下胫腓联合不同走向韧带重建的生物力学性能比较

摘要

目的：下胫腓联合韧带损伤如不及时治疗会导致踝关节不稳定,韧带重建是治疗下胫腓联合韧带损伤的重要方法,但韧带重建方法较多,且存在争议,本实验比较下胫腓联合损伤采用腓骨长肌腱在不同方向上进行重建的生物力学性能,为临床上下胫腓联合韧带的重建提供科学依据。　　方法：采用成人新鲜尸体踝标本6具,韧带均采用腓骨长肌腱进行重建,将实验力学模型分为A、B两个大组,A组为在胫骨前结节位置水平走向上重建下胫腓联合韧带,B组为模拟下胫腓前韧带斜向走向重建下胫腓联合韧带,A、B两组再设置横截面上3个不同方向进行重建,方向1为下胫腓骨间韧带方向,方向2为下胫腓前韧带与骨间韧带之间方向,方向3为下胫腓骨间韧带与后韧带之间方向。运用生物力学实验方法和压敏片技术,测量不同走向韧带重建方式的内外踝的应变、位移、胫距间负重面积、接触应力,远端胫腓骨的强度、刚度。实验力学模型需在结构、载荷、力学性质上尽量保持一致,以确保实验精度和受载均度。所有标本采用成人新鲜尸标本,在标本上施加生理载荷500N,实现分级加载,在加载过程中标本维持新鲜湿润状态,在试验前先进行小量程预载,以消除骨的时间效应、松弛、蠕变等影响,然后进行加载正式实验,并采集数据。运用优化理论的方法,用等效刚度指数来比较,以全面反映不同走向韧带重建固定方式、不同形状、不同载荷下总的力学特性,以此来综合各自的优点评定踝关节的稳定性。　　结果：在下胫腓前韧带及骨间韧带之间并且斜行走向重建下胫腓韧带,在内外踝应变、位移、胫距关节接触力学特征、胫腓骨应力强度方面优于其他重建方式。在下胫腓前韧带及骨间韧带之间并且斜行走向重建下胫腓韧带,在胫腓骨三类刚度(轴向刚度、水平剪切刚度、扭转刚度)方面优于其他重建方式。并运用优化理论的方法,结果显示:B组等效刚度优于 A组,在下胫腓前韧带及骨间韧带之间方向上重建优于横断面上其他方向重建,运用压敏片技术测量结果示:在下胫腓前韧带及骨间韧带之间并且斜行走向重建下胫腓韧带,胫距间接触面积最大,接触应力分布最均匀,且接触应力相对较小。综上在下胫腓前韧带及骨间韧带之间并且斜行走向重建下胫腓韧带既有利于增强踝关节生物力学性能,又有利于改善踝关节的稳定性,均优于其它重建方式,具有显著性差异(P<0.05)。　　结论：在下胫腓前韧带及骨间韧带之间斜行走向重建下胫腓联合韧带,有利于改善踝关节的生物力学性能,且能有效地提高踝关节的承载能力,对临床上指导韧带重建方案治疗下胫腓联合分离实现术后踝关节稳定性具有重要的理论指导意义。

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1 前言

2 材料与方法

2.1器械与仪器

2.2标本制作

2.3模型建立与分组

2.4实验方法

3结果

3.1 远端胫腓骨的应变

3.2 远端胫腓骨的位移

3.3 胫距关节的接触力学特征

3.4 胫腓骨的应力强度

3.5 胫腓骨的三类刚度

3.6 优化理论分析

5 讨论

5.1 解剖学基础

5.2 诊断

5.3 临床意义

5.4 局限性

6 结论

参考文献

附录

致谢

综述

参考文献

附图