骨水泥螺絲釘技術(shù)在初次TKA中重建脛骨骨缺損的臨床及有限元研究.pdf

1、目的:
　　總結(jié)作者在使用全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)治療嚴(yán)重膝關(guān)節(jié)內(nèi)翻畸形中，應(yīng)用螺絲釘骨水泥技術(shù)重建脛骨平臺骨缺損的臨床經(jīng)驗(yàn)，并應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)方法和有限元方法探討使用螺絲釘數(shù)量與骨缺損嚴(yán)重程度的相關(guān)性。
　　方法:
　　1、臨床及統(tǒng)計學(xué)研究:共納入2009年2月至2015年5月期間34例(40膝)接受TKA治療的患者，術(shù)中應(yīng)用螺絲釘骨水泥技術(shù)重建脛骨平臺內(nèi)側(cè)骨缺損，其中男性8例(8膝)、女性26例(32膝)，年齡55-82歲，平均6

2、5±7.25歲。每例膝關(guān)節(jié)使用的螺絲釘數(shù)為1～6枚，平均每例2±1.25枚，其中有2例結(jié)合使用了延長桿(分別使用4、5枚螺絲釘)。分別測量計算每例患者脛骨平臺骨缺損面積百分比、骨缺損的深度并記錄使用螺絲釘數(shù)量，經(jīng)過統(tǒng)計學(xué)分析，探討脛骨平臺不同缺損百分比與使用螺絲釘數(shù)量的關(guān)系，同時分析骨缺損深度對使用螺絲釘數(shù)量的影響。
　　2、有限元分析:使用軟件Mimics11共構(gòu)建7個模型。6個使用螺絲釘骨水泥技術(shù)修補(bǔ)的脛骨平臺有限元模型:3個

3、缺損面積百分比為12％、深度為12mm的模型，分別使用1枚垂直擰入螺絲釘、1枚斜形螺絲釘和2枚垂直螺絲釘結(jié)合骨水泥修補(bǔ);3個缺損面積百分比為20％、深度為15mm的模型，分別使用1枚、2枚和3枚垂直擰入螺絲釘結(jié)合骨水泥修補(bǔ)。1個單純使用骨水泥修補(bǔ)的缺損面積百分比12％、深度12mm的模型作為對照。施加作用于脛骨平臺的力后，通過有限元分析，測量特定位置與假體及修補(bǔ)物接觸的松質(zhì)骨表面的應(yīng)力，將測量的應(yīng)力與導(dǎo)致松質(zhì)骨塌陷的應(yīng)力臨界值，以及與導(dǎo)

4、致應(yīng)力遮擋的應(yīng)力臨界值比較，并比較不同模型同一位置應(yīng)力的大小，分析兩種不同缺損使用螺絲釘?shù)淖罴褦?shù)量和擰入角度。
　　結(jié)果:
　　1、臨床及統(tǒng)計學(xué)研究:(1)所有患者均獲隨訪，時間1～72個月，平均24個月。術(shù)前HSS評分43.33±6.11分(32～51分)改善為術(shù)后(92.15±4.64)分(83～96分)，各單項評分包括疼痛、功能、活動度、肌力、屈曲畸形及穩(wěn)定性均較術(shù)前明顯提高。所有患者均獲得穩(wěn)定且力線正常的膝關(guān)節(jié)，脛股

5、角由術(shù)前167°±6.39°(151°～177°)改善為術(shù)后175°±2.69°°(167°～180°)，脛骨角由術(shù)前78.09°±4.51°(68°～87°)改善為術(shù)后88.75°±1.24°(86°～90°)。(2)骨缺損面積百分比(area)和骨缺損深度(depth)在擬合的Ologistic模型中與使用螺絲釘數(shù)量之間的關(guān)系具有顯著統(tǒng)計意義，且二者存在線性相關(guān):在直角坐標(biāo)系中(X軸表示缺損深度，Y軸表示缺損面積百分比)，直線Y1=

6、-0.0141X1+0.2299上的點(diǎn)對應(yīng)的缺損深度和面積百分比使用1枚或2枚螺絲釘?shù)母怕氏嗤?，直線Y2=-0.0141X2+0.374的點(diǎn)所對應(yīng)的缺損深度和面積百分比使用2枚或3枚螺絲釘?shù)母怕氏嗤?br>　　2、有限元分析:(1)與單純骨水泥技術(shù)相比，使用螺絲釘結(jié)合骨水泥技術(shù)修補(bǔ)缺損時，松質(zhì)骨與骨水泥交界的應(yīng)力明顯減小10％;與使用1枚斜形螺絲釘結(jié)合骨水泥修補(bǔ)缺損相比，使用1枚垂直螺絲釘結(jié)合骨水泥修補(bǔ)缺損(面積12％,深度12mm)

7、，缺損處松質(zhì)骨表面的應(yīng)力減小20％(缺損前方減少26％，后方減少5％，內(nèi)側(cè)減少31％，外側(cè)減少19％);(2)在不因應(yīng)力遮擋導(dǎo)致骨吸收的前提下，缺損面積百分比12％，深度12mm的骨缺損使用1枚螺釘穩(wěn)定性最佳;缺損面積百分比20％,深度15mm骨缺損使用2枚螺釘穩(wěn)定性最佳。
　　結(jié)論:
　　1.臨床及統(tǒng)計學(xué)研究(1)螺釘加強(qiáng)骨水泥技術(shù)是一種簡便、安全、有效的處理脛骨內(nèi)側(cè)平臺骨缺損的方法，文獻(xiàn)報道長期效果良好，本研究中目前中短

8、期效果優(yōu)良;(2)臨床實(shí)踐中可利用缺損嚴(yán)重程度與使用螺絲釘數(shù)量的相關(guān)性直角坐標(biāo)圖，根據(jù)術(shù)中測量的缺損面積百分比和深度，可得到推薦使用的螺絲釘數(shù)，對臨床工作起指導(dǎo)作用。
　　2.有限元分析:(1)與單純骨水泥技術(shù)相比，使用螺絲釘結(jié)合骨水泥技術(shù)修補(bǔ)缺損時，不論螺絲釘垂直擰入或者斜形擰入，均能使與骨水泥交界的松質(zhì)骨表面應(yīng)力明顯減小，減少松質(zhì)骨塌陷的可能性，從力學(xué)的角度講骨水泥螺絲釘技術(shù)優(yōu)于單純骨水泥技術(shù)，對于缺損面積稍大的深度小于5mm