脛骨平臺(tái)骨折不同復(fù)位質(zhì)量的生物力學(xué)研究.pdf

1、目的:脛骨平臺(tái)骨折是一種關(guān)節(jié)內(nèi)骨折,發(fā)生率占全身各部位骨折的4.83％。如治療不當(dāng),常出現(xiàn)多種并發(fā)癥,如關(guān)節(jié)疼痛、畸形愈合、關(guān)節(jié)強(qiáng)直、關(guān)節(jié)不穩(wěn)、創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎等。脛骨平臺(tái)骨折常伴有關(guān)節(jié)面塌陷。當(dāng)平臺(tái)表面發(fā)生塌陷時(shí)導(dǎo)致剩余關(guān)節(jié)面單位面積上的壓力增加,加快關(guān)節(jié)軟骨磨損,如關(guān)節(jié)軟骨再生能力不及磨損時(shí),即產(chǎn)生創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎,使關(guān)節(jié)功能受限,嚴(yán)重影響病人的生活質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)證明,對(duì)關(guān)節(jié)軟骨骨折準(zhǔn)確復(fù)位及堅(jiān)強(qiáng)固定有助于軟骨以透明軟骨的形式愈合、防止軟骨退化

2、、減少創(chuàng)性關(guān)節(jié)炎的發(fā)生。但目前脛骨平臺(tái)骨折可接受的關(guān)節(jié)面移位程度仍存在爭(zhēng)議。Brown指出當(dāng)關(guān)節(jié)面塌陷程度大于1.5mm時(shí),將明顯改變關(guān)節(jié)內(nèi)壓力,當(dāng)超過3mm以上時(shí),將使壓力增高更加明顯,此時(shí)塌陷骨折塊己不再與股骨髁接觸。白波認(rèn)為關(guān)節(jié)面塌陷超過4mm時(shí)可造成膝關(guān)節(jié)外翻角度、接觸壓力的顯著增加。
　　 我們?cè)O(shè)計(jì)了本實(shí)驗(yàn),使用了更為先進(jìn)的壓敏片技術(shù),測(cè)試膝關(guān)節(jié)中立位時(shí),正常脛骨外側(cè)平臺(tái)及骨折復(fù)位質(zhì)量為塌陷0mm、1mm、2mm、3m

3、m、4mm情況下,脛股關(guān)節(jié)不同區(qū)域接觸面積、平均應(yīng)力、峰值應(yīng)力值的變化,并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析比較,預(yù)測(cè)骨折復(fù)位后塌陷的最大允許程度,為臨床治療脛骨平臺(tái)骨折及相關(guān)疾病提供理論依據(jù)。
　　 方法:從6具近期防腐成人尸體中選取8個(gè)標(biāo)本,肉眼觀察及X線攝片無明顯骨質(zhì)疏松或風(fēng)濕、結(jié)核、腫瘤、創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎等骨骼系統(tǒng)的疾病及解剖學(xué)變異。自膝關(guān)節(jié)上15cm離斷股骨,自膝關(guān)節(jié)下20cm離斷脛腓骨。去除標(biāo)本上的皮膚、肌肉、雙側(cè)半月板等軟組織和髕骨,保留

4、脛腓骨骨間膜、膝關(guān)節(jié)內(nèi)外側(cè)副韌帶、前后交叉韌帶等重要的韌帶和膝關(guān)節(jié)囊、以維持膝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定。用游標(biāo)卡尺測(cè)定脛骨內(nèi)外側(cè)平臺(tái)的前后徑、及橫徑。用鋼鋸沿經(jīng)脛骨外側(cè)平臺(tái)中點(diǎn)的矢狀面鋸開,造成SchatzkerI型骨折模型,用不同厚度的墊片分別量取劈裂骨折塊塌陷0mm、1mm、2mm、3mm、4mm,用鎖定鋼板將劈裂骨折塊在以上塌陷程度時(shí)分別固定,從而造成脛骨平臺(tái)不同復(fù)位質(zhì)量模型。將所截的脛腓骨遠(yuǎn)端及股骨近段分別插入自制的兩個(gè)夾具的套筒內(nèi)固定標(biāo)本,

5、盡量保持下肢在額狀面和矢狀面的自然伸直體位。在室內(nèi)溫度25～30°C,相對(duì)濕度為35-80％,用聚乙烯薄膜密封壓敏片。把封好的壓敏片放入膝關(guān)節(jié)內(nèi)并固定。一切就緒后,測(cè)試時(shí)以700N力垂直緩慢施壓加載,加載速度為10mm/min,加載持續(xù)1min。卸載后取出壓敏片,將壓敏片C片測(cè)試面向上,依次貼于紙板上備用。采用日本富士公司生產(chǎn)的FDP-305E密度計(jì)和FDP-306E壓力轉(zhuǎn)換器、AutoCAD軟件測(cè)定壓敏上的接觸應(yīng)力、接觸面積。每一標(biāo)本

6、按正常、塌陷0mm、1mm、2mm、3mm、4mm分別給予生物力學(xué)測(cè)定。加壓著色后的壓敏片根據(jù)標(biāo)記點(diǎn)建立坐標(biāo)系,分別測(cè)量脛骨內(nèi)側(cè)平臺(tái)區(qū)、脛骨外側(cè)平臺(tái)區(qū)、脛骨外側(cè)平臺(tái)內(nèi)區(qū)觸面積和應(yīng)力,以及脛股關(guān)節(jié)接觸部位在脛骨平臺(tái)上位置。進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,得出結(jié)論。
　　 結(jié)果:
　　 1 正常膝關(guān)節(jié)伸直位脛股之間對(duì)應(yīng)關(guān)系
　　 脛骨平臺(tái)上脛股關(guān)節(jié)接觸位置為前后方向約在脛骨平臺(tái)前后1/3處,左右方向約在內(nèi)外側(cè)脛骨平臺(tái)的1/2處,但稍

7、偏髁間棘側(cè)。
　　 2 脛骨平臺(tái)各區(qū)接觸面積的變化
　　 通過對(duì)壓敏片的分析發(fā)現(xiàn),在膝關(guān)節(jié)自然伸直位時(shí),隨著脛骨外側(cè)平臺(tái)骨折塌陷高度的增加脛骨外側(cè)平臺(tái)區(qū)的平均接觸面積減小趨勢(shì),從塌陷1mm組已顯示出顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(p＜0.05),面積減小約25.80％;但脛骨內(nèi)側(cè)平臺(tái)區(qū)平均接觸面積增加趨勢(shì),但始終無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。在脛骨外側(cè)平臺(tái)內(nèi)測(cè)區(qū)面積增加,從塌陷1mm組已顯示出顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(p＜0.05),面積增加約10.63％。

8、在塌陷2mm時(shí)塌陷骨折塊已不再與股骨髁接觸。
　　 3 脛骨平臺(tái)各區(qū)接觸應(yīng)力的變化
　　 通過對(duì)壓敏片的分析發(fā)現(xiàn),在膝關(guān)節(jié)自然伸直位時(shí),隨著脛骨外側(cè)平臺(tái)骨折塌陷高度的增加,脛骨內(nèi)側(cè)平臺(tái)區(qū)、脛骨外側(cè)平臺(tái)區(qū)、脛骨外側(cè)平臺(tái)內(nèi)區(qū)的平均接觸應(yīng)力、峰值應(yīng)力呈增加趨勢(shì)。脛骨外側(cè)平臺(tái)內(nèi)區(qū)、脛骨外側(cè)平臺(tái)區(qū)的平均接觸應(yīng)力、峰值應(yīng)力從塌陷1mm組已顯示出顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,脛骨外側(cè)平臺(tái)內(nèi)區(qū)平均接觸應(yīng)力、峰值應(yīng)力增加為20.64％、10.07％;

9、脛骨外側(cè)平臺(tái)內(nèi)區(qū)的平均接觸應(yīng)力、峰值應(yīng)力增加為20.91％、23.22％。脛骨內(nèi)側(cè)平臺(tái)區(qū)從塌陷2mm組已顯示出顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(p＜0.05),平均接觸應(yīng)力、峰值應(yīng)力增加為25.27％、27.10％。
　　 結(jié)論:
　　 1 在脛骨外側(cè)平臺(tái)劈裂骨折中,術(shù)后關(guān)節(jié)面的復(fù)位質(zhì)量不良能導(dǎo)致多種并發(fā)癥,尤其是創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎,直接影響膝關(guān)節(jié)的遠(yuǎn)期功能。
　　 2 脛骨平臺(tái)骨折后負(fù)重區(qū)關(guān)節(jié)面塌陷導(dǎo)致關(guān)節(jié)內(nèi)應(yīng)力增加,這在負(fù)重關(guān)節(jié)面