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摘要 ：跟骨骨折在临床上较为常见，占跗骨骨折的60%。该疾病治疗较为困难，且患者预后情况较差，需要对患者进行详细检查之后，分析其形态发生的复杂变化，进而制定个性化的治疗方案。近些年来临床中多对其进行骨折分型与治疗方面的研究，生物力学是一门新兴的学科，集中应用了生理体系以及经典力学体系，能够为跟骨骨折的治疗提供一个新的研究方向，进而从另一个角度看待该骨折现象，能够提高患者的愈合效果。本文就将跟骨骨折的生物力学展开综述。
关键词：跟骨骨折;生物力学;应力
【中图分类号】R-02 【文獻标识码】A 【文章编号】2107-2306（2020）02-279-01
一、跟骨骨折的力学机制
跟骨骨折是跗骨骨折中常见的类型，由于该部位形态不规则，且解剖部位复杂，因此手法复位的可能性较小，因此临床上给予其手术治疗。林娟颖，刘晓颖，邢立杰，等[1]研究中显示，跟骨是人体中较为重要的负重骨，保障了人体的正常活动，该部位承受了人体50%的重量，且人体在行走时，该部位承受重量较正常体重的4倍。跟骨发生骨折的原因与高出坠落或者是暴力有关，人体从高出跳落后跟骨先着地，垂直暴力与地面的反作用直接作用与跟骨与距骨，进而会产生一种较强的剪切力，使得其向后或者向下移位，因此跟骨骨折常伴有距骨骨折。许灿，李明清，李康华，等[2]认为距下关节后台阶面与跟骨骨折术后的恢复有着较大的关系，且临床意义已经被力学实验所证实，换而言之跟骨三维形态学的改变，会将踝-后足的生物力学功能破坏。黄诸侯，李俊，陈日齐，等[3]认为，人体从高出跳落时，足跟若着地，则会引起压缩性骨折的发生，跟骨内侧载距与中距下关节面发生轴向劈裂，从而产生“Y”型骨折;舌型骨折则是由于骨折线后支沿着水平方向延伸所致;压缩性骨折是由于骨折线沿着垂直方向走形。有研究指出给予其跟骨骨折的动力学试验中可发现，跟骨骨折承受着轴向均匀冲击时，则应力作用会沿着跟距关节进行传递，因此若在根据最大的英里处发生撞击等，则会导致劈裂装粉碎骨折的发生[4]。
二、生物学力学实验
王成伟[5]在踝关节外侧不稳定功能重建的生物力学研究中，招募了25名研究者，且均为青年男性，平均身高为176厘米，体重为75 kg，研究者身体健康且没有发生过踝关节等骨折，使用128排螺旋CT对其进行影像学检查，检查后的数据进行重建，之后辅助生成医学模型的三角结构，使用有限元软件对其进行分析，证实了踝关节处于600 n处于垂直加载时，距骨以及胫骨的接触 应力为2.78 Mpa。采用模拟人体正常站立下的受力情况，跟骨应力较为均匀，且应力较小，且最大的应力均分布在根据底部，该实验与距骨关节面承受人体大部分体重的实施一致[6]。距下关节不同的应力下有着不同的差别，该研究有利的证明跟骨骨折发生压缩性骨折的原因。在生成三维CAD的研究中模仿了根据大部分缺损的情况，且建立了更具大部骨质缺损的模型，也模拟了相应的治疗模式，结果可知跟骨缺损后移植位较正常的足力大50倍，且髂骨板重建于骨缺损后，稳定性、最大应力、抗变形能力等明显优[7]。
三、跟骨骨折的治疗
跟骨骨折的治疗原则是要将骨折的关节面进行复位，且经跟骨的几何外形进行恢复，将距下关节面以及与三个关节面的正常解剖关系进行恢复，将跟骨的负重力线与其G、B角恢复。治疗该类型骨折有三种方法，其一为非手术治疗，该种方法不利于患者跟骨功能的恢复，且愈合后容易发生畸形，以至于跟骨关节面没有获得复位，进而发生跟骨的增宽或者是缩短，该手术适应于患有严重疾病的患者，且该类患者有手术禁忌症，比如开放性骨折、威胁生命的严重损伤;其二为早期距下关节融合术，该手术方式适用于难以使用手术方法恢复距下关节面平整的情况，也可以适用于骨折时间超过1个月的患者，适用于距下关节面软组织损伤的患者;其三为手术治疗[8]。
四、跟骨骨折后内固定术的生物力学研究
跟骨骨折内固定的适应症为伴有跟骨周围脱位的患者;跟骨粗隆有明显外翻或者是内翻的患者;跟骰骨关节不平整的患者等。该手术的手术指征较宽，由于该类型的骨折属于关节内骨折，恢复对合关系较为重要，因此需要对其生物力学等进行相关研究，以提高手术效果。
沈超，蔡攀，王秀会，等[9]研究中，将跟骨关节骨折的患者分为A、B、C三组（根据骨折后内翻角进行分组），所有患者均给予X线片、CT检查后确认骨折的治疗方案，三组均给予了内固定手术，结果显示影响跟骨骨折术后恢复的因素是跟骨内翻畸形，且聚下关节炎的出现与术后跟骨高度、后关节面塌陷等有关，因此手术的恢复程度、内翻程度与足踝功能不是绝对相关。王凯，徐华[10]研究中将跟骨骨折的患者分为两组，分别给予L型外侧切开术（对照组）以及改良后微创小口内固定术（观察组），研究结果显示给予观察组患者的踝关节功能恢复情况良好，原因与手术切口小，对机体损伤小，另外其方法有利于对跟骨的复位，缩短了手术时间，降低了感染等术后并发症，因此患者术后恢复较快。该手术采用的空心螺纹钉能够增加跟骨的承载力，且将其足弓稳定性增强提高，有效避免了关节面的撞击，缓解了患者术后疼痛程度，也提高了愈合效果。丁玉来[11]研究中给予研究对象微创钢板复位内固定术，经过手术后患者的恢复时间以及疼痛程度均优，且跟踪随访三个月可知，观察组患者的跟骨宽度、高度、Bohler角等均比对照组患者优，原因与微创钢板在术后减少对了软组织的损害有关，且该手术需要将骨折端组织牵拉后进行操作，避免了对骨膜等的影响，避免了神经损伤，也利于术后恢复。 通过对跟骨骨折以及骨折术后内固定术的研究可知，有限元计算等应用于其中有着较好的作用，在为患者制定治疗方案时，可以通过该种方法选择较好的手术方式，能够保证患者达到治疗目的。跟骨骨折属于严重且复杂的创伤，患者运动受限，且疼痛感聚类，通过手术解剖对其进行骨折复位，明显提高了踝關节功能的恢复情况[12]。
总结：
机械力学在患者骨折恢复中有一定的优势，取决于其能够较好的对内固定器械、内固定方法以及生物力学等进行指标的量化，由此可以对骨折内应力进行二维、三维的定量分析，通过模拟跟骨试验，有利于骨折手术的开展，但是该项技术还在不断地研究与实践中，在未来医疗技术上能建成理想且精细的三维有限元模型，会对生物力学研究有一定的促进作用，也能够促进跟骨骨折患者的恢复。
参考文献
[1]林娟颖，晓颖，邢立杰，等.基于有限元法的跟骨生物力学分析[J].医用生物力学，2018，33（01）：37-41.
[2]许灿，李明清，李康华，等.跟骨三维形态学参数与踝后足功能的关系[J].中国组织工程研究，2016，20（46）：6899-6906.
[3]黄诸侯，李俊，陈日齐，等.跟骨三维有限元模型的建立及其骨折发生机制[J].中国骨伤，2012，25（02）：97-101.
[4]黄海晶， 辛景义. 跟骨骨折固定方式与螺钉应力分布特点[J]. 2014， 1（2）：135-140.
[5]王成伟. 踝关节外侧不稳定功能重建的生物力学及临床研究[D].新疆，新疆医科大学，2018.
[6]王剑利， 潘朝晖， 袁勇， 等. 足骨三维有限元模型对足跖骨缺损重建的指导意义[J]. 实用手外科杂志， 2007（01）：8-10.
[7]龙青. 波及跟距关节的跟骨骨折14例治疗观察[J]. 长江大学学报（自科版）， 2016， 13（12）：26-27.
[8]高建国. 跟骨骨折畸形愈合踝关节及距下关节僵硬的相关基础及临床研究[D]. 河北，河北医科大学， 2015.
[9]沈超，蔡攀，王秀会，等.跟骨关节内骨折内固定术后跟骨内翻程度对患者足踝功能影响的临床观察[J].中国骨与关节损伤杂志，2019，34（10）：1114-1115.
[10]王凯，徐华.改良微创小切口切开复位钢板内固定术治疗跟骨骨折患者疗效观察[J].中国处方药，2019，17（10）：178-179.
[11]丁玉来.经跗骨窦小切口复位内固定术治疗跟骨骨折的效果探讨[J].双足与保健，2019，28（20）：167-168.
[12]陈振，程宏涛.微创复位钢板固定术对跟骨骨折患者跟骨功能及并发症发生情况的影响[J].临床医学研究与实践，2019，4（34）： 94-96.
关键词：跟骨骨折;生物力学;应力
【中图分类号】R-02 【文獻标识码】A 【文章编号】2107-2306（2020）02-279-01
一、跟骨骨折的力学机制
跟骨骨折是跗骨骨折中常见的类型，由于该部位形态不规则，且解剖部位复杂，因此手法复位的可能性较小，因此临床上给予其手术治疗。林娟颖，刘晓颖，邢立杰，等[1]研究中显示，跟骨是人体中较为重要的负重骨，保障了人体的正常活动，该部位承受了人体50%的重量，且人体在行走时，该部位承受重量较正常体重的4倍。跟骨发生骨折的原因与高出坠落或者是暴力有关，人体从高出跳落后跟骨先着地，垂直暴力与地面的反作用直接作用与跟骨与距骨，进而会产生一种较强的剪切力，使得其向后或者向下移位，因此跟骨骨折常伴有距骨骨折。许灿，李明清，李康华，等[2]认为距下关节后台阶面与跟骨骨折术后的恢复有着较大的关系，且临床意义已经被力学实验所证实，换而言之跟骨三维形态学的改变，会将踝-后足的生物力学功能破坏。黄诸侯，李俊，陈日齐，等[3]认为，人体从高出跳落时，足跟若着地，则会引起压缩性骨折的发生，跟骨内侧载距与中距下关节面发生轴向劈裂，从而产生“Y”型骨折;舌型骨折则是由于骨折线后支沿着水平方向延伸所致;压缩性骨折是由于骨折线沿着垂直方向走形。有研究指出给予其跟骨骨折的动力学试验中可发现，跟骨骨折承受着轴向均匀冲击时，则应力作用会沿着跟距关节进行传递，因此若在根据最大的英里处发生撞击等，则会导致劈裂装粉碎骨折的发生[4]。
二、生物学力学实验
王成伟[5]在踝关节外侧不稳定功能重建的生物力学研究中，招募了25名研究者，且均为青年男性，平均身高为176厘米，体重为75 kg，研究者身体健康且没有发生过踝关节等骨折，使用128排螺旋CT对其进行影像学检查，检查后的数据进行重建，之后辅助生成医学模型的三角结构，使用有限元软件对其进行分析，证实了踝关节处于600 n处于垂直加载时，距骨以及胫骨的接触 应力为2.78 Mpa。采用模拟人体正常站立下的受力情况，跟骨应力较为均匀，且应力较小，且最大的应力均分布在根据底部，该实验与距骨关节面承受人体大部分体重的实施一致[6]。距下关节不同的应力下有着不同的差别，该研究有利的证明跟骨骨折发生压缩性骨折的原因。在生成三维CAD的研究中模仿了根据大部分缺损的情况，且建立了更具大部骨质缺损的模型，也模拟了相应的治疗模式，结果可知跟骨缺损后移植位较正常的足力大50倍，且髂骨板重建于骨缺损后，稳定性、最大应力、抗变形能力等明显优[7]。
三、跟骨骨折的治疗
跟骨骨折的治疗原则是要将骨折的关节面进行复位，且经跟骨的几何外形进行恢复，将距下关节面以及与三个关节面的正常解剖关系进行恢复，将跟骨的负重力线与其G、B角恢复。治疗该类型骨折有三种方法，其一为非手术治疗，该种方法不利于患者跟骨功能的恢复，且愈合后容易发生畸形，以至于跟骨关节面没有获得复位，进而发生跟骨的增宽或者是缩短，该手术适应于患有严重疾病的患者，且该类患者有手术禁忌症，比如开放性骨折、威胁生命的严重损伤;其二为早期距下关节融合术，该手术方式适用于难以使用手术方法恢复距下关节面平整的情况，也可以适用于骨折时间超过1个月的患者，适用于距下关节面软组织损伤的患者;其三为手术治疗[8]。
四、跟骨骨折后内固定术的生物力学研究
跟骨骨折内固定的适应症为伴有跟骨周围脱位的患者;跟骨粗隆有明显外翻或者是内翻的患者;跟骰骨关节不平整的患者等。该手术的手术指征较宽，由于该类型的骨折属于关节内骨折，恢复对合关系较为重要，因此需要对其生物力学等进行相关研究，以提高手术效果。
沈超，蔡攀，王秀会，等[9]研究中，将跟骨关节骨折的患者分为A、B、C三组（根据骨折后内翻角进行分组），所有患者均给予X线片、CT检查后确认骨折的治疗方案，三组均给予了内固定手术，结果显示影响跟骨骨折术后恢复的因素是跟骨内翻畸形，且聚下关节炎的出现与术后跟骨高度、后关节面塌陷等有关，因此手术的恢复程度、内翻程度与足踝功能不是绝对相关。王凯，徐华[10]研究中将跟骨骨折的患者分为两组，分别给予L型外侧切开术（对照组）以及改良后微创小口内固定术（观察组），研究结果显示给予观察组患者的踝关节功能恢复情况良好，原因与手术切口小，对机体损伤小，另外其方法有利于对跟骨的复位，缩短了手术时间，降低了感染等术后并发症，因此患者术后恢复较快。该手术采用的空心螺纹钉能够增加跟骨的承载力，且将其足弓稳定性增强提高，有效避免了关节面的撞击，缓解了患者术后疼痛程度，也提高了愈合效果。丁玉来[11]研究中给予研究对象微创钢板复位内固定术，经过手术后患者的恢复时间以及疼痛程度均优，且跟踪随访三个月可知，观察组患者的跟骨宽度、高度、Bohler角等均比对照组患者优，原因与微创钢板在术后减少对了软组织的损害有关，且该手术需要将骨折端组织牵拉后进行操作，避免了对骨膜等的影响，避免了神经损伤，也利于术后恢复。 通过对跟骨骨折以及骨折术后内固定术的研究可知，有限元计算等应用于其中有着较好的作用，在为患者制定治疗方案时，可以通过该种方法选择较好的手术方式，能够保证患者达到治疗目的。跟骨骨折属于严重且复杂的创伤，患者运动受限，且疼痛感聚类，通过手术解剖对其进行骨折复位，明显提高了踝關节功能的恢复情况[12]。
总结：
机械力学在患者骨折恢复中有一定的优势，取决于其能够较好的对内固定器械、内固定方法以及生物力学等进行指标的量化，由此可以对骨折内应力进行二维、三维的定量分析，通过模拟跟骨试验，有利于骨折手术的开展，但是该项技术还在不断地研究与实践中，在未来医疗技术上能建成理想且精细的三维有限元模型，会对生物力学研究有一定的促进作用，也能够促进跟骨骨折患者的恢复。
参考文献
[1]林娟颖，晓颖，邢立杰，等.基于有限元法的跟骨生物力学分析[J].医用生物力学，2018，33（01）：37-41.
[2]许灿，李明清，李康华，等.跟骨三维形态学参数与踝后足功能的关系[J].中国组织工程研究，2016，20（46）：6899-6906.
[3]黄诸侯，李俊，陈日齐，等.跟骨三维有限元模型的建立及其骨折发生机制[J].中国骨伤，2012，25（02）：97-101.
[4]黄海晶， 辛景义. 跟骨骨折固定方式与螺钉应力分布特点[J]. 2014， 1（2）：135-140.
[5]王成伟. 踝关节外侧不稳定功能重建的生物力学及临床研究[D].新疆，新疆医科大学，2018.
[6]王剑利， 潘朝晖， 袁勇， 等. 足骨三维有限元模型对足跖骨缺损重建的指导意义[J]. 实用手外科杂志， 2007（01）：8-10.
[7]龙青. 波及跟距关节的跟骨骨折14例治疗观察[J]. 长江大学学报（自科版）， 2016， 13（12）：26-27.
[8]高建国. 跟骨骨折畸形愈合踝关节及距下关节僵硬的相关基础及临床研究[D]. 河北，河北医科大学， 2015.
[9]沈超，蔡攀，王秀会，等.跟骨关节内骨折内固定术后跟骨内翻程度对患者足踝功能影响的临床观察[J].中国骨与关节损伤杂志，2019，34（10）：1114-1115.
[10]王凯，徐华.改良微创小切口切开复位钢板内固定术治疗跟骨骨折患者疗效观察[J].中国处方药，2019，17（10）：178-179.
[11]丁玉来.经跗骨窦小切口复位内固定术治疗跟骨骨折的效果探讨[J].双足与保健，2019，28（20）：167-168.
[12]陈振，程宏涛.微创复位钢板固定术对跟骨骨折患者跟骨功能及并发症发生情况的影响[J].临床医学研究与实践，2019，4（34）： 94-96.