三維固定與傳統(tǒng)固定治療鎖骨中段骨折的生物力學(xué)研究.pdf

1、目的:鎖骨骨折發(fā)生率占所有成人骨折的2％-12％,鎖骨骨折占肩部骨折的44％-66％,鎖骨中段骨折占鎖骨骨折的80％。隨著經(jīng)濟(jì)及生活水平的提高,鎖骨骨折的損傷機(jī)制發(fā)生一定的變化。高處墜落傷、體育運(yùn)動(dòng)相關(guān)損傷、交通意外事故傷所占比例明顯增加。傳統(tǒng)的觀點(diǎn)認(rèn)為鎖骨骨折大部分可以進(jìn)行保守治療,并且效果理想。但是近些年來(lái),隨著鎖骨骨折的研究深度和數(shù)量的增加,鎖骨骨折保守治療的不愈合、畸形愈合及明顯的殘留癥狀等效果不理想的情況明顯增加,而進(jìn)行內(nèi)固定

2、手術(shù)的患者,術(shù)后有關(guān)并發(fā)癥明顯減少,術(shù)后功能明顯提高。由于損傷機(jī)制的變化,明顯移位、粉碎、開放的鎖骨骨折越來(lái)越多,傷后需要手術(shù)并進(jìn)行內(nèi)固定的鎖骨骨折逐年遞增,其中主要的骨折類型就是鎖骨中段骨折。內(nèi)固定類型有重建鋼板、有限接觸動(dòng)力加壓鋼板、鎖定或解剖鎖定鋼板等,有關(guān)哪種內(nèi)固定類型的生物力學(xué)特性較優(yōu)的爭(zhēng)論一直存在。隨著內(nèi)固定類型的不斷改進(jìn)及手術(shù)技術(shù)的不斷提高,鎖定鋼板的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯。同時(shí)有關(guān)鋼板放置位置也有一定的爭(zhēng)議,一直以來(lái)鋼板放置位置

3、有上置及前置或前下置,而哪種位置最優(yōu),近些年的生物力學(xué)研究認(rèn)為以上置更優(yōu)的比例較大。近年來(lái)有研究提出三維固定鎖骨中段骨折的概念,但很少有學(xué)者進(jìn)行生物力學(xué)方面的研究。本實(shí)驗(yàn)就自制的三維鎖定鎖骨鋼板與傳統(tǒng)位置的鎖定鋼板進(jìn)行生物力學(xué)的對(duì)比分析,為臨床治療鎖骨中段骨折選擇合適的鋼板放置位置提供生物力學(xué)依據(jù)。
　　 材料與方法:8具成年防腐尸體標(biāo)本,全部為男性,年齡29-49歲,平均年齡38.8歲。分別從鎖骨兩端的肩鎖關(guān)節(jié)及胸鎖關(guān)節(jié)處離斷

4、,獲取完整鎖骨標(biāo)本。經(jīng)肉眼觀察及X線透視排除骨質(zhì)疏松、腫瘤、畸形、外傷等異常情況。16根鎖骨中1根因有斷裂排除,15根可以利用的鎖骨標(biāo)本。在所有鎖骨中段同一部位用骨鋸造成5mm的骨缺損。15根鎖骨標(biāo)本,根據(jù)鎖骨長(zhǎng)度相似性,匹配為5個(gè)區(qū)組,每個(gè)區(qū)組內(nèi)接受三種處理方式,3個(gè)處理組分別為:A組為鎖定鋼板上置組,把8孔的鎖骨S形鎖定鋼板經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單塑形后,使其置于鎖骨上側(cè),符合鎖骨上側(cè)外形,同時(shí)保證骨折標(biāo)記處每側(cè)的釘孔數(shù)至少3個(gè),然后每側(cè)植入3枚雙

5、皮質(zhì)鎖定螺釘。B組為鎖定鋼板前置組,把經(jīng)過(guò)塑形符合前側(cè)外形的一般鎖定鋼板與A組同樣的固定原則,將其固定于鎖骨的前側(cè)面。C組為三維鎖定鋼板固定組:自制的鎖骨的三維鎖定鋼板,此鋼板無(wú)需塑形或經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單塑形后,在骨折近端,鋼板內(nèi)1/3段位于鎖骨前面,在骨折遠(yuǎn)端,鋼板外1/3段位于鎖骨上面,保證骨折每側(cè)至少有3個(gè)螺釘孔,每側(cè)同樣均植入3枚雙皮質(zhì)螺釘。將標(biāo)本用牙托粉固定于自制夾具中,然后將夾具及標(biāo)本置于生物力學(xué)機(jī)上,每個(gè)標(biāo)本都需要依次進(jìn)行三點(diǎn)彎曲實(shí)

6、驗(yàn)、扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)。
　　 三點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn):鎖骨胸骨端已用牙托粉固定于夾具中,將夾具及標(biāo)本置于生物力學(xué)機(jī)合適位置,支撐點(diǎn)位于骨折處內(nèi)側(cè)1cm處,加載點(diǎn)位于鎖骨遠(yuǎn)端上表面,加載方向垂直向下,連接于力學(xué)試驗(yàn)機(jī)后,在實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)前,先進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn),以消除標(biāo)本蠕變。然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并由力學(xué)試驗(yàn)機(jī)記錄骨折端的相對(duì)位移。
　　 扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn):將鎖骨標(biāo)本從三點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)夾具中取出,用牙托粉將胸骨端及肩峰端分別固定于軸向?qū)嶒?yàn)的夾具中,連接試驗(yàn)機(jī),先進(jìn)行內(nèi)

7、外扭轉(zhuǎn)預(yù)實(shí)驗(yàn),內(nèi)扭轉(zhuǎn)為鎖骨遠(yuǎn)端旋向前,外扭轉(zhuǎn)為鎖骨遠(yuǎn)端旋向后(內(nèi)扭轉(zhuǎn)為正,外扭轉(zhuǎn)為負(fù)),后分別進(jìn)行內(nèi)扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)和外扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn),并由力學(xué)試驗(yàn)機(jī)記錄相應(yīng)的扭矩。
　　 然后應(yīng)用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)軟件,采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的方差分析進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理,P＜0.05為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的差異。
　　 結(jié)果:三點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)中,在加載壓力10N-80N的范圍內(nèi),三種位置下的位移與加載壓力之間成線性關(guān)系,隨著加載壓力的增加,位移逐漸增加。在最大加載壓

8、力80N的狀態(tài)下,不同固定位置下,位移大小不同。前置鋼板組位移是7.5308±0.1518mm,上置鋼板組的位移是6.206±0.1437mm,三維固定組鋼板的位移是6.7208±0.1188mm。三種內(nèi)固定之間有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(p=0.000,p＜0.05),上置組最優(yōu),前置組最差。
　　 正扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)中,在0-10°轉(zhuǎn)角度范圍內(nèi),三種固定位置的扭矩與角度之間成線性關(guān)系,隨著扭轉(zhuǎn)角度的增加,扭矩逐漸增大。在最大的正扭轉(zhuǎn)角度10°下,

9、不同固定位置的扭矩不同。前置鋼板組的扭矩為2.4396±0.15566Nm,上置鋼板組的扭矩為2.4696±0.3223Nm,三維固定組的扭矩為3.0732±0.2572Nm。三種內(nèi)固定組之間有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(p=0.013,p＜0.05),三維固定組在正扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)中最優(yōu)。
　　 負(fù)扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)中,在0--10°轉(zhuǎn)角度范圍內(nèi),三種固定位置的扭矩與角度之間成線性關(guān)系,隨著扭轉(zhuǎn)角度的增加,扭矩逐漸增大。在最大的負(fù)扭轉(zhuǎn)角度-10°下,不同固定位

10、置的扭矩不同。前置鋼板組的扭矩為2.3972±0.1090Nm,上置鋼板組的扭矩為2.454±0.1332Nm,三維固定組的扭矩為3.0506±0.1431Nm,三種內(nèi)固定組之間有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(p=0.000,p＜0.05),三維固定組在負(fù)扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)中最優(yōu)。
　　 結(jié)論:在三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)中,三維固定組位移介于上置和前置固定之間,上置組位移最小,前置組最大,三者中兩兩之間均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,上置組力學(xué)性能最優(yōu),三維固定組次之,前置組最差。<