外旋型踝關(guān)節(jié)骨折脫位不同內(nèi)固定的生物力學(xué)研究.pdf

1、目的:踝關(guān)節(jié)是人體負(fù)重、行走的重要關(guān)節(jié),可以承受約體重5倍的力量。踝關(guān)節(jié)骨折脫位在各種骨折中所占比例較高,發(fā)病率占各個(gè)關(guān)節(jié)內(nèi)骨折的首位,約占全身骨折總數(shù)3.92％[1],隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和交通運(yùn)輸?shù)牟粩喟l(fā)展,踝關(guān)節(jié)損傷的患者明顯增多。對(duì)同一人群的隨訪顯示,這類骨折的發(fā)病率升高到2000年的174/10萬,預(yù)計(jì)到2030年會(huì)增加到3倍[2]。踝關(guān)節(jié)骨折脫位的分型也是多種多樣的,而最常見的類型為外旋型骨折,分為旋前外旋型骨折(Fig.1)和旋后

2、外旋型骨折(Fig.2),其中Ⅳ度損傷最為嚴(yán)重。外旋型踝關(guān)節(jié)骨折是關(guān)節(jié)內(nèi)骨折,治療原則是骨折解剖復(fù)位,堅(jiān)強(qiáng)內(nèi)固定,早期進(jìn)行功能鍛煉,以便更好的恢復(fù)踝關(guān)節(jié)的功能。因此外旋型Ⅳ度踝關(guān)節(jié)骨折脫位需要手術(shù)治療。手術(shù)方法多種多樣,常規(guī)內(nèi)固定方式為鋼板固定外踝骨折,以兩枚拉力螺釘閉合固定后踝骨折。這樣手術(shù)入路操作簡(jiǎn)單,皮下即是腓骨遠(yuǎn)端,外踝骨折部位暴露也十分清楚,脛骨遠(yuǎn)端為松質(zhì)骨,后跺僅以兩枚拉力螺釘固定,螺釘抗滑和對(duì)骨折加壓效果欠佳,容易發(fā)生后踩

3、骨折塊移位,距骨容易向后脫位,從而在踝穴內(nèi)失去穩(wěn)定性,單位面積的壓力明顯增加,極易發(fā)生踝關(guān)節(jié)創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎。術(shù)后常用石膏外固定輔助固定,術(shù)后不能早期進(jìn)行功能鍛煉,造成踝關(guān)節(jié)的功能恢復(fù)困難。由此看來鋼板固定后踝骨折是一個(gè)比較不錯(cuò)的方法,它可以堅(jiān)強(qiáng)的固定骨折,便于早期進(jìn)行功能鍛煉。本實(shí)驗(yàn)將比較拉力螺釘與鋼板固定后踝的效果,對(duì)這兩種內(nèi)固定方式的機(jī)械性能進(jìn)行比較,為治療踝關(guān)節(jié)骨折脫位提供可靠的生物力學(xué)依據(jù)。
　　 方法:
　　 1

4、、收集成人新鮮小腿標(biāo)本5具,均已肉眼及X線觀察排除標(biāo)本畸形、退行性變及骨折、腫瘤、結(jié)核、炎癥和明顯骨質(zhì)疏松等結(jié)構(gòu)性破壞,并進(jìn)行骨密度檢查。并將尸體標(biāo)本標(biāo)號(hào),便于以后實(shí)驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)分析。雙層塑料袋密封包裹標(biāo)本,置于-20℃深低溫冷凍冰柜中保存,在此溫度下保存,骨和韌帶的生物特性沒有明顯改變。
　　 2、實(shí)驗(yàn)前24小時(shí)取出,室溫下自然解凍。首先將5具標(biāo)本均在脛骨遠(yuǎn)端以電鋸造成后踝骨折,骨折線遠(yuǎn)端延伸到脛骨遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)面,骨折塊面積大于關(guān)節(jié)面

5、的25％;同樣以電鋸造成腓骨遠(yuǎn)端骨折,且使骨折塊有明顯移位。模擬累及后踝及外踝的外旋型Ⅳ度踝關(guān)節(jié)骨(Fig.8)。
　　 3、將標(biāo)本近端用聚甲基丙烯酸甲酯包埋處理,包埋盒與脛腓骨垂直,以保持向下加載時(shí)受力平衡。同時(shí)將遠(yuǎn)端用聚甲基丙烯酸甲脂包埋于一自制鐵質(zhì)托盤中,該托盤柄部中段可改變方向,以便于模擬踝關(guān)節(jié)的背伸及跖屈位。然后用自制夾具將標(biāo)本固定在生物力學(xué)機(jī)上。測(cè)試環(huán)境溫度為25℃,濕度為40～60％。
　　 4、依次取出每

6、具標(biāo)本,首先均以常規(guī)外踝外側(cè)切口鋼板固定外踝,拉力螺釘固定后踝的方法固定,然后在中立位、跖屈位時(shí)進(jìn)行垂直壓縮加載實(shí)驗(yàn)(Fig.6),即在10N/S的加載速度下加載至750N,(因?yàn)?50N相當(dāng)于75kg,接近人體體重,在預(yù)實(shí)驗(yàn)中加載到750N時(shí)兩種內(nèi)固定方式下的后踝骨折塊均出現(xiàn)了不同程度的位移)通過標(biāo)尺測(cè)量出各標(biāo)本后踝骨折塊在750N下的壓縮位移;然后再將每具標(biāo)本的足踝關(guān)節(jié)分別處于旋前、旋后位時(shí)內(nèi)旋小腿的抗扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)(Fig.7),即以1

7、0Nmm/S的速度內(nèi)旋小腿加載至150Nmm,(在預(yù)實(shí)驗(yàn)中旋轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)時(shí)加載到150Nmm時(shí)兩種內(nèi)固定方式下的后踝骨塊均出現(xiàn)了不同程度的位移)測(cè)出最終后踝骨折端的移位。而后取出內(nèi)固定,以腓骨后側(cè)切口鋼板固定后、外踝方法固定,固定后均按照上述方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
　　 結(jié)果:生物力學(xué)測(cè)試結(jié)果:在垂直壓縮加載實(shí)驗(yàn)中,加載到750N時(shí),足處于中立位時(shí),A組(以4mm拉力螺釘固定后踝骨塊)后踝移位為1.1±0.20mm,B組(鋼板固定后踝骨塊)后

8、踝移位為0.6±0.17mm;足處于跖屈位時(shí),A組后踝移位為1.2±0.15mm,B組后踝移位為0.8±0.22mm。在扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)中,加載到150Nmm時(shí),足處于旋前位時(shí)A組后踝移位0.9±0.16mm,B組后踝移位為0.6±0.12mm;當(dāng)使足處于旋后位時(shí)A組后踝移位為1.0±0.14mm,B組后踝移位為0.7±0.16mm。這兩組不同內(nèi)固定方法的生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果經(jīng)t檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)顯示鋼板固定組優(yōu)于拉力螺釘固定組(P＜0.05),有統(tǒng)計(jì)學(xué)分析