骨折愈合的生物力学基础

摘要

@@rn　　　　随着生物力学、材料力学、分子生物学等边缘学科与骨科医学界的互相渗透,骨折治疗的概念和方法发生了一次革命。中西医结合治疗骨折,在无应力遮挡状态下,骨折自然愈合,这种应力状态与骨折愈合过程相适应。rn1　压应力与骨组织学变化rn　　骨折愈合期间,骨折断端如有一定的生物力学条件刺激可能会加速细胞分化,激发各种骨细胞的大量增生,形成骨痂,稳定断端,达到愈合的目的[1]。rn　　根据骨痂组织学观察,骨折愈合过程可分为炎症期、骨痂形成期、塑形期[2]。这种分类方法是对一般情况下自然愈合或普通固定下骨愈合过程的形态描述。加压固定绝对稳定时,骨折端一期愈合[3],骨折断端直接连接,没有哈氏系统破骨细胞在骨折断端塑形改造吸收阶段,但是,这种骨折断端间的直接连接方式,是否真正加速了骨折的愈合过程?是否完全符合骨折治疗的生物学及力学原则?坚硬的加压钢板固定,使钢板下皮质骨在负重和活动时的生理刺激消除,使骨得不到应力的作用,断端间的应变减少或消失,因而影响成骨过程的细胞活动,没有外骨痂[4]。所以,为了维持断端的连接,防止发生再骨折,要长期保留内固定。但是,加压固定时骨折一期愈合,究竟是由于压力的直接刺激作用,还是由于绝对稳定的环境因素的影响,尚有待进一步确定。rn　　二期愈合则是经典的骨愈合方式,是间接愈合,通过软骨骨痂来完成,由软骨组织转变成骨组织。生理应力提供了组织生长发育和保持体内平衡的主要刺激[5]。功能负重使软骨形成增多,而且使软骨骨化加速,骨痂形成增多[6],直径增大,横截面积增加,骨痂桥架于骨端间,骨的直径增加使骨承受弯曲和扭转载荷。二期愈合时局部有一定程度的活动,骨折部骨痂由局部血管化形成[7],而早期的血管重建首先来自周围组织,故骨的形成首先发生在周围,先在软骨和血肿的外面形成一个壳,远离骨折处的髓内循环是完整的,膜内成骨的骨痂从骨皮质向外形成放射状的骨小梁,血肿位于骨折的中心,这样,在骨折处就产生一个物质梯度的变化,力学性能最差的位于中心,力学性能最好的位于外周,外表面的骨控制了骨痂的力学性能[8]。