锁定重建接骨板内固定髋臼横行骨折的生物力学分析,骨伤科论文

锁定重建接骨板内固定髋臼横行骨折的生物力学分析,骨伤科论文髋臼骨折是一种严重的关节内骨折，治疗较为棘手，极易引发创伤性关节炎。当前，移位的髋臼横行骨折多采用内固定手术治疗，但对于内固定物的选择尚存争议，临床上多采用重建接骨板、拉力螺钉等。近年来有学者尝试采用锁定重建接骨板治疗髋臼横形骨折，但对于锁定重建接骨板固定髋臼横行骨折的研究较为少见。本实验拟对锁定重建接骨板固定髋臼横行骨折进行生物力学研究，为临床上髋臼横行骨折的治疗提供生物力学方面的理论根据。1、材料与方式方法1.1标本制备成人防腐标本10具〔男8具，女2具〕，由河北联合大学医学院解剖教研室提供。自标本第4腰椎水平及双大腿中上1/3交界处将标本横断，得到完好的骨盆标本，剥离附着于骨盆上及股骨干上的软组织，保存骨膜及关节盂。肉眼观察及X线检查均证实标本无骨折、结核、风湿、肿瘤等病变及解剖学的变异。采用Osteocore3-DEXA型骨密度仪〔Medink，Inc，FRA〕进行骨密度测量，未发现骨质疏松。自正中矢状面锯开骶骨及耻骨联合，修整后，得半骨盆标本20个，用甲醛溶液浸湿的纱布覆盖待用。于股骨头、颈交界处截断股骨颈，以传动杆连接，有利于加载。1.2骨折模型的制备髋臼横行骨折模型的截骨线是从坐骨大切迹的中点经过后柱、髋臼顶，至前柱髂耻隆起中点的连线。用锯沿此线截断臼顶，进而制备成髋臼横行骨折模型〔图1〕。【图１】将髋臼横形骨折模型随机分为4组，每组5个标本。A组：重建接骨板两端各固定3枚螺钉〔图2A〕。B组：重建接骨板两端各固定3枚螺钉及距骨折线近期的两侧螺孔各固定1枚螺钉〔图2B〕。C组：锁定重建接骨板两端各固定3枚单皮质螺钉〔图2C〕。D组：锁定重建接骨板两端各3枚单皮质螺钉及距骨折线近期的两侧螺孔各固定1枚单皮质螺钉〔图2D〕。采用10孔重建接骨板和10孔锁定重建接骨板〔由常州市康辉医疗器械有限公司提供〕内固定。将重建接骨板及锁定重建接骨板塑形，重建接骨板固定螺钉深度及角度均根据Wu等提出的髋臼各部位安全深度及角度，锁定重建接骨板均给予单皮质螺钉固定。将髋臼横行骨折模型放在包埋盒中，标本固定的位置参考Mehin提出的髋臼横形骨折模型固定体位。将标本用调好的Ⅱ型义齿基托集合物，进行灌注包埋固定，完全固化后再进行实验，将传动杆与股骨颈断面牢固黏合，并将股骨头放入髋臼进行轴向加载。1.4内固定失效标准确实定根据Bray等提出的髋臼骨折移位标准，将负载下髋臼关节面纵向移位2.00mm定为内固定失效标准。1.5实验方式方法实验在CSS-44020型生物力学实验机〔长春实验机研究所，图3〕上进行实验，本实验采用连续轴向加载，加载的速度为8mm/s，采用光栅位移传感器〔型号：KG-101〕测定纵向移位，记录加载至内固定失效时的最大负载。每个标本重复加载5次，取其均值。刚度是指物体在负载下抵抗形变的能力。根据髋关节承受载荷垂直方向的分力，得出其轴向刚度。1.6观察指标观察4组内固定的最大负载和刚度。1.7统计学方式方法采用SPSS17.0统计软件包进行单因素方差分析，最大负载采用均数标准差表示，P0.05时以为差异有统计学意义。2、结果2.1最大负载A、B、C、D四组不同内固定所能承当的最大负载分别为〔180.6011.781〕N、〔240.807.981〕N、〔243.8011.755〕N、〔438.0023.227〕N。经Bonferro-ni法两两比拟，除B，C两组数据无统计学意义〔P0.05〕，其他各组的最大负载差异有统计学意义〔F=284.942，P=0.000)。华而不实D组，即锁定重建接骨板两端各3枚单皮质螺钉及距骨折线近期的两侧螺孔各1枚单皮质螺钉组的最大负载最大。2.2内固定的轴向刚度最大负载时，A、B、C、D四组内固定的轴向刚度分别为〔95.216.32〕N/mm、〔123.4723.95〕N/mm、〔126.3918.52〕N/mm、(227.3513.74〕N/mm。经Bonferroni法两两比拟，除B、C两组数据无统计学意义〔P0.05〕，其他各组轴向刚度差异有统计学意义〔F=376.07，P=0.000〕。华而不实D组的轴向刚度最大。3、讨论髋臼骨折多为高能量损伤引起，随着当代工业的快速发展，发生率正逐年增高，华而不实横行骨折约占髋臼骨折的42%。横行骨折治疗复杂且并发症多。当前手术治疗已成为移位髋臼横行骨折治疗的金标准，但是对于内固定物的选择上仍有分歧,当前最常采用重建接骨板进行内固定，而采用锁定重建接骨板比拟罕见，但是锁定重建接骨板是一种能坚强固定的内固定物。故我们采用重建接骨板与锁定重建接骨板进行生物力学稳定性比拟。重建接骨板易塑形，抵抗剪力较强，术后接骨板松动、断裂发生率低，但其原理是依靠接骨板和骨骼面摩擦起固定作用，需要精到准确塑形，塑形后会减弱其强度，螺钉需穿透双层骨皮质固定，有进入盆腔伤及重要神经血管及进入关节内的风险。锁定重建接骨板具有特有的固定原理，通过螺钉与接骨板的锁定到达成角稳定，并非靠接骨板和骨骼面摩擦力获得稳定性，给骨折内固定带来革命性变化。张秋林等进行锁定重建接骨板临床应用，术中发现锁定重建接骨板固定稳定性强以及单皮质螺钉能够防止螺钉进入关节腔等优点，术后优良率高达95.8%。当前锁定重建接骨板治疗髋臼骨折已被部分创伤骨科医师尝试，是一种能坚强固定的内固定材料，为髋臼骨折内固定手术提供一种可靠选择。髋臼横行骨折当前多采用后方入路重建接骨板进行内固定，因髋臼危险区骨折薄弱，内固定时螺钉过短，或者不给予螺钉固定，内固定不牢靠。如进钉的角度和深度不当，螺钉可误入关节内，导致创伤性关节炎。但锁定重建接骨板是通过螺钉与接骨板的锁定到达成角稳定，固定螺钉均可单皮质固定，同样能到达内固定的稳定，这就避免了重建接骨板固定危险区域的缺乏。本研究显示B组与C组数据虽无统计学意义，但在临床应用时，C组即锁定重建接骨板两端各3枚单皮质螺钉能够防止螺钉进入关节，进而能够减少创伤性关节炎的发生。D组，即锁定重建接骨板两端各3枚单皮质螺钉及距骨折线近期的两侧螺孔各1枚单皮质螺钉的内固定稳定性最强，提示在髋臼横行骨折采用接骨板进行后方入路内固定时，可优先选用锁定重建接骨板，而且距骨折线近期的两侧螺孔应给予单皮质螺钉固定，以获得坚强的内固定。国内外学者先后提出不同的髋臼横行骨折模型的固定方式方法，如国外Khajavi等提出的把半骨盆模型固定于可调夹具上，此固定方式易受载荷限制，通常无法模拟髋臼所承受的实际载荷，在一定程度上影响了实验的可靠性。国内王庆贤等提出的半骨盆模型放在特制的三角支具上会引起模型在加载经过中，由于力的平衡调节效应，标本会随加载力而移动，髋臼受力方向及位置可能引起变化，其研究的可靠性有待商榷。本实验选择采用Mehin等提出的固定髋臼横行骨折的方式方法，连有股骨头的连接杆垂直放置髋臼内，这样便于测量和实验操作，骶骨部用Ⅱ型义齿基托集合物灌注固定在包埋盒内，耻骨联合不予支撑，轴向加载时，载荷直接作用于髋臼，骨折端的位移能充分的反响接骨板固定的稳定性。但此类方式方法也存在标本体位的固定有一定的难度，标本固定后无法再调整的缺陷，因而标本的固定方式方法仍有待于进一步研究完善，进而提高实验的精到准确度。本研究结果表示清楚在髋臼横形骨折中采用接骨板进行后方入路内固定时，应优先选择锁定重建接骨板，且距骨折线近期的两侧螺孔应给予螺钉固定，以获得坚强的内固定稳定性。参考文献：[1]GrasF,MarintschevI,SchwarzCE,etal.Screw-versusplate-fixationstrengthofacetabularanteriorcolumnfrac-tures:abiomechanicalstudy.JTraumaAcuteCareSurg,2020,72(6):1664-1670.[2]OberstM,HauschildO,KonstantinidisL,etal.Effectsofthree-dimensionalnavigationonintraoperativemanage-mentandearlypostoperativeoutcomeafteropenreductionandinternalfixationofdisplacedacetabularfractures.JTraumaAcuteCareSurg,2020,73(4):950-956.[3]SenRK,TripathySK,AggarwalS,etal.Asafetechniqueofanteriorcolumnlagscrewfixationinacetabularfractures.IntOrthop,2020,36(11):2333-2340.[4]MarintschevI,GrasF,SchwarzCE,etal.Biomechanicalcomparisonofdifferentacetabularplatesystemsandcon-structs--theroleofaninfra-acetabularscrewplacementanduseoflockingplates.Injury,2020,43(4):470-474.[5]程晓光〔译〕，刘忠厚〔校〕.国际临床骨密度学会、共鸣文件〔2005年版).中国骨质疏松杂志,2006,12(2):205-209.[6]MehinR,JonesB,ZhuQ,etal.Abiomechanicalstudyofconventionalacetabularinternalfracturefixationversuslockingplatefixation.CanJSurg,2018,52(3):221-228.[7]WuX,ChenW,ZhangQ,etal.Thestudyofplate-screwfix-ationintheposteriorwallofacetabulumusingcomputedto-mographyimages.JTrauma,2020,69(2):423-431.[8]BrayTJ,EsserM,FulkersonL.Osteotomyofthetrochanterinopenreductionandinternalfixationofacetabularfrac-tures.JBoneJointSurgAm,1987,69(5):711-717.[9]吴新宝,王满宜,曹奇勇,等.髋臼骨折的治疗建议.中华创伤骨科杂志,2018,1(11):1057-1059.[10]GeijerM,El-KhouryGY.Imagingoftheacetabulumintheeraofmultidetectorcomputedtomography.EmergRadiol,2007,14(5):271-287.[11]HarrisAM,AlthausenP,KeiiamJF,etal.Simultaneousan-teriorandposteriorapproachesforcomplexacetabularfrac-tures.OrthopTrauma,2008,22(7):494-497.[12]GardnerMJ,HelfetDL,LorichDG.Haslockedplatingcompletelyreplacedconventionalplating?AmJOrthop,2005,33(9):439-446.[13]张秋林,唐昊,王秋.锁定加压重建钢板在髋臼骨折中的应用.中华关节外科杂志,2008,2(2):14-17.[14]KhajaviK,LeeAT,LindseyDP,etal.Singlecolumnlock-ingplate