医用生物力学
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髋臼后柱骨折种不同钢板固定后站立及坐立位下

0 引言 Introduction

随着交通运输行业的快速发展,由高能量所致的复杂骨盆髋臼骨折日益增加,对创伤骨科提出越来越大的挑战。为了更好地显露骨折区及利于复位,既往常采用漂浮体位下前后路联合钢板固定治疗复杂骨盆髋臼骨折,术中体位改变会导致骨折的再次移位,漂浮体位下由于重力作用后柱骨折向内侧移位更加明显,增加了手术难度、感染风险、失血等,且延长了麻醉时间。累及前后方的复杂髋臼骨折患者病情重,手术耐受力差,传统联合入路手术方式增加了术中及术后并发症,影响预后。近年来,经前方单一切口入路(如腹直肌外侧入路、腹直肌旁入路、改良Stoppa入路等)处理波及前后柱的复杂髋臼骨折广为流行,有学者通过改良Stoppa入路在骨盆前内侧(常规后路固定后柱钢板的内侧投影处)铺设预弯的重建钢板直接固定后柱骨折来治疗复杂髋臼骨折,取得了良好疗效,并将此方法置入的钢板命名为“髂坐钢板”[1]。吴淑琴等[2]利用三维有限元分析建立髋臼横断骨折模型分析得出,传统后柱钢板固定后柱时的长钢板稳定性优于短钢板。既往对髂坐钢板稳定性的有限元分析也仅仅设置了6孔髂坐钢板模型,临床中根据骨折类型也会使用不同长度的髂坐钢板,更长的钢板由于置钉更分散稳定性是否能满足临床需要?

实验建立髋臼后柱骨折尸体标本模型,在髋臼后柱内侧缘及后方安置重建钢板,模拟人体单足站立位及坐位,通过力学试验机对模型进行负荷加载,分析在不同载荷下骨折断端的位移情况,比较不同固定方式髋臼后柱骨折稳定性以及不同长度(6孔、10孔)髂坐钢板固定下骨折断端稳定情况,为髂坐钢板在临床的应用提供理论依据,对有限元力学分析结果加以论证与补充。

1 材料和方法 Materials and methods

1.1 设计 对比观察实验。

1.2 时间及地点 实验于2017年3至12月在西南医科大学完成。

1.3 材料 36个尸体半骨盆标本、解剖操作器械、甲醛均来自西南医科大学解剖教研室;包埋固定的义齿基托树脂(Ⅱ型,Ⅰ类 标准号:YZB/国1345-2016)安徽鹰牌齿科材料有限公司;钛合金重建接骨板、配套螺钉、配套手术器械均由山东威高骨科材料有限公司提供(表1);X射线机(PHILIPS DRX-Evolution VX);骨密度仪(美国通用电气医疗系统726 Heartland Trall Madison,WI ,型号:DPX-NT);万能生物材料试验机及TRAPEZIUM2(Ver2.10)数据处理软件[日本岛津公司(shimadzu)AG-ISM20kN型];高清位移摄像装置(深圳京航科技有限公司JHSM1400F)及配套数据分析软件。

表1 |内固定材料介绍Table 1 |Introduction of internal fixation materials项目 髂坐短钢板 传统后柱钢板 髂坐长钢板生产厂家 山东威高骨科材料有限公司山东威高骨科材料有限公司批准号 规格 6孔3.5 mm重建钢板,长度72 mm山东威高骨科材料有限公司10孔3.5 mm重建钢板,长度120 mm材质及组成 钛合金 钛合金 钛合金适应证 骨盆骨折 骨盆骨折 骨盆骨折不良反应 无 无 无10孔3.5 mm重建钢板,长度120 mm

1.4 实验方法

1.4.1 骨盆标本的获取 经防腐处理的尸体半骨盆标本36个(全骨盆18个),其中男性24个,女性12个(标本包括完整骨盆和近端 1/3 股骨)。剔除附着标本的软组织,保留关节盂及部分关节囊。大体观察及X射线检查标本,排除风湿、结核、肿瘤、骨折等病变及解剖学变异。按照骨质疏松singh指数分级[3],所有标本singh 指数均Ⅲ级以上,均未达到骨质疏松阈值。

1.4.2 标本分组 根据力学实验加载体位将36个标本随机均分为1组及2组,1组为单足倒立位,2组为坐立位,每组18个标本。然后2组根据钢板固定位置及长度不同各分3组:A组以髂坐6孔短钢板固定,B组以传统后柱10孔钢板固定,C组以髂坐长10孔钢板固定,分别表达为A1、B1、C1、A2、B2、C2组,每组标本6个。对6组标本Wards三角区分别进行骨密度测定,统计分析骨密度T值差异性,体积分数10%甲醛溶液浸泡保存标本。实验手术器械、标本X射线片见图1。

图1 |手术器械与标本X射线片Figure 1 |Surgical instruments and X-ray films of the specimen

图2 |髋臼后柱骨折模型Figure 2 |Model of acetabular posterior column fracture

图3 |各组内置物固定大体观及X射线片Figure 3 |General fixation views and X-ray films of each group图注:a 为A组髂坐6孔钢板固定;b位B组传统后柱10孔钢板固定;c为C组 髂 坐10孔钢板固定;d为A组模型X射线片;e为B组模型X射线片; f为C组模型X射线片

1.4.3 钢板塑形与骨折模型的建立 定位髋臼后柱坐骨大切迹顶点H点、髋臼中心O点、坐骨支与耻骨下支交界点P点,三点连线,标记。A、C组标本于髋臼后柱内侧面坐骨大切迹前缘1 cm处,匹配骨面塑形重建钢板。B组标本于髋臼后柱后侧面钢板距髋臼边缘1.5 cm处,匹配骨面塑形重建钢板。摆锯沿标记线H-O-P三点连线摆锯锯开髋臼后柱,形成髋臼后柱骨折模型(图2)。操作过程中不定时以生理盐水浸润标本。