胫骨平台骨折双钢板固定法的生物力学研究

【摘要】目的：对复杂胫骨平台骨折的改良双钢板固定法进行生物力学探讨。方法：利用7对合格新鲜的人防腐胫骨标本，模拟临床骨折并用实验应力分析方法对其固定后的生物力学性能进行测定，论证其医疗效果。结果：双钢板固定的力学稳定性优于单钢板固定法，设计合理。结论：双钢板固定的稳定性远高于单纯外侧支持钢板固定，设计合理，能达到操作方便的效果，有较好的应用价值。
【关键词】胫骨骨折；骨折固定；治疗结果胫骨平台骨折固定技术是随着胫骨生物力学理论的进步和临床不断的实践而发展的，复杂胫骨平台骨折双钢板固定技术也不例外。自八十年代以来随着胫骨三维空间力学模型的建立和以双钢板为代表的包括角钢板、锁定钢板及LISS系统的广泛临床应用，使胫骨平台骨折治疗方法研究呈现一个崭新的局面。
1资料与方法
1.1研究资料:利用7对人防腐胫骨标本，参照Panjabi方法模拟出高尔夫钢板固定法和双钢板固定下胫骨模型，对标本进行载荷试验。每一个标本都进行高尔夫和双钢板固定后进行变速载荷试验，左右配对，轮次先后。用实验应力分析方法对两种方法固定后的生物力学性能进行测定。
1.2研究方法:双钢板固定的器械选用外侧放置4.5系统的钛合金T型支撑钢板，内侧放置3.5系统的钛合金1/2管型防滑钢板,用内外侧联合切口行改良双钢板固定：SchazkerⅣ型采用前正中联合后内侧切口,后内侧用3.5系统1/2管型钢板固定支撑，前内侧以胫骨平台“T”型钢板固定；SchazkerⅤ、Ⅵ型采用前外侧联合后内侧切口，后内侧用3.5系统1/2管型钢板固定支撑，外侧以高尔夫棒型钢板固定。

2结果
2.1胫骨的载荷-应变变化及胫骨的强度、胫骨在不同生理工况下载荷-应变变化测得结果(见表1)。
表1胫骨平台内侧髁中心载荷-应力变化(x±s)
100200300400500Comp双62±8124±12186±16248±22312±30单74±9148±14222±20296±24370±32Flex双70±8140±14210±18280±22350±30单80±8160±122401±6320±24400±34Ext双66±6132±12198±14264±18330±28单81±8161±12240±16321±22404±26Eat.Bend双108±10216±16324±18432±22540±30单122±12244±16366±20488±24610±322.2胫骨的载荷一位移变化、胫骨的载荷位移、胫骨垂直纵向位移和胫骨水平位移，以125N-2000次循环载荷为例，试验结果见表2。
3讨论
3.1改良双钢板法的设计与特点：实验结果显示内固定采用双钢板法能达到三维内固定要求，它在几种工况下胫骨的强
度和稳定性均已达到正常标本，并且在一定程度上比单钢板(高尔夫)内固定好。在标本破坏后，双钢板无形态变化，螺钉无弯折，并在该内固定器固定区域内的胫骨也未见损坏，而单钢板实验中出现了变形，螺钉松动，形态变化，正说明了双钢板(特别是改良双钢板)在力学性能方面的优越性。
3.2改良双钢板法具备的优势
(1)由于胫骨髁部是由大量松质骨及较薄弱的皮质骨包绕构成,膝关节屈伸运动过程中承受压力、剪力和旋转力,而胫骨平台骨折因累及双髁,且内髁常呈粉碎性骨折,仅用外侧支撑钢板不仅难以固定,而且易发生移位。
(2)胫骨外侧钢板联合内侧小钢板固定后,胫骨平台所承受大载荷是单纯外侧钢板固定的4倍。
表2125牛载荷-2000次循环载荷后的
位移变化（单位:cm）
垂直位移水平位移塑性位移弹性位移塑性位移弹性位移单钢板双钢板单钢板双钢板单钢板双钢板单钢板双钢板0.020.0050.090.020.0050.0030.010.0040.060.0100.160.030.0060.0070.040.0060.020.0330.080.060.0050.0030.030.0030.050.0230.130.070.0050.0040.030.0090.050.0100.130.070.0030.0030.030.0090.050.0080.060.020.0040.0060.010.007(3)外侧选用4.5系统的钛合金T型支撑钢板,因为T型支撑钢板可紧紧贴附于胫骨上段,不仅能支撑骨皮质,且近端同一水平可固定2枚直径达6.0cm的松质骨拉力螺钉,能将解剖复位后的胫骨平台和胫骨上段形成完整而坚固的整体,防止平台的塌陷。
(4)内侧选用3.5系统的钛合金1/2型小钢板,考虑到内侧小钢板对内后侧骨块主要起支撑作用,对钢板及螺钉强度要求不高。其次,内侧1/2型小钢板体积较外侧T型钢板小很多,单纯从前外侧入路不影响钢板的固定,对胫前软组织起了很好的保护作用。另外,1/2型小钢板上方有3~4个孔,可多个方向置钉,增加固定的稳定性,较直型钢板有优势。
参考文献
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