髕骨粉碎性骨折三種內(nèi)固定方法的生物力學(xué)研究.pdf

1、目的：通過對髕骨解剖學(xué)及生物力學(xué)相關(guān)研究的學(xué)習(xí),深入了解髕骨的形態(tài)、結(jié)構(gòu)與生物力學(xué)特點,同時在總結(jié)近年來髕骨粉碎性骨折的常用內(nèi)固定方法的基礎(chǔ)上。將改良張力帶+鋼絲環(huán)扎、單純鎳鈦記憶合金聚髕器及鎳鈦記憶合金聚髕器+克氏針分別固定于髕骨粉碎性骨折模型上進行比較。在試驗儀器上進行生物力學(xué)測試,觀察并記錄實驗所得的相關(guān)數(shù)據(jù),統(tǒng)計對照分析,比較三者的固定強度,探討三種內(nèi)固定方法在治療髕骨粉碎性骨折的生物力學(xué)差異及優(yōu)缺點,為臨床治療髕骨粉碎性骨折選

2、擇內(nèi)固定方式提供理論依據(jù)。使髕骨粉碎性骨折病人術(shù)后可以早期進行膝關(guān)功能鍛煉,預(yù)防股四頭肌萎縮及關(guān)節(jié)粘連強直,減少關(guān)節(jié)功能障礙的發(fā)生率。
　　方法：1、取陳舊性成人髕骨標本72個(經(jīng)X線排除病理性損害),左右、男女不限。72個髕骨標本進行標準化處理,即將髕骨兩邊分別切除約10％,斷面磨平,以便進行測試時固定。
　　2、將標準化后的髕骨標本在髕骨中點用線鋸“十”字形鋸開制作成粉碎性骨折模型,并隨機抽樣分成甲、乙、丙三組,每組24

3、例。甲組采用改良張力帶+鋼絲環(huán)扎固定,乙組采用單純鎳鈦記憶合金聚髕器固定,丙組采用鎳鈦記憶合金聚髕器+克氏針固定。
　　3、將完成上述三種固定方法的骨折模型固定于試驗儀器上,確認固定牢固后,對固定好的標本在室溫下對其進行相關(guān)的生物力學(xué)測定:抗拉伸試驗,分別測量拉伸時骨折面分離0.5、1.5、2.5mm時所需拉伸力的大小;抗彎曲試驗,測量髕骨粉碎性骨折固定模型張力側(cè)骨折面分離0.5、1、1.5mm時所需彎矩力的大小,以及試驗過程中有

4、臺階形成總例數(shù)所占的百分比;抗扭轉(zhuǎn)試驗,分別測定髕骨表面扭轉(zhuǎn)為4O、8O、12O時所需要扭矩力的大小。記錄測量結(jié)果。測定完畢后,對所獲得的數(shù)據(jù)進行相關(guān)統(tǒng)計學(xué)分析。結(jié)果鎳鈦記憶合金聚髕器本身呈弧形,遵循了髕骨、髕股關(guān)節(jié)的生物力學(xué)特點。兩枚克氏針縱向固定將髕骨粉碎性骨折變?yōu)橄鄬唵畏€(wěn)定的縱行髕骨骨折,進一步加強鎳鈦記憶合金聚髕器的固定作用。對髕骨粉碎性骨折,分別采用改良張力帶+鋼絲環(huán)扎固定、單純鎳鈦記憶合金聚髕器固定、鎳鈦記憶合金聚髕器+克

5、氏針固定。生物力學(xué)測定結(jié)果顯示:(1)拉伸試驗時,抗拉伸性能比較由強至弱依次為:改良張力帶+鋼絲環(huán)扎固定、鎳鈦記憶合金聚髕器+克氏針固定、單純鎳鈦記憶合金聚髕器固定,三組相比較有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05);(2)彎曲試驗時,用彎曲法使骨折張力側(cè)骨折面分離0.5、1、1.5mm時,在同一張開位移條件下所需的彎矩力由大至小,以及試驗過程中有臺階形成總例數(shù)所占的百分比,依次為:鎳鈦記憶合金聚髕器+克氏針固定、改良張力帶+鋼絲環(huán)扎固定、單純鎳鈦

6、記憶合金聚髕器固定,三組相比較有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05);(3)扭轉(zhuǎn)試驗時,三種內(nèi)固定方法在扭轉(zhuǎn)時骨折面表面扭轉(zhuǎn)4O、8O、12O時所需要扭矩的大小比較,從大到小依次為:鎳鈦記憶合金聚髕器+克氏針固定、改良張力帶+鋼絲環(huán)扎固定、單純鎳鈦記憶合金聚髕器固定,三組相比較有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05)。
　　結(jié)論：鎳鈦記憶合金聚髕器+克氏針固定中,鎳鈦記憶合金聚髕器順應(yīng)了髕骨與髕股關(guān)節(jié)的生物力學(xué)特點,髕骨爪呈弧形與髕骨表面有較好貼附,減

7、少拱橋和髕骨關(guān)節(jié)面臺階的形成,而兩枚克氏針縱向固定髕骨粉碎性骨折,將髕骨粉碎性骨折變?yōu)橄鄬唵畏€(wěn)定的縱行髕骨骨折,可起到加強鎳鈦記憶合金聚髕器抗位伸、彎曲、扭轉(zhuǎn)的作用。經(jīng)本實驗證實,鎳鈦記憶合金聚髕器+克氏針固定可以對髕骨骨折進行生物力學(xué)固定,特別是粉碎型骨折,其抗彎曲及抗扭轉(zhuǎn)的性能均優(yōu)于改良鋼絲張力帶固定或改良張力帶+鋼絲環(huán)扎固定術(shù)與單純鎳鈦記憶合金聚髕器固定術(shù),盡管其抗位伸性能稍遜于改良張力帶+鋼絲固定組,但其抗位伸性能完全能承受肌