《JSES Reviews, Reports, and Techniques》:Are There Biomechanical Differences in Repair Technique for Lesser Tuberosity Osteotomy with Stemless Total Shoulder Arthroplasty?
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背景:全肩关节置换术(Total Shoulder Arthroplasty, TSA)已成为治疗晚期肩关节骨关节炎的手段,无柄假体(stemless implant)因减少应力遮挡及带柄假体相关并发症而日益普及。然而,无柄TSA中经小结节截骨术(Lesser
背景:全肩关节置换术(Total Shoulder Arthroplasty, TSA)已成为治疗晚期肩关节骨关节炎的手段,无柄假体(stemless implant)因减少应力遮挡及带柄假体相关并发症而日益普及。然而,无柄TSA中经小结节截骨术(Lesser Tuberosity Osteotomy, LTO)处理肩胛下肌(subscapularis)后的最佳修复方式尚待明确。本研究评估无柄TSA背景下LTO修复的两种技术的生物力学性能——骨隧道穿骨修复(bone tunneling)与缝线锚钉修复(suture anchors)。方法:取6具尸体标本共10侧肩关节(男3女3;年龄58–93岁),分配至骨隧道组或缝线锚钉组。行循环加载测试后行渐进式负荷至失效(load-to-failure)协议。观察指标包括循环加载期间修复间隙(repair gapping)、初始修复刚度(取前3000循环中10个循环的平均正割刚度secant stiffness)、失效循环数、修复位移(displacement of repair)及失效载荷(load to failure)。结果:使用尸体平均年龄为90.2±14.7岁。两组间平均失效载荷相近,失效等效循环数(cycles to failure)几乎相同(p=0.86–1.00)。循环加载下修复间隙无显著差异(p=0.42)。初始修复刚度呈边缘差异(p=0.07),隧道组较高(62.5±13.9 N/mm)而锚钉组较低(46.0±10.6 N/mm)。修复位移亦呈边缘趋势(p=0.099),隧道组位移更大(41.4±17.3 mm)而锚钉组较小(23.0±13.1 mm)。结论:本研究表明两种技术在LTO修复的尸体模型中部生物力学结局相当,值得进一步探讨。作为试点研究(pilot project),本研究为未来扩大样本验证上述初步结果、深化理解LTO修复技术奠定基础。
论文解读:无柄全肩关节置换术中采用小结节截骨术(Lesser Tuberosity Osteotomy, LTO)修复肩胛下肌的骨隧道与缝线锚钉技术生物力学比较
研究背景与目的
全肩关节置换术(Total Shoulder Arthroplasty, TSA)是治疗原发性肩关节骨关节炎等退行性疾病的常规手段。传统带柄假体(stemmed implant)存在应力遮挡(stress shielding)、骨量丢失、围手术期假体周围骨折及组件位置不良等风险,促使无柄全肩关节置换术(stemless TSA)的发展。已有研究显示无柄TSA在患者预后、并发症及假体生存率和带柄TSA相当。手术入路中肩胛下肌(subscapularis)的处理方式包括肩胛下肌肌腱切断术(subscapularis tenotomy)、小结节截骨术(Lesser Tuberosity Osteotomy, LTO)及肩胛下肌剥离(subscapularis peel),其中LTO被认为具有更好的力学强度及愈合率,但既往关于LTO修复技术的生物力学比较多局限于带柄TSA。Werner等人虽评估了无柄TSA中tenotomy与peel的生物力学,但无柄TSA背景下LTO不同修复固定方式的比较研究仍匮乏。因此,研究人员旨在阐明无柄TSA中LTO两种固定方式——骨隧道穿骨修复(transosseous bone tunnel repair)与无结缝线锚钉修复(knotless anchor-based repair)——的生物力学差异,为优化肩胛下肌修复技术提供依据。本文发表于《JSES Reviews, Reports, and Techniques》。
主要研究方法概述
研究人员获取6具人类尸体标本(3男3女,年龄58–93岁)共10侧肩关节,排除既往肩袖手术史者。每侧标本保留肱骨及附着肩胛下肌,去除皮肤、三角肌、胸大肌后将肩袖从肩胛骨锐性剥离并切除肩胛骨,打开旋转间隙并离断肱二头肌长头腱(long head of biceps)。所有标本行标准LTO(起于肱二头肌沟外侧,薄层截骨厚3–4 mm)及解剖颈肱骨头截骨后,按配对分配入两组(各5例):骨隧道穿骨修复组(Tunnel组,于肱骨近端钻两枚骨隧道,以No. 2 FiberWire双股缝线穿过隧道并贯穿肩胛下肌深面至浅面,以Nice结固定)和无结缝线锚钉修复组(Anchor组,于小结节内侧置入两枚全缝线锚钉Iconix,缝线贯穿肩胛下肌后以无结外侧排锚Omega固定)。安装无柄肱骨假体底座后,肱骨干截断并于距修复中心约4.5 cm处用汽车腻子(Bondo)包埋于PVC管中固化。标本在材料试验机上以低温夹具固定肩胛下肌(与肱骨干成90°),施加预载荷消除肌腱卷曲后先行3000次正弦波循环加载(75±50 N,1 Hz),记录血管夹间距离计算修复间隙(repair gapping);再逐级递增中心载荷(每次增25 N,±50 N振幅,每级300循环)直至构造失效,记录初始刚度(前3000循环中10个循环的平均正割刚度secant stiffness)、75 N等效失效循环数(Palmgren-Miner线性累积损伤模型换算)、失效时位移(extension to failure)及失效载荷(load at failure),组间比较采用Student's t检验(α=0.05)。
研究结果
RESULTS(结果)
两组各2例标本未能通过初始3000次循环加载(隧道组分别于652和2771循环失效,锚钉组分别于65和897循环失效),其修复间隙未纳入统计。其余存活标本数据分析显示:修复间隙(隧道组6.1±9.4 mm vs锚钉组13.8±11.3 mm,p=0.42)、75 N等效失效循环数(隧道组3694±2107 vs锚钉组3376±3334,p=0.86)、失效载荷(两组均为140 N,p=1.00)均无统计学差异。初始修复刚度隧道组高于锚钉组(62.5±13.9 N/mm vs 46.0±10.6 N/mm,p=0.07),呈边缘显著性趋势;失效时位移隧道组大于锚钉组(41.4±17.3 mm vs 23.0±13.1 mm,p=0.099),亦呈边缘趋势。样本量估算提示若每组扩至9–11例可能检测出上述趋势的统计学意义。
讨论与结论(翻译自DISCUSSION与CONCLUSION)
目前对于TSA中肩胛下肌显露与修复的最佳方式尚无共识,虽有证据显示LTO较tenotomy具有更高强度及良好临床结果,但LTO不同修复固定方式的比较研究有限。本研究首次在无柄TSA背景下比较LTO的骨隧道穿骨修复与缝线锚钉修复,发现两者在尸体模型中生物力学结局相当——循环加载间隙、失效循环数及失效载荷均无显著差异。骨隧道组初始刚度较高(p=0.07边缘趋势),提示穿骨修复可能提供初期更刚性的固定以抵抗早期移位力;但隧道组失效位移也偏大(p=0.099边缘趋势),提示尽管初始较刚,未必转化为循环载荷下更小的间隙形成。两种技术均可作为无柄TSA中LTO修复的可行选项,锚钉修复可能在手术效率与可重复性上具有优势。作为试点研究受限于样本量(n=10)及尸体高龄(均值90.2岁,骨密度与肌腱质量存在年龄相关改变)、非配对标本潜在抽样偏倚及缺乏体内生物学愈合过程,未来需更大样本、考虑骨质量影响及开展临床研究明确长期功能影响。结论为:本研究提供初步证据表明骨隧道与缝线锚钉技术均为无柄TSA中LTO修复的可行选择,二者无统计学显著的生物力学差异;趋势提示骨隧道或可提供更大初始刚度,而锚钉修复或可减少位移。鉴于肩胛下肌愈合与功能对TSA疗效的临床意义,需进一步大样本及临床随访研究以优化LTO修复技术选择。