髋臼后壁骨折内固定的髋臼接触特征

严军 王以进 郑祖根 董启榕
[1]苏州大学附属第二医院骨科,苏州215000 [2]上海大学生物力学研究所,上海201800

文章摘要:目的研究髋臼后壁骨折及其经内固定后的髋臼接触特征的变化。方法运用压敏片技术分别测量正常髋臼，髋臼后壁骨折及经用重建钢板（RP）和重建钢板＋分又钢板（RP＋SP）两种方法内固定后髋臼的接触面积和接触应力。结果髋臼后壁骨折后接触面积较正常髋臼下降34％，经RP固定后接触面积恢复至正常的80％，RP＋SP固定后恢复至正常的92％。髋臼后壁骨折后接触压力和接触应力明显增加，两种内固定方法固定后接触压力和接触应力随之减小。结论髋臼后壁骨折引起髋臼接触面积下降、应力集中，两种内固定方式均能有效恢复髋臼的接触面积，降低接触应力，其中RP＋SP固定的效果更为明显。
文章主题:髋臼骨折 内固定 生物力学特征

文章内容：306医用生物力学第22卷第3期2007年9月,1.22.3,2007文章编号:1004—7220(2007)03.0306.04髋臼后壁骨折内固定的髋臼接触特征严军?,王以进,郑祖根1,董启榕1(1.苏州大学附属第二医院骨科,苏州215000;2.上海大学生物力学研究所,上海201800)摘要:目的研究髋臼后壁骨折及其经内固定后的髋臼接触特征的变化.方法运用压敏片技术分别测量正常髋臼,髋臼后壁骨折及经用重建钢板()和重建钢板+分又钢板(+)两种方法内固定后髋臼的接触面积和接触应力.结果髋臼后壁骨折后接触面积较正常髋臼下降34%,经固定后接触面积恢复至正常的80%,+固定后恢复至正常的92%.髋臼后壁骨折后接触压力和接触应力明显增加,两种内固定方法固定后接触压力和接触应力随之减小.结论髋臼后壁骨折引起髋臼接触面积下降,应力集中,两种内固定方式均能有效恢复髋臼的接触面积,降低接触应力,其中+固定的效果更为明显.关键词:髋臼骨折;内固定;生物力学特征中图分类号:318.01文献标识码:',-,-',-'.7.,,215000,;2.,201800,).,()竹..,34%,82%,92%....0..:;;髋臼后壁骨折是髋臼骨折中较常见的一种类型,常伴髋关节脱位或半脱位,其预后直接影响髋关节功能.近年来压敏片技术被广泛用于各种关节的力学研究,本实验采用压敏片技术来研究髋臼后壁骨折及其经重建钢板和分叉钢板两种方式内固定后,髋臼的接触特征变化.1材料与方法1.1实验模型制作及实验分组选用6具经防腐保湿处理的成人骨盆,包括髋收稿日期:2006—06—06:修回日期:2006—09—21作者简介:严军(1969.),男,副教授,副主任医师,研究方向:脊柱外科和创伤骨科通讯作者:严军,:(512)65551356;:@.严军,等.髋臼后壁骨折内固定的髋臼接触特征,关节和近侧1/3股骨,剔除肌肉组织,保留关节囊,排除骨性疾病,将骨盆从中锯开分成两个髋关节标本,用甲醛溶液浸湿的纱布覆盖待用.实验分4组进行:①正常对照组:12件髋关节标本,环形切开关节囊,切断股骨头圆韧带,按下述实验方法进行力学测试.②骨折模型组:定义髋臼后壁范围为从髋臼顶点至髋臼后壁与坐骨枝相交处,将其等分为二,上为区,下为区(见图1),截骨厚度为髋臼后缘至坐骨切迹之间厚度的1/2,先用克氏针按预定截骨线成排钻孔,再用薄骨刀将其截断,制成骨折模型,共12件测试样标本,进行测试.图1髋臼后壁骨折,,区三种损伤模型.1悖③重建钢板()组:将骨折模型随机分成两组,每组6件标本,其中一组按常规用九孔重建钢板(常州市康辉医疗器械有限公司生产)进行固定(见图2),固定后作测试.④重建钢板加用分叉钢板(+)组:将另一组6件骨折模型,用重建钢板和分叉钢板(+)固定.分叉钢板为普通髋臼重建钢板经螺钉孔剪断制成,将其放在经塑形的普通髋臼钢板下方,后壁骨块的中央,用一枚螺钉经重叠钉孔将两块钢板串联并固定后壁骨块,另用1—2枚螺钉将分叉钢板固定在髋臼后柱上,分叉钢板前方分叉与髋臼后壁缘平齐,其上重建钢板按常规用螺钉固定(见图2),固定后进行测试.分叉钢板应放在最大骨折块的背侧,其上的重建钢板要良好塑形并设计好各螺钉的位置.重建钢板+分叉钢板组重建钢板组(+)()图2髋臼后壁骨折两种内固定方法示意图.2实验流程:实验先对正常组12件测试样标本进行测试,测试完毕后将2件样本均制作成骨折模型,在力学测试结束后,再将骨折模型随机分成两组,一组用固定,另一组用+固定,然后分别进行力学测试.1.2实验方法将髂骨用万向旋转夹具固定,并用交叉斯氏钉辅助加强,股骨干固定在加载平台上,屈髋90.,股骨干保持中立位.采用超低压型压敏片(日本富士公司产品,厚0.2,4×4大小,压力测定范围40—45/,湿度20%9%),先将压敏片剪去四角修成椭圆形,用薄透明袋密封,从后方塞入髋关节,覆盖髋臼后壁及其余大部,使用一5型万能材料试验机(红…试验机厂生产),从150开始等级加载至60,加载速率1.4/,在600载荷下持续加载2后取出压敏片,以压敏片接触显影区中心点为基准,向外2周围取4点,另向外2取8点作为感兴趣点,压力由密度计(一301,日本富士公司生产)与压力转换器(一302,日本富士公司生产)测定,以上各点均值为接触压力峰值,接触面积采用求积仪沿压敏片显影轨迹测量获得,误差小于5%.医用生物力学第22卷第3期2007年9月,1.22.3,20071.3实验数据统计学处理实验数据以线性回归,方差分析,经最小二乘法加以处理,按照数据统计理论加以分析,计算相关参数和丁检验,全部运算采用10.0软件,设定&;0.05为显着性水平.2结果实验测试结果见表1.表1髋臼后壁骨折采用两种不同方式内固定后的接触特征(±).1±)注:骨折组与组和+组比较&;0.05由表1可见,正常髋臼的接触面积为26.482,后壁骨折后其平均接触面积下降34%,产生了巨大的应力集中(1.08/),采用固定后接触面积恢复到正常的82%,+固定后,接触面积恢复至92%,统计显示有显着差异(&;0.05).正常髋臼的接触压力和接触应力分别为1120和0.76/2,髋臼后壁骨折后接触压力和接触应力明显增加,分别达1237和1.08/;解剖复位基础上采用两种内固定方法固定后接触压力和接触应力随之减小,但两种内固定方法在接触压力和接触应力的恢复上无显着差异.3讨论髋臼后壁骨折【'2】是髋臼骨折中较为简单的一种骨折,但由于是关节内骨折,所以骨折的解剖复位及内固定的强度对于其预后都有着重要的影响.压敏片技术近年来被广泛应用于各种关节的力学研究,其由二层聚酯组成,一层为含有色彩形成液体微囊,另一层含有红色显影物质,当两层受压时,微囊破裂,另一层就会显出红色,所产生的红色区域,经密度测定仪和压力转换器置换可测出其接触压力,接触面积可用求积仪沿其轨迹测量获得,从而反映出接触面的基本接触特征.压敏片技术也存在一些缺陷【3卅:(1)片状的压敏片很难良好地覆盖弧形的关