形狀記憶合金於手部創傷後關節僵硬復健之應用

焦鈺婷、許絜翔、謝式洲、徐秀雲、郭立杰

手指僵硬是手部外傷個案的重要主訴之一，臨床上不乏聽到個案抱怨在治療室做被動關節運動的當下很有效，但回家後效果難以延續。手指僵硬是手部外傷最常見的併發症之一，也有文獻指出手指僵硬是最難處理的併發症之一（Shirzad Houshian, 2013; Yang G, 2014; Gajendran VK, 2015; Lutsky KF, 2016）。目前臨床以預防僵硬為首要準則，採用方法如：適當擺位、早期運動等。

然而，由於手部關節的複雜性及損傷的多樣性等原因，手指僵硬仍是臨床一大問題。現今因應手指僵硬之處置方法包含：1）非手術介入；2）手術介入。非手術介入，如：動態副木、靜態系列副木及石膏（圖一）等；此外，其他方式，如：超音波、熱療和被動關節運動也對改善僵硬有幫助。手術介入則包含：肌腱鬆解術、背側囊切開術、掌側囊切除術及外固定（圖二）等。過去研究指出以上處置方法具有一定程度的有效性，但這些在執行上仍有些限制，如：動態副木體積大；靜態系列副木及石膏需更換材料；手術價格昂貴且有感染風險等。

圖一、非手術介入：動態副木、靜態系列副木及石膏

（圖片引用自：Kaplan FT. The stiff finger. Hand Clin. 2010 May;26(2):191-204.）

圖二、屈曲及伸直矯正之外固定示意圖

（圖片引用自：Houshian S, Jing SS, Chikkamuniyappa C, Kazemian GH, Emami-Moghaddam-Tehrani M. Management of posttraumatic proximal interphalangeal joint contracture. J Hand Surg Am. 2013 Aug;38(8):1651-8.）

形狀記憶合金是一種能在特定相變溫度下加熱後恢復到原始尺寸形狀的材料。此材料可以透過採用不同的金屬組合來改變彈性、活化溫度等特性。形狀記憶合金的其他優勢包含：1）不易腐蝕；2）具有相對較低的彈性係數，因此有較佳的彈性；3）具有生物相容性，在人體中不易引起不良反應；4）體積小、重量輕，且不佔大量空間即可達到一定的作用力；5）作用過程牽涉到兩相體間的變化，與熱力學的平衡有關，故回復力不會因為時間而改變，因此能夠提供持續相同的應力。由於特殊的記憶特性以及以上優勢，形狀記憶合金已廣泛地在航空、國防、能源、交通、生物醫學和日常生活等眾多領域中有實際應用。

近年來，陸續有研究團隊將形狀記憶合金引進手部復健中。本研究團隊將探究形狀記憶合金的機械性質及手指僵硬的臨床需求。透過簡單設計的設備，應用形狀記憶合金的特性，期望延續手部外傷個案在治療室的治療效果，並改善手指僵硬的處理困難之現況。

參考文獻

1. Gajendran VK, Gajendran VK, Malone KJ. Management of complications with hand fractures. Hand Clin. 2015 May;31(2):165-77.
2. Houshian S, Jing SS, Chikkamuniyappa C, Kazemian GH, Emami-Moghaddam-Tehrani M. Management of posttraumatic proximal interphalangeal joint contracture. J Hand Surg Am. 2013 Aug;38(8):1651-8.
3. Kaplan FT. The stiff finger. Hand Clin. 2010 May;26(2):191-204.
4. Lutsky KF, Matzon JL, Dwyer J, Kim N, Beredjiklian PK. Results of Operative Intervention for Finger Stiffness After Fractures of the Hand. Hand (N Y). 2016 Sep;11(3):341-346.
5. Yang G, McGlinn EP, Chung KC. Management of the stiff finger: evidence and outcomes. Clin Plast Surg. 2014 Jul;41(3):501-12.
6. Lutsky KF, Matzon JL, Dwyer J, Kim N, Beredjiklian PK. Results of Operative Intervention for Finger Stiffness After Fractures of the Hand. Hand (N Y). 2016 Sep;11(3):341-346.

作者資訊

焦鈺婷 成大職能治療研究所 碩一生 (職能治療師)

許絜翔 成大職能治療學系 博士後研究員

謝式洲 成大整形外科 教授

徐秀雲 成大復健部 教授

郭立杰 成大職能治療學系/生物醫學工程系 教授