手术治疗的胫骨干骨折的负重延迟与愈合受损有关：166例胫骨骨折的队列分析

概要
背景
骨折后负重的时间与愈合结果之间的关系尚未确定，从而限制了对患者的可能有益效果的实施。目前的研究是为了确定手术治疗的胫骨干骨折后负重时间的影响。

材料和方法
在2007年至2015年期间对经手术治疗的骨干胫骨骨折进行了回顾性研究。初始负重时间（IWB）被分析为多变量回归中受损愈合的预测因子。

结果
共纳入166例骨干胫骨骨折，86例愈合受损，80例正常愈合。平均年龄为38.7岁（范围16-89）。正常骨折愈合组中IWB明显缩短的平均时间（2.6 vs 7.4周，p <0.001）。相关分析产生了四种可能的混杂因素：感染需要手术干预，骨折类型，筋膜切开术和开放性骨折。 Logistic回归分析发现IWB是治疗受损的独立预测因子，优势比为每周延迟1.13（95％CI 1.03-1.25）。

结论
初始负重的延迟与手术治疗的胫骨干骨折中骨折愈合受损独立相关。与诸如骨折类型或软组织状况的其他因素不同，治疗医师可以影响早期的负重恢复，因此该因素具有直接的临床相关性。本研究表明，早期恢复负重应该是骨折固定的治疗目标。

关键词：胫骨，骨折，负重，髓内钉，骨折愈合

介绍
胫骨骨折愈合受损仍然是整形外科手术的一个挑战，影响生活质量并造成经济问题[1,2]。为了克服或避免这些问题，必须采用复杂的方法来管理和刺激骨愈合过程。所谓的钻石概念描述了促成骨愈合的五个因素：成骨细胞，骨诱导兴奋剂，骨传导支架，血管分布和机械环境[3]。其中前四个主要与患者相关并反映患者的生物活动。相反，机械环境受到治疗医师的直接影响，因为机械环境是治疗选择（即铸模或板）和决策（即承重与否）的直接结果。来自适当的机械环境的相关性源于几个有助于骨愈合的关键细胞过程。在通过外部机械加载激活后，机械感觉骨细胞调节成骨细胞和破骨细胞的募集和活性，通过称为机械转导的过程导致骨和骨形成的重塑。机械转导的机制已在体外研究中得到广泛研究[4]。从动物研究中已知，与行走菌株相比，立即高应变率在骨折愈合的早期阶段诱导更大量的愈伤组织形成[5-7]。其他研究表明，片段间菌株会导致软骨内骨化的剂量依赖性刺激[8]。尽管进行了这些研究，但尚未实现将机械转导概念转化为临床实践。机械负荷与愈合结果之间的直接关系尚未确定。

目前骨折固定的概念表明应该在骨折中进行微动，并且应在骨折处理后尽快开始早期负重[9]。反对早期负重的一个常见论点是可能减少损失。然而，最近的生物力学研究表明，角度稳定的锁定板可以允许完全或至少部分立即承重[10]。最近的一项随机对照试验显示了髓内固定后早期负重的安全性[11]。此外，扣压承重会导致骨密度降低。骨折后8周内不加骨会使骨折后骨密度降低1年[12]。此外，长时间的不活动会迅速影响骨骼肌组织[13]，导致机械感觉功能下降，萎缩，甚至增加行走时的能量消耗[14]。本研究的目的是探讨胫骨干骨折术后负重时间与骨折愈合的关系。作者假设早期初始负重与骨折愈合结果之间存在正相关，提示初始负重的延迟将增加愈合受损的速度。为了评估负重的安全性，还分析了固定失败率。

材料和方法
分析了2007年1月至2015年3月期间在I级创伤中心手术治疗的所有连续胫骨干骨折。从电子病历中检索数据。根据Müller等人描述的AO / OTA平方规则，仅包括手术治疗的胫骨干骨折。 [15]。所有骨折愈合受损（IFH）的患者均被确定。 IFH被定义为没有巩固的骨折（见下文），骨折后最短持续时间至少为6个月。以这种方式，包括延迟愈合的患者以及由食品和药物管理局定义的不结合的患者[16]。早期放射摄影随访包括术中或术后早期胫骨多平面X线片。在手术后12个月内，在6个月内和第二次进行进一步的随访射线照相成像。此后，在临床或放射学受损的愈合病例中继续随访。损伤发生时年龄小于16岁的患者和骨折后在伤后9个月内截肢的患者被排除在本研究之外。如果在9个月时未进行临床随访，则排除IFH患者。

初始负重（IWB）被定义为患者能够以超过减重承重（TDWB）的任何重量加载受影响腿的第一个记录时刻，在早期研究中将其定义为15至35磅之间的负荷。 （6.82-15.91千克）[17,18]。愈合时间定义为受伤和无痛全负重之间的时间，伴有进行性巩固的放射学征象。使用两个正交平面中的射线照片评估放射学联合，通常是前后视图和侧视图。当四分之三的皮质表现出皮质桥接或骨折线完全消失时，放射学联合得分[19]。此外，对于非联合和延迟联合，治疗类型由两名研究者（MR和TB）独立评估。 X光片被分类为萎缩性或肥厚性骨愈合。临床愈合定义为在没有疼痛的情况下承受全重的能力[20]。

体重指数（BMI），损伤严重程度评分（ISS），吸烟，非甾体类抗炎药（NSAID）使用，类固醇使用，神经创伤，其他骨科损伤的存在，需要手术的感染，固定治疗和扩孔的数据从医疗记录中检索IM钉钉手术中的非扩孔。由于先前的研究已将骨折类型，筋膜切开术和开放性骨折确定为治愈受损的明确危险因素[21-24]，因此这些风险因素也包括在分析中。如果患者在骨折愈合期间或创伤前6个月内吸烟，则吸烟得分为阳性，无论数量多少。包括两种药物类型，以评估影响骨折愈合的药物使用：NSAIDs和类固醇[25]。大多数患者术后接受NSAID治疗3至7天。术后长达1周以上的NSAID被评估为影响骨折愈合的药物使用[26]。无论频率和数量如何，都评估了NSAID和类固醇。根据AO / OTA分类评估骨折分类。为了保持可靠的评估，仅使用A，B或C类型的主要类别，分别代表简单，楔形和复杂的裂缝[27]。根据Gustilo分类评估开放性骨折[28]。创伤性脑损伤（TBI）根据格拉斯哥昏迷量表（GCS）进行分类，其中13-15的GCS被归类为轻度TBI，GCS为9-12为中度，GCS为3-8为严重[ 29]。轻度TBI被认为是不影响康复的TBI，中度或重度TBI被记录为影响康复的神经创伤，因此被纳入分析。此外，记录了胫骨骨折患者的椎体损伤，骨盆损伤，同侧下肢损伤或对侧下肢损伤。这样做是为了评估可能阻止康复的其他骨科损伤是否增加了发生IFH的机会。

在创伤后9个月内发生的需要手术（感染程序）的感染被纳入初步分析，作为治愈结果受损的可能危险因素[30]。以下程序被认为是感染手术：庆大霉素珠的放置，抗生素涂层指甲放置，切除术，植入材料的完全去除或清创术。最后，评估固定失败，包括植入失败（在放射学报告弯曲或主要植入物破裂的情况下评估，包括螺钉）和植入物松动导致的复位损失。

统计分析
除非另有说明，否则所有数据均以平均值±标准偏差（SD）表示。数据分四步进行分析。首先，评估数据分布。关于BMI和ISS以及IWB的数据都是正偏差的，因此这些变量的对数函数用于进一步分析。年龄数据呈中度正偏态，因此计算并使用平方根变换。其次，评估作者的预测因子（初始负重）和作者的结果变量（IFH）之间的相关性。第三，使用单独的双变量相关检验检查可能的混杂因素在与预测因子和结果变量的关系中的作用。在回归分析中（参见最后一步），三种明显的基于文献的发展IFH的风险因素被用作可能的混杂因素，无论其在相关性测试中的结果如何。这些是骨折类型，筋膜切开术和开放性骨折[21-24]。作为最后一步，进行回归分析以在多变量分析中测试IWB对愈合结果的预测值。所有可能的混淆因素都是从回归模型中逐步添加（向前）和丢弃（向后），以查看作者的预测变量（IWB）的预测值是否受到影响。所有测试均为双侧，显著性设定为p <0.05。使用SPSS 23.0版（IBM SPSS Statistics for Windows，Version 23.0，Armonk，NY）分析数据。

结果
在1200名患者中，诊断出一侧或双侧胫骨骨折，包括所有干骺端和干骺端骨折。总共有608例是胫骨干骨折。根据作者的排除标准，161名患者共治疗166例手术治疗的干骺端骨折。 86例骨折发生骨折愈合受损（IFH），80例骨折愈合平稳（正常骨折愈合，NFH）。在受损的骨折中，41个是延迟的工会，45个是非工会。两个治疗组的年龄，性别，吸烟状况和吸毒情况相似（表1）。有关吸烟状况和吸毒情况的数据分别记录在116和151例中。共有93个骨折开放，73个骨折。在开放性骨折中，58例发生在受损的愈合组。受伤的愈合组中有28个骨折闭合。所有人口统计学数据总结在表1中。在NFH组和IFH组之间观察到明显的负重差异（图1）。 IFH组（7.4周±SD 10.3）的初始负重显著晚于NFH组（2.6周±SD 2.8）R = 0.301，p <0.001（表2）。在非工会患者中，18例（40％）患有萎缩性不愈合类型。这类似于延迟愈合组（17名患者，41％）。对于非愈合组，初始负重与非愈合类型无显著相关性（p = 0.892）。在延迟组和非联合组之间以及组内，吸烟者和治疗类型之间没有发现显著差异（最低p值= 0.384）。

表格1
正常（6个月内）或干骺端胫骨骨折愈合受损的人口统计学，吸烟状况和药物使用


       
对每个变量进行与初始负重（IWB）和愈合结果的相关分析。 显著的相关性以斜体字体标记


图.1
散点图，其中x轴表示初始负重时间（IWB），周期为创伤后y周轴断裂愈合。 该图集中用于骨折愈合结果。 绿色三角形表示正常的骨折愈合，红色十字表示骨折愈合受损（在线颜色图）

表2
正常（6个月内）或骨干胫骨骨折愈合受损的病例的创伤，骨折和管理特征



对每个变量进行与初始负重（IWB）和愈合结果的相关分析。显著的相关性以斜体字体标记

双变量分析确定两个变量的显著相关性，包括初始负重（以周计）和IFH，为骨折类型（R = 0.380，p <0.001）和需要外科手术的感染（R = 0.298，p <0.001）。因此，这些变量被确定为可能的混淆因素。表2中可以找到与方法部分中描述的其他变量相关的p值。尽管这些因素的分布在作者的组中是相似的，但根据文献已经确定筋膜切开术和开放性骨折是可能的混杂因素（连同骨折）类型）[21-24]。在双变量分析中，这两个变量显示出与骨折愈合的相对较高的相关性（分别为R = 0.319和0.239）。虽然没有发现与IWB和IFH结果相关的显著性，但它们被包括在逻辑回归模型中作为可能的混杂因素来分离初始负重和IFH的关系。在双变量分析后显著相关（R = 0.298，p <0.001），需要手术的感染也被添加到模型中作为可能的混淆因素。进行逻辑回归以确定初始负荷对IFH发生可能性的影响。 Logistic回归模型显示初始负重与愈合结果之间存在显著相关性（χ2（5）= 57.338，p <0.001）。发展性IFH的优势比（OR）为每周1.13延迟恢复负重（95％置信区间1.03-1.25）。该模型正确分类了75.3％的病例，并解释了骨折愈合方差的39.0％（Nagelkerke R2）。前向和后向逐步回归表明，这种关系不受任何已识别变量的影响。因此，在针对四种可能的混杂因素进行调整后，初始负荷显著预测了IFH（p = 0.012）。回归系数和标准误差如表3所示。

表3
骨折愈合受损的多变量逻辑回归分析作为作者的依赖结果变量的总结



16例患者出现固定失败。这十六个固定失败中的十三个涉及IM钉中的螺钉断裂。所有十六个故障中的一个涉及钉子的破损，一个涉及板的破损。一名患者发生螺钉弯曲而没有破损。

在一名患者中，在不顺从患者的骨折固定后早期发生固定失败。所有其他显示固定失败的患者在固定失败前至少1个月开始承重。直至固定失败的平均时间为受伤后6个月（±SD 4.63个月）（范围1-15.5个月，包括12和15.5个月后的两个异常值）。

在所有患者中，75例需要额外手术。在这75例病例中，每例病例的附加手术数量为2. 32，手术范围为1-11。在初次固定后9个月内，75名患者中的18名需要至少一次基于手术感染管理的额外手术（表2）。这些手术是去除骨合成（4名患者），切除术（3名患者），深层清洁和引流骨折区域（9名患者）和/或庆大霉素珠或庆大霉素涂层指甲放置（7名患者）。有感染的患者具有这些程序的组合。在75个案例中，有27个案例为了动态化目的而移除螺钉以改善愈合。在其余20例中，由于皮肤损伤或患者投诉，额外的手术包括浅表伤口清洁或拔除螺钉。

讨论
骨折后承重很重要，因为它有助于维持骨骼和肌肉的质量，并有助于恢复日常生活[13,14]。而且，通过称为力传导的重量轴承支持骨愈合的过程。然而，这种积极效果已经在基于实验室的研究中确定[5,6,8]，并且许多外科医生仍然犹豫是否允许立即承重。该研究显示166例连续手术治疗的胫骨干骨折愈合结果与承重开始之间存在明显的关系。在该队列研究中，确定了初始负重的时间与干骺端胫骨骨折愈合的结果之间的显著相关性。显示胫骨骨折愈合正常的患者开始时的初始负重明显早于发生愈合受损的患者。此外，在多变量分析中，晚期恢复负重被确定为发展受损愈合的独立危险因素。尽管发展受损愈合的比值比相对较小，但它是每周延迟负重限制的比值比，表明每周额外延迟的累积效应。其他风险因素存在并发挥明显作用，但与许多其他因素相反，负重受到治疗医师的直接影响。

目前使用的骨合成材料的机械稳定性允许完全承重，并且胫骨骨折患者中受伤肢体支撑的平均负荷在1周时超过未受伤肢体的50％而没有任何固定失败[9,10]。最近，在早期负重的前瞻性研究中已经证实了早期负重在胫骨干骨折中的安全性。尽管固定失败通常被认为是推迟初始负重的一个论据，但只有16名患者（9.6％）发生了固定失败。大部分由IM指甲中的&#8203;&#8203;螺钉随后弯曲或断裂而引起，也称为自动机械化。在这些情况下，不需要再次手术。考虑到少数临床相关的固定失败（1.8％）和失败的时间（σ6个月），该人群中的固定失败被认为是愈合受损而不是原因的结果。因此，安全性不被视为反对在该人群中恢复负重的有效论据。

鉴于作者研究的回顾性设计，在解释这些数据时必须牢记若干限制。首先，从电子病历中检索初始负重的时间。对于每位患者，初始负重定义为超过触及负重（TDWB）的任何负荷，并且根据医生或物理治疗师的记录确定时间。物理治疗师都经验丰富，专门负责创伤病房，但不一定每天都要进行患者培训和进展记录。因此，低报载可能在数据中起作用。由于报告通常在需要更多护理的患者中进行更广泛的治疗，因此预期在正常愈合组中这种效应更大。其次，由于关于骨折愈合受损的定义仍有争议，延迟愈合和非愈合的结合。这种方法可能会导致对实际愈合并发症的高估，因为许多延迟愈合的患者可能有一个看似自然的愈合过程。虽然这增加了受损愈合组的异质性，但结合延迟和非联合增加了病例数并导致研究的分析强度增加。作者意识到27％的非工会率很高，而平均报告率为5％到17％[2,11,22,30]。与大多数试验相反，作者的系列包括手术治疗的胫骨骨折，在I级创伤中心遇到相对多的开放性损伤，因此不能被视为任何一般整形外科实践人群的代表。此外，这一人群主要在高能量创伤中受伤，这可能是骨愈合的独立危险因素[31]。在作者的组中，与非愈合组相比，在受损的愈合组中没有看到萎缩性或肥厚性愈合模式的差异，但是在这种观点中，病例的数量相对较小以保证得出结论。第三，与研究期间治疗的患者总数相比，最终分析中包括的病例数相对较少。这是由于几个因素造成的，包括在I级设施中的治疗，患者在初始稳定后转移到其他机构，从而失去了随访。最后，作者的数据并不代表所有胫骨骨折的愈合。仅包括手术治疗的胫骨干骨折。这限制了作者研究的样本量，并限制了作者的数据对其他骨折的外部有效性，例如非手术治疗的胫骨干骨折。然而，通过这种包含，作者研究组的同质性得到了提高，从而提高了作者结论的刚性。

解释这项研究的另一个考虑因素是负重和愈合结果之间可能存在反向关系;延迟愈合可能导致更多的疼痛，因此延迟负重，而不是延迟负重导致愈合受损。从这个角度来看，两个论点很重要。首先，正常愈合和受损愈合（分别为手术后2.6和7.4周）的负重延迟对于两组来说都比平均愈合时间短得多，即使对于正常愈合也是如此。换句话说，在骨折愈合的早期阶段观察到负重延迟，这与机械传导的概念一致。其次，在整个统计评估中，治愈结果被定义为因变量。在前向和后向逻辑回归中，初始负荷的时间被确定为独立因素，对愈合结果具有显著的预测值（p = 0.012）。这种严格的统计分析表明早期负重对正面愈合结果有明显影响。

总之，目前的研究首次描述了负重延迟与手术治疗胫骨干骨折愈合受损发展之间的关系。观察到显著的关系（p = 0.012），表明愈合受损的风险随着每周延迟负重而增加。因此，治疗胫骨干骨折的目的应该是尽快让早期承重，超过减重承重。

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