外旋型踝關節(jié)骨折脫位不同內(nèi)固定的生物力學研究.pdf

1、目的:踝關節(jié)是人體負重、行走的重要關節(jié),可以承受約體重5倍的力量。踝關節(jié)骨折脫位在各種骨折中所占比例較高,發(fā)病率占各個關節(jié)內(nèi)骨折的首位,約占全身骨折總數(shù)3.92％[1],隨著社會經(jīng)濟和交通運輸?shù)牟粩喟l(fā)展,踝關節(jié)損傷的患者明顯增多。對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,預計到2030年會增加到3倍[2]。踝關節(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度損傷最為嚴重。外旋型踝關節(jié)骨折是關節(jié)內(nèi)骨折,治療原則是骨折解剖復位,堅強內(nèi)固定,早期進行功能鍛煉,以便更好的恢復踝關節(jié)的功能。因此外旋型Ⅳ度踝關節(jié)骨折脫位需要手術治療。手術方法多種多樣,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。這樣手術入路操作簡單,皮下即是腓骨遠端,外踝骨折部位暴露也十分清楚,脛骨遠端為松質(zhì)骨,后跺僅以兩枚拉力螺釘固定,螺釘抗滑和對骨折加壓效果欠佳,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)生踝關節(jié)創(chuàng)傷性關節(jié)炎。術后常用石膏外固定輔助固定,術后不能早期進行功能鍛煉,造成踝關節(jié)的功能恢復困難。由此看來鋼板固定后踝骨折是一個比較不錯的方法,它可以堅強的固定骨折,便于早期進行功能鍛煉。本實驗將比較拉力螺釘與鋼板固定后踝的效果,對這兩種內(nèi)固定方式的機械性能進行比較,為治療踝關節(jié)骨折脫位提供可靠的生物力學依據(jù)。
　　 方法:
　　 1

4、、收集成人新鮮小腿標本5具,均已肉眼及X線觀察排除標本畸形、退行性變及骨折、腫瘤、結核、炎癥和明顯骨質(zhì)疏松等結構性破壞,并進行骨密度檢查。并將尸體標本標號,便于以后實驗和統(tǒng)計分析。雙層塑料袋密封包裹標本,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、實驗前24小時取出,室溫下自然解凍。首先將5具標本均在脛骨遠端以電鋸造成后踝骨折,骨折線遠端延伸到脛骨遠端關節(jié)面,骨折塊面積大于關節(jié)面

5、的25％;同樣以電鋸造成腓骨遠端骨折,且使骨折塊有明顯移位。模擬累及后踝及外踝的外旋型Ⅳ度踝關節(jié)骨(Fig.8)。
　　 3、將標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,以保持向下加載時受力平衡。同時將遠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,以便于模擬踝關節(jié)的背伸及跖屈位。然后用自制夾具將標本固定在生物力學機上。測試環(huán)境溫度為25℃,濕度為40～60％。
　　 4、依次取出每

6、具標本,首先均以常規(guī)外踝外側切口鋼板固定外踝,拉力螺釘固定后踝的方法固定,然后在中立位、跖屈位時進行垂直壓縮加載實驗(Fig.6),即在10N/S的加載速度下加載至750N,(因為750N相當于75kg,接近人體體重,在預實驗中加載到750N時兩種內(nèi)固定方式下的后踝骨折塊均出現(xiàn)了不同程度的位移)通過標尺測量出各標本后踝骨折塊在750N下的壓縮位移;然后再將每具標本的足踝關節(jié)分別處于旋前、旋后位時內(nèi)旋小腿的抗扭轉實驗(Fig.7),即以1

7、0Nmm/S的速度內(nèi)旋小腿加載至150Nmm,(在預實驗中旋轉實驗時加載到150Nmm時兩種內(nèi)固定方式下的后踝骨塊均出現(xiàn)了不同程度的位移)測出最終后踝骨折端的移位。而后取出內(nèi)固定,以腓骨后側切口鋼板固定后、外踝方法固定,固定后均按照上述方法進行實驗。
　　 結果:生物力學測試結果:在垂直壓縮加載實驗中,加載到750N時,足處于中立位時,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,A組后踝移位為1.2±0.15mm,B組后踝移位為0.8±0.22mm。在扭轉實驗中,加載到150Nmm時,足處于旋前位時A組后踝移位0.9±0.16mm,B組后踝移位為0.6±0.12mm;當使足處于旋后位時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實驗結果經(jīng)t檢驗統(tǒng)計顯示鋼板固定組優(yōu)于拉力螺釘固定組(P＜0.05),有統(tǒng)計學分析