锁定板固定锁骨骨折生物力学测试

[摘要] 目的 比较锁定钢板重建钢板生物力学特性。

方法 将2009年1月~2015年3月通过民政部门、医院、福利院、遗体捐献等途径获得的9具新鲜成人尸体(锁骨标本9对),随机分为重建钢板组与锁定钢板组,各9根锁骨标本

通过轴向压缩实验、三点弯试验、扭转实验比较两组生物学特性。

结果 在各级载荷点,锁定钢板组应变值及位移值均小于重建钢板组,差异有统计学意义(P 毕业论文网   [关键词] 锁骨骨折锁定钢板重建钢板生物力学   [中图分类号] R318.01 [文献标识码] A [文章编号] 1673—7210(2016)06(c)—0089—04   [Abstract] Objective To compare the biomechanical characteristics of the locking plate and the reconstruction plate. Methods 9 fresh adult cadavers (9 pairs of clavicle specimens) acquired from the civil affairs department, hospital, orphanage, body donation and other ways from January 2009 to March 2015 were randomly divided into the reconstruction plate group and the locking plate group, with 9 clavicle specimens in each group. The biological characteristics of the two groups were compared by the axial compression experiment, three—point bending test and torsion experiment. Results At all levels of load point, the strain and displacement values in the locking plate group were less than those in the reconstruction plate group, the differences were statistically significant (P   [Key words] Clavicle fracture; Locking plate; Reconstruction plate; Biomechanics   手术治疗成为锁骨骨折首选治疗方式,其中髓内钉及钢板锁骨骨折患者常用的两种手术固定器械,但是髓内钉固定强度不够,易折断,且容易发生血管、肺损伤等并发症[1—2];钢板分为“S”型重建钢板锁定钢板两种,其中重建钢板坚固性及解剖塑性均较差,锁定钢板固定锁骨生物力学研究较少,而与重建钢板的比较研究未见报道。

广东省深圳市松岗人民医院(以下简称“我院”)对9具新鲜成人尸体锁骨标本进行锁定钢板重建钢板固定锁骨骨折生物力学研究,为临床上锁骨骨折选择最佳内固定器械提供依据。

现报道如下:   1 材料与方法   1.1 材料   以2009年1月~2015年3月通过民政部门、医院、福利院、遗体捐献等途径获得的9具新鲜成人尸体(锁骨标本9对)为研究对象,其中男6例,女3例,均为急性死亡的青壮年,年龄21~39岁,平均(28.75±4.90)岁。

所有尸体均未曾进行解剖研究,将锁骨标本完整解剖取出后,剔除软组织,测量长度并使用X线透视及进行骨密度检查,排除既往骨折等骨部疾病。

采用随机数字表法分为重建钢板组及锁定钢板组,每组9根锁骨

1.2 方法   1.2.1 实验仪器与材料 C型臂X线透视机(荷兰飞利浦制造);WD—5液压万能试验机(长春市月明小型试验机有限责任公司);YJ—14数显式应变仪(华东电子仪器厂);电阻应变片(河北省邢台金力传感元件厂);锁定钢板及配套器械(天津市金兴达实业有限公司);重建钢板及配套器械(德国Medicom公司)。

1.2.2 骨折模型制备及固定方式 将获得新鲜锁骨标本生理盐水溶液浸泡30 min,用干净塑料袋密封,放置于—20℃冰箱中保存。

实验前将锁骨标本25℃解冻。

用标尺在锁骨中段同一部位定截骨线。

根据标定的截骨线用骨锯截骨,长度为0.5 cm,制造出骨缺损。

分别将重建钢板锁定钢板经过塑形后固定锁骨上侧。

1.3 观察指标   1.3.1 轴向压缩试验 将锁骨标本用义齿基托树脂Ⅱ型牙托粉固定于夹具中,然后将夹具及标本置于WD—5液压万能试验机上。

首先于预骨折线以远1 cm处后内侧“T”形粘贴高精度标距电阻应变片,接入应变仪。

轴向压缩采用连续加载轴向载荷设为0~600 N,设置100 N为分级载荷,记录此时锁骨的应变值和位移值。

在600 N载荷作用下,计算轴向刚度和应力遮挡率;轴向刚度=轴向载荷/压缩位移;应力遮挡率=(1—σ1/σ2)×100%(σ1表示锁定钢板或者重建钢板固定锁骨应力大小,σ2表示锁定钢板或者重建钢板固定锁骨应力大小)。

1.3.2 三点弯试验 以骨折处内侧0.5 cm处为支点,锁骨远端上表面加压,以4 N?m等级加载,直至20 N?m,加载方向垂直向下,计算机自动记录从板侧向对侧加载及对侧向板侧加载各级载荷点挠度值。

计算在20 N?m载荷作用下弯曲刚度(弯曲刚度=锁骨承受的弯距/锁骨弯曲时的转角)。

1.3.3 扭转试验 三点弯曲实验完成后,从锁骨远端旋向前加载以使夹具产生阻止旋转的扭转载荷,扭转载荷设为0~5 N?m,以1 N?m等级加载

在1、2、3、4、5 N?m时记录此时锁骨扭转角度值。

然后按公式计算在5 N?m扭矩作用下扭转刚度(扭转刚度=扭矩大小/绝对扭角)。

1.4 统计学方法   采用SPSS18.0统计学软件进行数据分析,计量资料数据用均数±标准差(x±s)表示,两组间比较采用t检验;以P   在锁骨骨折中,钢板成为使用最为广泛的内固定器械[10—13]。

常用生物力学功能钢板有3.5 mm的锁定钢板及“S”型重建钢板

国外学者对于锁定加压钢板重建钢板治疗锁骨骨折生物力学强度进行了研究发现,相较于锁定加压钢板重建钢板弯曲和转矩负载下抵抗力较差[14]。

而国内对于两种钢板生物力学特性研究鲜有报道,对其生物力学特性尚未完全阐明。

研究采用锁定钢板重建钢板固定人体离体锁骨中段骨折模型,进行轴向压缩试验、三弯点试验及扭转实验,结果显示:①轴向压缩试验中,在各级载荷点,锁定钢板组应变值及位移值均小于重建钢板组,差异有统计学意义(P 参考文献]   [1] 张谢卓,刘利国,哈斯鲁,等.重建钢板与克氏针置入内固定修复锁骨骨折的Meta分析[J].中国组织工程研究,2015,19(44):7209—7216.   [2] 董伊隆,潘展鹏,陈文良,等.弹性髓内钉治疗青少年锁骨骨折的临床应用[J].中国骨伤,2012,25(4):271—273.   [3] 赖志阳,庄健.重建板治疗锁骨骨折67例[J].中国伤残医学,2012,20(2):113—114.   [4] 谭力,接健,陈福扬,等.锁骨骨折术后钢板固定失败原因分析与对策[J].实用骨科杂志,2013,19(1):62—64.   [5] 朱昌荣.锁骨骨折不同固定方式生物力学特性的有限元分析[D].广州:南方医科大学,2013.   [6] 王诗波,骆宇春,季航宇,等.体外钢板固定治疗锁骨骨折的对比性生物力学研究[J].中国矫形外科杂志,2011,19(6):488—491.   [7] Steven DW,Jason R,Tobin H. Anatomic Relationships After Instrumentation of the Midshaft Clavicle With 3.5 mm Reconstruction Plating:An Anatomic Study [J]. J OrthoP Trauma,2011,25(11):657—660.   [8] 陆耀宇,娄磊,胡建山,等.三种内固定治疗锁骨中外1/3骨折生物力学研究[J].右江医学,2011,39(1):10—13.   [9] 何平,吴聚,李诗,等.空心加压螺钉在锁骨骨折中的应用效果观察[J].海南医学,2012,23(5):39—42.   [10] 林杨景,林炎水,李连宏,等.锁定与普通解剖型锁骨钢板锁骨中段骨折中的疗效比较[J].大连医科大学学报,2014,36(1):54—58.   [11] 赵磊.三维固定与传统固定治疗锁骨中段骨折生物力学研究[D].石家庄:河北医科大学,2013.   [12] Drosdowech DS,Manwell SE,Ferreira LM,et al. Biomechanical analysis of fixation of middle third fractures of the clavicle [J]. J Orthop Trauma,2011,25(1):39—43.   [13] 陈奕,吕建元,陈吉,等.钛制弹性髓内钉微创治疗锁骨中段骨折生物力学研究[J].中国矫形外科杂志,2011, 19(20):1723—1725.   [14] 孙军战,王光辉,吴成如,等.空心螺钉治疗锁骨骨折生物力学研究[J].东南国防医学,2014,16(5):482—484.   [15] 刘凤祥,龚伟华,唐坚,等.多轴锁定接骨板、重建接骨板、重建带治疗锁骨中段骨折[J].中国骨与关节外科,2013,6(6):505—510.   [16] 段连鸿,张鹏,黄继锋,等.肩锁关节脱位并肩胛颈骨折钢板固定生物力学研究[J].华西医学,2014,25(11):2028—2031.   [17] 刘弘扬,李力更,吴啸波,等.锁定重建板不同内固定方式治疗髋臼横行骨折生物力学研究[J].中国修复重建外科杂志,2015,29(9):1084—1086.   [18] 王峰,李振武,尹锐锋,等.股骨近端防旋髓内钉与锁定钢板修复股骨转子间骨折的系统评价[J].中国组织工程研究,2015,19 (53): 8677—8684.   [19] 陈伟义,李奇,林荔军,等.新鲜与防腐股骨近段标本生物力学差异[J].中国组织工程研究与临床康复,2009, 13(20):3924—3928.   [20] 石继祥,曹成福,石文俊,等.前置与上置重建钢板固定锁骨中段骨折生物力学性能比较[J].中国组织工程研究,2010,14(13):2333—2336.   (收稿日期:2016—03—22 本文编辑:程 铭)。

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