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攀岩运动中钩骨损伤风险高,然其骨折发病机制尚不明确。本研究通过生物力学实验,以新鲜冷冻人体前臂为标本,模拟肌腱张力负荷,发现屈肌腱张力可能导致钩骨骨折,为临床诊断及运动防护提供重要依据。
在攀岩运动日益风靡的当下,其带来的运动损伤问题也逐渐受到关注。尤其是抱石运动中,运动员手腕尺侧疼痛甚至钩骨骨折的案例频发。据统计,超过 75% 的攀岩运动员存在上肢过度使用损伤迹象,其中 60% 涉及腕关节和手指关节。此前研究虽发现高强度训练与腕部骨骼水肿、钩骨骨折存在关联,但钩骨骨折在攀岩中的具体发病机制却一直未被阐明。传统观点认为钩骨骨折多由直接撞击或间接肌肉韧带牵拉引起,但在攀岩特有的 “侧向下扣”(side undercling)姿势中,手腕处于旋后和尺偏状态,此时钩骨作为手指屈肌腱的转向滑轮,承受着来自肌腱的高接触压力,这种反复应力是否会导致微创伤进而引发骨折,亟待科学验证。为了填补这一研究空白,来自相关研究机构的科研团队开展了钩骨在屈肌腱张力下的生物力学稳定性研究,试图揭示攀岩中钩骨骨折的潜在机制,该研究成果发表在《Clinical Biomechanics》。
研究人员选用 20 例新鲜冷冻的未固定人体左前臂标本,分为两个测试系列。第一系列将标本置于尺偏位,模拟攀岩中的下扣手势,对屈肌腱施加张力;第二系列则用钢缆替代屈肌腱,沿解剖路径施加张力,以排除肌腱本身强度的干扰。实验借助改装的等速测试装置(isokinet)控制加载力,通过计算机断层扫描(CT)检测钩骨骨折情况,并利用生物力学公式计算作用于钩骨的力(Fx = Ftensile?cosα,其中 α 为肌腱或钢缆与钩骨的偏转角度)。
3.1 “肌腱牵拉” 测试系列(第一测试系列)
对 10 例标本的无名指(RFT)和小指(LFT)屈肌腱施加张力,结果显示 RFT 的最大平均力为 350.9 N(35.8 kg),LFT 为 310.5 N(31.7 kg),传递至钩骨的力约为肌腱受力的 70%。实验终止原因主要为 LFT 肌腱断裂(4 例)和缝合处破裂(4 例),未观察到钩骨骨折。这表明在真实肌腱条件下,肌腱本身的强度限制先于钩骨骨折发生,可能与标本来源(平均年龄 70 岁)的肌腱退化有关,且未模拟攀岩者肌腱肥大的生理特征。
3.2 “模拟肌腱牵拉” 测试系列(第二测试系列)
用钢缆替代肌腱的 10 例标本中,平均最大加载力达 1029.4 N(105 kg),计算得出钩骨受力平均 720.6 N(73.5 kg)。其中 2 例在加载过程中发生钩骨骨折,骨折时的平均力为 1008.30 N(102.8 kg),对应钩骨受力 705.8 N(72 kg)。其余 7 例未达骨折阈值,终止原因为钢缆断裂或电机最大载荷。该结果证实,当肌腱张力通过高强度钢缆传递时,钩骨可因单次高负荷而骨折,提示攀岩中偶发的高强度动作可能直接导致骨折,而非仅由重复性微创伤累积所致。
研究表明,屈肌腱张力确实可能导致钩骨骨折,尤其是在攀岩的特定姿势下,钩骨作为屈肌腱的转向支点,承受的高张力可突破骨骼强度极限。这一发现首次从生物力学角度验证了攀岩中钩骨骨折的间接应力机制,补充了传统直接撞击和肌肉牵拉理论。临床层面,对于腕部尺侧疼痛且有攀岩史的患者,需警惕钩骨骨折可能,及时通过 CT 等影像学检查确诊,以便尽早开展手术或保守治疗。运动防护方面,建议根据运动员年龄和能力调整训练强度,避免过度负荷,并加强对攀岩教练和运动员的损伤机制教育,以降低钩骨骨折风险。尽管研究使用老年标本可能存在骨骼脆性偏差,且未完全模拟活体肌肉协同作用,但仍为攀岩运动医学提供了关键的理论依据,为后续深入研究活体力学奠定了基础。