < 0.05; 与骨量减少组比较, #P < 0.05。2.3 3组患者生化指标比较
3组患者Ca、P水平比较，差异无统计学意义(P>0.05); 3组患者血清PTH、Vaspin、Apelin和chemerin的值随骨密度的下降而升高，差异有统计学意义(P < 0.05), 见表 3。
表 3 3组患者生化指标比较(x±s)组别 Ca/(mmol/L) P/(mmol/L) PTH/(pg/mL) Vaspin/(ng/mL) Apelin/(pg/L) chemerin/(ng/mL) 骨量正常组(n=30) 2.37±0.24 1.30±0.24 43.05±12.32 21.38±6.31 350.24±30.64 6.65±1.01 骨量减少组(n=35) 2.21±0.16 1.25±0.26 50.27±15.66* 29.36±7.68* 385.29±36.88* 7.32±2.10* 骨质疏松组(n=35) 2.17±0.12 1.23±0.19 72.39±20.99*# 32.04±8.23*# 400.59±39.07*# 8.77±2.58*# Ca: 钙; P: 磷; PTH: 甲状旁腺激素; Vaspin: 丝氨酸蛋白酶抑制剂; Apelin: 孤独G蛋白偶联受体配体; chemerin: 趋化素。与骨量正常组比较, *P < 0.05; 与骨量减少组比较, #P < 0.05。 2.4 血清Vaspin、Apelin、chemerin水平与骨代谢指标的相关性
血清Vaspin、Apelin、chemerin表达水平与骨代谢指标均呈正相关(P < 0.05), 见表 4。
表 4 血清Vaspin、Apelin、chemerin水平与骨代谢指标的相关性指标 25-羟基维生素D BALP BGP PINP β-CTX 丝氨酸蛋白酶抑制剂 r 0.321 0.424 0.391 0.425 0.633 P 0.027 0.041 0.021 0.014 0.025 孤独G蛋白偶联受体配体 r 0.324 0.373 0.365 0.382 0.515 P 0.019 0.016 0.032 0.027 0.039 趋化素 r 0.376 0.468 0.517 0.392 0.477 P 0.031 0.028 0.022 0.036 0.021 BALP: 骨源性碱性磷酸酶; BGP: 血清骨钙素; PINP: Ⅰ型前胶原N-末端前肽; β-CTX: β-胶原特殊序列。 3. 讨论
骨骼的正常生理功能取决于机体成骨细胞和破骨细胞的平衡，在破骨细胞表面分布着甲状腺激素核受体，甲状腺激素能够通过作用于破骨细胞表面的受体而刺激破骨细胞，促进骨转化[8]。研究[9]表明，甲状腺激素分泌过多会影响成骨细胞和破骨细胞的活性，进而影响到骨代谢的平衡，导致骨代谢紊乱。临床研究[10-12]显示，甲亢会引起骨密度下降，进而发生骨质疏松，甚至会增加患者未来发生骨折的风险。
Vaspin是一种新发现的脂肪细胞因子，最早发现于一种2型糖尿病大鼠的内脏组织中，属于丝氨酸蛋白酶抑制剂家族的一员，能够增加胰岛素的敏感性、抑制炎症反应，并且与心脑血管事件的发生也有一定的相关性[4]。近年来研究[13]表明, Vaspin可能与骨代谢也有一定的相关性。血清chemerin也是新近发现的脂肪组织分泌的脂肪因子，国外多项研究以及中国汉族人群的研究[14-16]均发现肥胖者血清chemerin水平较健康人升高，且与体质量指数(BMI)、甘油三酯等密切相关，并且参与了脂质代谢、免疫应答、炎症反应、糖类代谢等生理及病理过程。研究[17]表明, chemerin还具有调节骨代谢、维持骨代谢平衡的作用。Apelin是一种新型的脂肪细胞因子，大量存在于血管内皮细胞和平滑肌中，具有调节葡萄糖稳态、调控细胞增殖、扩张血管等作用，生物活性较强[18]。曾昭池等[19]研究表明, Apelin能够促进成骨细胞的成熟以及破骨细胞的重吸收功能，进而促进骨折的愈合。
25-OH VD能够促进骨的Ca、P吸收，影响骨组织的Ca代谢，促进骨的钙化; PINP是骨质疏松的一种生物反应标志物; BALP能够直接反映成骨细胞的活性和功能; 血清BGP能够反映成骨细胞的活动状态; β-CTX是骨吸收特异性指标。本研究结果显示, 25-OH VD和PINP值随着骨密度的减小而减小, BALP、血清BGP和β-CTX的值随着骨密度的减小而增大，差异均有统计学意义(P < 0.05); 3组患者的Ca、P水平并无显著差异，但3组患者的PTH、血清Vaspin、Apelin和chemerin的值随着骨密度的下降而升高，差异有统计学意义(P < 0.05); 血清Vaspin、Apelin和chemerin表达水平与骨代谢指标呈正相关。值得注意的是，为满足研究需要，本研究纳入的均为中老年人，虽然年龄段与甲亢的高发群体有差异，但相关研究[20]结果与这个年龄层次的骨质疏松伴甲亢患者的临床特征和相关表现较相符。因骨质疏松与甲亢本身有着必然的联系，特定的年龄层次依然具有很高的研究价值。
综上所述，甲亢患者血清Vaspin、Apelin、chemerin水平变化与骨密度下降有一定的相关性，临床上可结合血清Vaspin、Apelin、chemerin水平来评估甲亢患者骨代谢是否存在异常，进而采取措施预防骨质疏松。
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图 3 经典病例影像学资料及手术过程图
A、B: 术前患足CT显示骨折类型为SandersⅢ型跟骨骨折; C: 术中通过关节面支撑型锁定板评估复位效果; D: 术中打入锁定螺钉完成跟骨固定; E、F: 末次随访时跟骨侧轴位X线片显示跟骨形态恢复良好, AOFAS评分94分。
表 1 2组患者术前一般资料比较(x±s)
组别 n 性别 年龄/岁 致伤原因 Sanders分型 受伤至手术时间/d 男 女 高处坠落伤 重物砸伤 车祸伤 Ⅱ型 Ⅲ型 Ⅳ型 观察组 36 25 11 43.83±8.50 21 3 12 14 17 5 7.94±1.57 对照组 34 27 7 44.26±7.20 18 3 13 13 17 4 8.29±1.59 
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表 2 2组围术期指标比较(x±s)
指标 观察组(n=36) 对照组(n=34) 手术时间/min 69.06±7.50* 80.24±7.08 术中出血量/mL 130.75±14.96 131.94±15.63 住院时间/d 12.92±2.06* 15.80±2.35 骨折愈合时间/周 10.50±2.35* 13.41±2.26 部分负重时间/d 20.36±1.85* 24.38±1.52 与对照组比较, *P < 0.05。
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表 3 2组术前、术后即刻、术后6个月及末次随访Bohler角、Gissane角比较(x±s)
组别 时点 Bohler角 Gissane角 观察组(n=36) 术前 8.99±2.93 89.98±9.51 术后即刻 30.07±3.11 121.70±3.70 术后6个月 29.77±2.92* 120.84±3.88* 末次随访 29.77±2.92* 120.62±3.81* 对照组(n=34) 术前 8.80±2.95 89.86±10.23 术后即刻 30.39±3.39 121.90±3.96 术后6个月 27.64±2.31 114.24±5.45 末次随访 26.99±2.31 113.92±5.51 与对照组比较, *P < 0.05。
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表 4 2组末次随访AOFAS功能评分优良率比较[n(%)]
组别 术后评分结果 优秀 良好 一般 差 观察组(n=36) 24(66.7)* 8(22.2) 3(8.3) 1(2.8) 对照组(n=34) 13(38.2) 10(29.4) 7(20.6) 4(11.8) AOFAS: 美国足踝外科协会。与对照组比较, *P < 0.05。
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表 5 2组术后并发症发生率比较[n(%)]
组别 术后并发症 关节面移位 畸形愈合 关节僵硬 创伤性关节炎 合计 观察组(n=36) 0 0 2(5.5) 0 2(5.5)* 对照组(n=34) 3(8.8) 1(2.9) 6(17.6) 1(2.9) 11(32.2) 与对照组比较, *P < 0.05。
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