雙頭空心加壓螺釘固定前交叉韌帶脛骨止點(diǎn)撕脫骨折的生物力學(xué)研究.pdf

1、目的：前交叉韌帶（anterior cruciate ligament,ACL）脛骨止點(diǎn)撕脫骨折是臨床常見的關(guān)節(jié)內(nèi)骨折之一，若明顯移位者采用非手術(shù)治療易造成骨折不愈合、ACL松弛，影響膝關(guān)節(jié)功能。因此多數(shù)學(xué)者主張移位骨折塊的解剖復(fù)位及堅(jiān)強(qiáng)內(nèi)固定，以恢復(fù) ACL的生物力學(xué)功能。目前處理 ACL脛骨止點(diǎn)撕脫骨折的金標(biāo)準(zhǔn)是關(guān)節(jié)鏡下復(fù)位內(nèi)固定術(shù)，關(guān)節(jié)鏡手術(shù)因創(chuàng)傷小，恢復(fù)快，并發(fā)癥少，而取代了傳統(tǒng)的開放手術(shù)，但采用何種固定方式仍存在爭議。目前有大

2、量文獻(xiàn)描述了關(guān)節(jié)鏡下不同方法固定ACL脛骨止點(diǎn)撕脫骨折，其中常用的固定材料有空心拉力螺釘、縫線、帶線錨釘、張力帶鋼絲、紐扣鋼板等。針對常見的Ⅱ、Ⅲ型（Meyers-McKeever-Zaricanyj分型）ACL脛骨止點(diǎn)撕脫骨折，關(guān)節(jié)鏡下復(fù)位空心拉力螺釘及縫線內(nèi)固定是常用的兩種方式。研究發(fā)現(xiàn)，縫線固定因不考慮骨折塊的形狀及大小，可用于Ⅲ、Ⅳ型骨折的治療。它的優(yōu)點(diǎn)是不易造成骨折塊的再次破裂，不用二次手術(shù)取出縫線；缺點(diǎn)是手術(shù)技術(shù)要求較高，手

3、術(shù)時間相對較長，術(shù)后支具固定時間長，易造成膝關(guān)節(jié)僵直、活動受限以及肌肉萎縮等并發(fā)癥?？p線對ACL實(shí)質(zhì)部有切割作用，可造成ACL損傷，影響膝關(guān)節(jié)功能?？p線長期存留于關(guān)節(jié)腔及組織內(nèi)，可能會發(fā)生縫線反應(yīng)，致關(guān)節(jié)炎癥及疼痛等癥狀?？p線穿過兒童骺板時，可造成生長受限。有報(bào)道顯示，可吸收空心拉力螺釘固定也取得了滿意的效果。它的突出優(yōu)點(diǎn)是由生物可吸收材料制成，術(shù)后無需二次手術(shù)取出內(nèi)固定物，但其最小直徑為4.5mm，不適合較小骨折塊的固定，也易出現(xiàn)固定

4、骨折塊的碎裂。另外臨床使用中發(fā)現(xiàn)可吸收空心拉力螺釘在吸收的過程中常出現(xiàn)螺帽與螺干連接處斷裂，螺帽會游離于關(guān)節(jié)腔，從而形成游離體，易導(dǎo)致關(guān)節(jié)軟骨破壞，關(guān)節(jié)疼痛及活動受限等癥狀。臨床研究發(fā)現(xiàn)，金屬空心拉力螺釘固定也取得了滿意的療效，但仍有缺陷，比如：①、螺帽突出于關(guān)節(jié)腔，易造成髁間窩撞擊，破壞股骨內(nèi)外髁軟骨面，最終導(dǎo)致骨關(guān)節(jié)炎；②、固定把持力不足，螺紋和骨道之間易發(fā)生松動，以致螺釘松動，內(nèi)固定失效，骨折不愈合；③、擰入力量過大，易導(dǎo)致骨折塊

5、碎裂。雙頭空心加壓螺釘在臨床中常用于創(chuàng)傷骨折的固定，固定牢靠，它的螺帽帶有螺紋，可擰入骨質(zhì)內(nèi)，避免對鄰近關(guān)節(jié)的撞擊，它是雙螺紋結(jié)構(gòu)，固定ACL脛骨止點(diǎn)撕脫骨折時，固定力量可能強(qiáng)于空心拉力螺釘及縫線，且查閱文獻(xiàn)，未見報(bào)道雙頭空心加壓螺釘用于固定ACL脛骨止點(diǎn)撕脫骨折的生物力學(xué)分析，故我們假設(shè)雙頭空心加壓螺釘固定ACL脛骨止點(diǎn)撕脫骨折的生物力學(xué)強(qiáng)度不差于空心拉力螺釘及縫線固定，并且雙頭空心加壓螺釘?shù)穆菝甭袢牍钦蹓K內(nèi)，可避免髁間窩撞擊等并發(fā)癥

6、的發(fā)生。因此本研究擬通過雙頭空心加壓螺釘、空心拉力螺釘和縫線固定ACL脛骨止點(diǎn)撕脫骨折的生物力學(xué)比較，以評估雙頭空心加壓螺釘固定ACL脛骨止點(diǎn)撕脫骨折的生物力學(xué)特性，為臨床使用雙頭空心加壓螺釘固定ACL脛骨止點(diǎn)撕脫骨折提供理論依據(jù)。
　　方法：選擇1歲左右，體重約100Kg的成年豬膝關(guān)節(jié)30例。按隨機(jī)數(shù)字表法將30例標(biāo)本分為三組，分別對應(yīng)雙頭空心加壓螺釘組（A組）、空心拉力螺釘組（B組）以及縫線組（C組），每組10例膝關(guān)節(jié)樣本。用

7、線鋸在豬膝關(guān)節(jié)上下各10cm處切斷股骨近端及脛骨遠(yuǎn)端，并用手術(shù)刀切除膝關(guān)節(jié)周圍所有軟組織，只保留股骨遠(yuǎn)端-ACL-脛骨近端（the femur-ACL-tibia complex(FATC)）。用自凝牙托粉填充樣本的股骨上端及脛骨下端。使用骨刀將三組樣本的ACL脛骨止點(diǎn)制成30mm(長)*15mm（寬）*8.5mm（深）的骨折塊，以模擬Ⅲ型骨折。直視下解剖復(fù)位各組樣本后，三組分別采用一枚直徑為3.5mm的雙頭空心加壓螺釘、一枚直徑為3.

8、5mm的空心拉力螺釘及2條2號UltraBraid縫線固定。造模后的標(biāo)本在-20℃下存放，實(shí)驗(yàn)前24小時在常溫環(huán)境下解凍。通過電子萬能試驗(yàn)機(jī)(Electronic universal testing machine，EUTM)測量并記錄循環(huán)負(fù)載（初始位移）和失效負(fù)載（峰值負(fù)載、屈服負(fù)載），肉眼觀察并記錄失效類型及 A、B兩組螺釘?shù)穆菝甭袢牍钦蹓K內(nèi)的情況。采用SPSS17.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，實(shí)驗(yàn)中計(jì)量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，兩組比較使

9、用獨(dú)立樣本 t檢驗(yàn)，三組比較使用單因素方差分析，檢驗(yàn)水準(zhǔn)為雙側(cè)，α=0.05，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　結(jié)果：本實(shí)驗(yàn)30例豬膝關(guān)節(jié)標(biāo)本造模成功，骨折塊完整，骨折塊的長、寬、深差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。30例標(biāo)本骨折塊均實(shí)現(xiàn)解剖復(fù)位，且三種內(nèi)固定材料固定骨塊的位置良好。A、B、C三組的峰值負(fù)載分別為（443.10±8.54）N、（361.70±18.76） N以及（457.00±26.53）N。A組的峰值負(fù)載明顯大于B組的峰值

10、負(fù)載（p＜0.05），差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。A組的峰值負(fù)載與C組相似，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（p＞0.05）。三組的屈服負(fù)載分別為（398.10±14.21）N、（324.80±17.50）以及（457.00±26.53）N。A組的屈服負(fù)載明顯大于B組的屈服負(fù)載（p＜0.05），差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。A組的屈服負(fù)載明顯小于 C組的屈服負(fù)載（p＜0.05），差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。三組的循環(huán)負(fù)載檢測的初始位移分別為（1.38±0.14）mm、（1.94±0.

11、12）mm以及（3.98±0.19）mm。A組的循環(huán)負(fù)載檢測的初始位移明顯短于B、C兩組的初始位移（p＜0.05），差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。并且A組中所有10個樣本的循環(huán)負(fù)載的初始位移均短于B組及C組的初始位移。A組中所有標(biāo)本的螺帽均埋入骨折塊內(nèi)，而 B組中所有標(biāo)本的螺帽均明顯突出于ACL實(shí)質(zhì)。
　　結(jié)論：雙頭空心加壓螺釘固定 ACL脛骨止點(diǎn)撕脫骨折的初始穩(wěn)定性和力學(xué)強(qiáng)度明顯高于空心拉力螺釘。雙頭空心加壓螺釘固定ACL脛骨止點(diǎn)撕脫骨折的