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【摘要】 ［目的］肢体延长需要克服延长端骨痂和软组织导致的延长阻力，本研究探讨胫骨骨干延长端腓肠肌牵伸阻力的变化。［方法］16条周龄为8周的健康新西兰幼兔的左腿放置双侧外固定架，于胫骨骨干中段截骨后以每天分2次共0.8 mm的速度延长30%。16只动物平均分为两组，分别于延长结束时(8只兔子,周龄13周)及随后的5周（8只兔子,周龄18周) 用一两侧内装压力感应器的双侧外固定测定器换下延长用的双侧外固定架来测量胫骨骨干延长端牵伸阻力，通过与测定器相连的显示器纪录下来。腓肠肌所导致的延长端牵伸阻力就是跟腱切断前后测定的牵伸阻力差异值。［结果］在延长结束时腓肠肌牵伸阻力为11±5 N，占整个延长端牵伸阻力的25%±7%，5周后平均为3±1 N，占整个延长端牵伸阻力的13%±5.2%，两时间点相比相差显著（P<0.01）。［结论］30%胫骨骨干端延长后，腓肠肌牵伸阻力随着延长骨痂的钙化而下降。
【关键词】 肢体延长； 腓肠肌； 牵伸阻力； 肌肉组织结构
骨痂牵伸延长术已是一公认的纠正肢体不等长和填补骨缺损的方法。延长端新生骨痂和软组织在被牵伸延长时产生相当大的力量对抗外延长器施加的延长力量。这一延长对抗力量可以导致关节挛缩或外固定器变形(走形)、延长骨段的畸形和骨折［1］。腓肠肌作为胫骨延长中跨膝和踝两关节的容量及力量最强大的肌肉，在并发症的产生中发挥了很大作用。观测其产生的牵伸阻力在骨痂牵伸期和牵伸后期骨痂钙化的变化提供了研究其特点的一种方法，也为临床的处理提供了新的依据。
1 材料和方法
16只幼年新西兰兔（周龄平均9±0.6周,重量1.4±0.3 kg）在全麻下于左侧胫骨和腓骨联接端下方行胫骨干横向截骨,截骨端上下段各穿入2枚钢针，通过针夹钳固定于一双臂外固定器上。截骨后5 d开始牵引，每天分2次牵引，每次0.4 mm。胫骨起初长度平均82.7 mm，延长其长度的30%（平均24 mm）后停止(图1、2)，动物在笼中自由活动，右侧胫骨作为对照。
测量延长端纵轴向的牵伸或加压力量使用的是一压力测定器，经胫骨延长器的双侧牵引杆分别内置一压力感应器而改装成的（图3），连接于数据显示器上就可显示压力的数据。
其中8只兔子（周龄平均14±0.6周,重量2.4±0.4 kg）在延长结束时测延长端的力量，另外8只（周龄平均19±0.7周,重量2.9±0.5 kg）在延长结束5周后测。所有的测量在动物全麻醉状态下进行，动物取仰卧位，测量中间2枚钢针的距离，以便随后用压力测定器换下胫骨延长外固定器时还能维持原来的延长长度。记录跟腱切断前后的压力，其差异数据就是腓肠肌引起的牵伸阻力。腓肠肌牵伸阻力除以整个牵伸力就是腓肠肌所占的牵伸阻力比例。测量结束后，用过量的巴比妥杀死动物，统计学处理：非配对t检验被用来比较延长结束组和延长结束5周后组之间的差异。
图1 延长结束时双后下肢X线片（略）
图2 延长结束5周后双后下肢X线片 （略）
图3 内置压力感应器的压力测定器（略）
2 结果
总对抗牵伸力由延长结束时的平均44 N显著地（P<0.01）下降至5周后的20 N（表1），腓肠肌对抗牵伸力由延长结束时的平均11 N显著地（P<0.01）下降至5周后的3 N（表1）,腓肠肌所占比例也由延长结束时的平均25%显著地（P<0.01）下降至5周后的13%（表1）。
表1 总对抗牵伸力（N）、腓肠肌对抗牵伸力（N）及所占的比例（略）
3 讨论
许多因素可以影响延长端的对抗牵伸力，包括牵伸骨痂的硬度、跨越延长端肌肉的硬度、肌肉收缩动力学、身体负重等。本实验动物在麻醉状态下测力，所以只有骨痂和肌肉的被动硬度起作用。测量的延长端对抗牵伸力在性质上是被动的，这可以定性地模型化为一个弹簧（代表外固定延长器），被平行地连接到2个平行相连的开氏温标材料（代表牵伸骨痂和周围软组织），这个模型包含着本质的事实是牵伸骨痂和周围软组织是黏弹性的。外固定延长器产生的延长端的牵伸力由牵伸骨痂和周围软组织承担，而外固定延长器则承受着牵伸骨痂和周围软组织引起的对抗牵伸力，牵伸力和对抗牵伸力在幅度上是相等的，但方向相反。
肢体延长端的被动对抗牵伸力是由牵伸骨痂的纤维中间带还是由于软组织所引起存在争议。本试验显示腓肠肌单独引起25%的被动对抗牵伸力，虽然没有测定其他肌肉引起的被动对抗牵伸力，但其他研究已发现在胫骨延长中其他小腿的肌肉所导致的被动对抗牵伸力与腓肠肌相比明显小［2］，所以可以推断由小腿肌肉导致的被动对抗牵伸力不会超过50%，也就是说在骨痂延长期牵伸骨痂所导致的被动对抗牵伸力要强于整个小腿的肌肉。在骨痂钙化期腓肠肌所占的被动对抗牵伸力的比例下降至13%，显示了随着延长骨痂的钙化，钙化的骨痂在对抗牵伸力的产生方面发挥了更主要的作用。
腓肠肌导致的对抗牵伸力在延长结束时为11 N，在延长结束后5周下降为3 N，可能的原因有如下几种：首先延长的肌肉具有黏弹性应力释放的特性，延长结束后应力通过弹性放松而下降；其次延长的肌肉具有再生的功能而逐渐提高了对延长的适应性［3,4］，幼年的肌肉比成年的肌肉具有更加旺盛的再生功能，且新生的肌肉没有去神经化和功能的缺陷［3,4］; 最后是研究证实肌肉在骨痂牵伸延长超过20%后可以出现退变和纤维化［5,6］，这些组织结构的变化可能导致肌肉的硬度的增加［5］，成为肌肉对抗牵伸力量增加的原因，而幼年的肌肉具有修复损伤的功能［3,4］，从而降低了肌肉的硬度，减少了对抗牵伸力。
本试验显示牵伸骨痂是造成对抗牵伸的主要力量，在临床进行肢体延长时需要选择刚度稳定性可靠的外固定器，以防止出现延长骨段的畸形和骨折。总对抗牵伸力由骨痂牵伸期的44 N下降为骨痂钙化期的20 N，外固定器的刚度就要随之调整降低，以防止应力遮挡，通过增加骨痂的应力刺激而有利于骨痂的钙化。腓肠肌在骨痂延长期对抗牵伸的力量比骨痂钙化期显著的大，其临床的意义是在骨痂延长期应加强功能锻炼，如必要可超关节固定和牵伸关节以防止关节挛缩，减少关节的压力，防止关节软骨的损伤。
【参考文献】
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作者单位：北京朝阳区矫形外科医院，100024；英国谢菲尔德大学医学院创伤骨科研究所