锁定钢板工作长度对股骨干骨折力学的影响

发布时间：2019-01-04 11:10

【摘要】：目的股骨干粉碎性骨折用长锁定钢板桥接固定,可增加钢板的工作长度,有效分散钢板的应力。但对于股骨干简单骨折,钢板工作长度对骨折端及钢板螺钉生物力学分布和骨折愈合作用的影响仍有争议。相关的生物力学研究也较少。钢板工作长度较短时,应力过于集中,增加了内固定失效发生的风险;工作长度较长或骨折间隙较大时,会使骨折端应变过大,影响骨折愈合过程中成骨细胞的分化和骨痂形成,增加了骨折延迟愈合或不愈合发生的风险。钢板理想的工作长度,可有效减少术后并发症的发生,提高临床疗效。方法本实验用仿真人工股骨构建股骨干简单骨折模型30个。将模型随机分为A组、B组和C组,每组10个试样,均采用锁定加压钢板固定。A组全为锁钉固定,骨折间隙2mm;B组靠近骨折两端用普通皮钉滑动加压固定,余用4枚锁钉固定;C组靠近骨折两端各空1个孔位用普通皮钉滑动加压固定,余用4枚锁钉固定。对三组试样先行轴向压缩、弯曲和动态疲劳实验的预实验,探究实验方案的可行性,并确定轴向压缩、弯曲和动态疲劳实验试样的屈服点、极限破坏点和可承受的最大载荷。然后在不同载荷下行轴向压缩实验、三点弯曲实验,记录测量点应变。再行抗弯曲性能实验和动态疲劳实验,将各实验组测量点应变、抗弯曲性能和抗疲劳性能相关数据行统计学分析,研究钢板工作长度对骨折端及锁定钢板生物力学分布和骨折愈合作用的影响。结果实验A组、B组和C组point5和point6测量点在不同压缩载荷下(600N,1400N,1800N)应变均不同,差异有统计学意义。骨折端应变大小:A组C组B组。A组point5测量点在不同压缩载荷下应变在2-7%之间;point6测量点在600N压缩载荷下应变在2-10%之间,在1400N和1800N压缩载荷下应变在11-16%之间。B组point5和point6测量点在600N压缩载荷下应变小于2%;在1400N和1800N压缩载荷下应变在2-10%之间。C组point5测量点在不同压缩载荷下应变在2-10%之间;point6测量点的应变在压缩载荷为600N和1400N时在2-10%之间,压缩载荷为1800N时大于10%。1800N轴向压缩载荷下,钢板局部微应变大小A组C组B组,且差异有统计学意义。A组和B组在300N、600N和900N不同弯曲载荷下point5和point6测量点应变变化在1-9%之间。C组在300N弯曲载荷下point5和point6测量点的应变在2-5%之间;600N弯曲载荷下应变在7-11%之间;900N弯曲载荷下应变在11-18%之间。A组、B组和C组point5和point6测量点应变大小在弯曲载荷约小于770N时为C组A组B组;弯曲载荷大于770N时为C组B组A组。600N弯曲载荷下钢板局部微应变:A组约在(410.16-621.16)με之间;B组约在(453.21-722.61)με之间;C组约在(375.16-621.36)με之间。抗弯曲性能实验A组最大位移为(35.54±0.59)mm;B组最大位移为(42.56±0.48)mm;C组最大位移为(36.74±0.45)mm,达到最大位移时弯曲载荷A组为(1273.53±1.86)N;B组为(1185.57±1.24)N;C组为(1115.57±1.48)N,差异有统计学意义。无钢板螺钉断裂等出现。动态疲劳实验压缩载荷为600N时,A组无钢板螺钉断裂等内固定失效出现;压缩载荷为1400N时,A组有2个试样内固定失效,1例在35万次循环周期时钢板断裂,1例在40万次循环周期时钢板断裂;压缩载荷为1800N时,A组有3个试样内固定失效,1例在20万次循环周期时钢板断裂,2例在21万次循环周期时钢板断裂。B组和C组在不同动态压缩载荷下均无钢板螺钉疲劳断裂等内固定失效出现。结论锁定加压钢板治疗股骨干简单骨折,靠近骨折端各空一个孔位固定时可增加钢板工作长度,但骨折愈合晚期骨折端应变大于10%,患者应使用助行器辅助功能锻炼,降低骨折端应变。骨折间隙为2mm时,可增加钢板螺钉疲劳断裂发生的风险。股骨干简单骨折应使用混合固定原则,先靠近骨折端滑动加压固定2枚皮钉消除骨折端间隙,再固定其余锁钉,鼓励患者早下地、晚负重功能锻炼,可促进骨细胞和骨痂组织的生成和骨折愈合,提高临床疗效。
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【学位授予单位】：天津医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R687.3

【参考文献】