胫骨短节段髓内钉的设计与生物力学研究

摘要

目的:临床工作中对胫骨骨折的治疗常用钢板螺钉、髓内钉、外支架对骨折进行固定。其中对胫骨进行固定的髓内钉包括常用的带锁髓内钉、自锁髓内钉及较少应用的自控微动髓内钉和可吸收髓内钉等[1]。而目前临床使用髓内固定基本方法是1枚主钉沿管状骨髓腔长轴方向插入骨髓腔中心，远近端分别用螺钉将主钉与骨干相固定，对恢复肢体长度及力线有较好的效果。但这些髓内钉在使用时需经关节或邻近关节部位开口、扩髓进而插入，因而对关节功能必然造成影响，如胫骨髓内钉经胫骨斜坡入针时会造成膝关节疼痛活动受限。同时入钉点周围的软组织条件较差时，采用传统髓内固定方式将会使伤口感染、骨髓炎，骨折不愈合发生的风险增加。目前常规髓内钉长度较长，跨越长管状骨峡部，主钉插入过程中容易导致主钉变形，导致远端锁钉困难，手术时间延长，并增加医务人员以及患者术中射线的暴露。因此我们设计出了新型短节段胫骨髓内钉，并比较该髓内钉与行业内经典的AO公司胫骨髓内钉固定骨折后的生物力学性能，以期望能达到更好的治疗效果。　　方法:选取成年人尸体标本12具（四川医科大学解剖学教研室提供）其中男性10人，女性2人，平均死亡年龄为42岁（35岁-50岁）。取得下肢标本后，使用解剖工具去除周围肌肉，肌腱，韧带等软组织，并将胫腓上下联合分离，取出胫骨，去除半月板等附着物，肉眼观察及x线射片除外畸形，陈旧骨折，骨质疏松，骨肿瘤等骨骼系统疾病。将所取24具胫骨标本进行编号（1号-24号），然后随机抽取号码，将标本分为轴向压缩试验组，三点弯曲试验组及水平扭转试验组;然后每组组内又分为甲，乙两组，甲组选用AO公司胫骨交锁髓内钉进行固定（对照组），乙组使用胫骨短节段髓内钉进行固定（实验组）。将从成人下肢尸体标本所取得的24根胫骨标本于胫骨远端关节面以上约12cm处使用线锯进行横行离断处理，制备出胫骨中下段骨折模型。分别使用两种髓内钉进行固定后，使用力学试验机对两组标本进行轴向压缩实验，三点弯曲实验，水平扭转试验。收集测量数据，并对其进行统计学分析。　　结果:轴向压缩试验，在试验过程中我们操作力学试验机垂直加载压力于胫骨标本，压力加载过程中分别取400N，600N,800N时的标本位移进行数据分析并计算出压缩刚度。甲组（对照组）标本在轴向压力为400N,600N,800N时的移位分别为0.251±0.032cm，0.361±0.028cm，0.422±0.041cm。乙组（试验组）移位分别为0.302±0.041cm，0.412±0.031cm，0.501±0.025cm。在800N的轴向压缩应力作用下，甲组（对照组）的四个标本平均压缩刚度分别为2095.5N/m，乙组（试验组）四个标本的平均压缩刚度为1973.2N/m。所得数据进行方差齐性检验后，进行配对样本的t检验，t=3.0，p＞0.05，差异无统计学意义。三点弯曲试验甲组（对照组）四具标本平均抗弯曲刚度为:500.80N·m／°。;乙组（试验组）四具标本的弯曲刚度则分别为:401.86 N·m／°。所得数据进行方差齐性检验后，进行配对样本的t检验，t=9.849，p＜0.05，统计学上存在显著差异。水平扭转试验所测得扭转刚度，甲组（对照组）四具标本扭转刚度分别为:1.94 N·m／°，2.01 N·m／°，1.53 N·m/°，1.65 N·m/°乙组（试验组）四具标本扭转刚度分别为:2.04 N·m／°，2.37 N·m／°，1.63N·m／°，1.84 N·m／°。根据所测得数据代入SPSS软件进行配对样本t检验，t=-3.052，p＞0.05。两者差异无统计学意义，总体性能相当。　　结论:结合两种髓内钉在生物力学试验中的表现可以发现胫骨短节段髓内钉在压缩刚度和扭转刚度两项力学性能上与交锁髓内钉相当，且其入钉点不受过多限制，是一种治疗胫骨中下段骨折的有效内固定方式[2]。

目录

摘要

前言

材料与方法

1 实验材料和仪器

2 设计思路与实验方法

结果

1 轴向压缩试验

2 弯曲试验

3 水平扭转试验

讨论

1 胫骨与胫骨髓腔的形态学特点及临床意义

2 胫骨中下段骨折分型与损伤机制

3 胫骨中下段骨折的治疗

4 内固定材料的选择与生物力学性能

5 胫骨短节段髓内钉的生物力学特点及临床意义

6 试验的不足之处与改进方向

结论

参考文献

英汉缩略词对照表

致谢

综述 髓内钉治疗胫骨骨折

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