碳纤维定制动态矫形器刚度对步态下肢运动与负荷的影响：一项探索性研究

针对创伤性下肢损伤后疼痛与功能恢复难题，研究者通过对比三种不同刚度碳纤维定制动态矫形器（CDO）对步态生物力学的影响，发现所有CDO均显著降低踝关节运动与功率，且刚度差异对结果影响有限，提示柔性CDO可能更适合以疼痛缓解为主要目标的患者。

　　

论文解读

下肢创伤常导致长期功能障碍和慢性疼痛，尤其是胫骨远端关节内骨折患者易继发创伤后骨关节炎（PTOA）。传统碳纤维定制动态矫形器（Custom Dynamic Orthosis, CDO）多采用高刚度设计以支持剧烈活动，但其对日常步态中疼痛缓解和力学负荷的影响尚不明确。现有研究缺乏对不同刚度CDO的系统比较，而临床实践中需权衡功能恢复与舒适性需求。

为探究CDO刚度对步态参数的影响，研究人员招募7例单侧胫骨pilon骨折康复期患者（平均35.9岁），在无矫形器及三种刚度（柔性/中等/刚性）CDO条件下进行步态分析。通过运动捕捉系统采集关节运动学（kinematics）和动力学（kinetics）数据，并采用测力鞋垫测量后足、中足、前足及全足的峰值力与冲量（force impulse）。

主要结果

1. 关节运动与力学变化
   踝关节成为最敏感靶点：所有CDO均显著降低踝关节活动度与功率输出（p<0.05），其中中等与刚性CDO额外减少步态初期膝关节屈曲角度。这表明CDO通过限制踝关节运动实现力学保护，但可能改变下肢运动链协调模式。

2. 地面反作用力调控
   三种CDO均显著降低内侧-制动方向地面反作用力峰值。特别值得注意的是，柔性CDO与刚性CDO对后足负荷的降低效果相当（效应量>0.8），而所有CDO均能有效减少前足峰值力及冲量，提示不同刚度设计在分散足底压力方面具有共性优势。

3. 刚度效应的有限性
   与预期不同，刚度差异对多数结局指标无显著影响。仅在中足区域观察到刚度梯度效应：中等CDO比柔性CDO更有效降低中足负荷（p=0.032），但刚性CDO未显示进一步改善。

结论与展望
该研究首次系统比较CDO刚度谱系对创伤后步态的影响，挑战了"越僵硬越有效"的传统认知。柔性CDO在保留踝关节功率生成能力（较文献报道的极端刚性设计高18%）的同时，仍能实现关键的力学保护，这为以疼痛管理为首要目标的患者提供了更舒适的选择。研究结果支持CDO临床决策应从单一刚性标准转向个体化刚度匹配，尤其对PTOA高风险人群具有重要指导意义。未来需扩大样本量验证当前发现，并探索CDO刚度与长期预后的关联机制。

（注：原文发表于《Gait》期刊，研究方法涉及运动生物力学标准化测试流程，样本来源于创伤骨科随访患者队列。）