改进型逆行旋入钉的生物力学测试

背景：目前,对于肱骨骨折主要以顺行旋入式髓内钉和传统带锁髓内钉治疗为主,但是该方法容易引起患者肩袖损伤等。相关研究结果显示,逆行髓内钉能够解决上述问题。 目的：分析改进型逆行旋入钉的生物力学测试结果,为临床上进一步推广使用提供依据。 方法：①根据人体肱骨解剖特点,对肱骨标本进行生物力学测试。②选取西安交通大学医学院附属红会医院骨外科2013年12月至2015年1月收治的80例肱骨骨折患者,采用随机数字方法将患者分为改进后旋入钉组和原型钉组,各40例,分别植入改进型钉和原型钉。 结果和结论：①改进后旋入钉抗轴向压缩、抗拉伸、抗扭转、抗弯曲性能显著优于原型钉(P < 0.05)。②改进后旋入钉组患者临床疗效优良率显著高于原型钉组。两组患者植入后均未出现感染,金属断裂和内固定松动等并发症。提示和传统旋入钉相比,改进型逆行旋入钉优势较多,生物力学设计更合理,且操作也更加简单,患者治疗后并发症发生率较低,适合临床应用。中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节;骨植入物;脊柱;骨折;内固定;数字化骨科;组织工程     

肱骨旋入式自锁髓内钉改进设计及其生物力学特征

背景：肱骨骨折可以利用旋入式自锁髓内钉进行治疗,以往的旋入式自锁髓内钉存在一定的应用局限性,需要对其进行改进设计,以获得更好的生物力学效果。 目的：对肱骨旋入式自锁髓内钉进行改进设计,并分析其生物力学特点和应用效果,为肱骨骨折的临床治疗提供一定的参考依据。 方法：①对旋入式自锁髓内钉进行改进设计,并进行力学测试。②选择63例肱骨骨折患者,根据随机数字表法分为两组,对照组(n=31)和实验组(n=32)。对照组利用常规旋入式自锁髓内钉进行治疗,实验组利用改进后的旋入式自锁髓内钉进行治疗。 结果与结论：改进后的髓内钉在抗轴向压缩、抗拉伸、抗扭转、抗弯曲方面的力学测试结果均显著优于改进前。置入前,两组患者的关节活动度指标得分差异均无显著性意义(P > 0.05);与治疗前相比,两组患者治疗后关节活动度指标得分均明显上升(P < 0.01或P < 0.05),且实验组患者治疗后关节活动度指标得分均显著高于对照组(P < 0.05);同时实验组治疗优良率显著高于对照组(P < 0.05)。表明在对旋入式自锁髓内钉进行适当的改进设计后,可以具备更加优良的力学特点,获得更好的临床应用效果。中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节;骨植入物;脊柱;骨折;内固定;数字化骨科;组织工程     

旋转臂自锁式髓内钉固定胫骨骨折的生物力学研究

研制一种新型的髓内固定器械———旋转臂自锁式髓内钉 ,用于胫骨中下段骨折。对其进行生物力学性能测试 ,并与国产带锁髓内钉进行比较 ,为临床应用提供依据。将 14根甲醛固定 1月的成年人胫骨 ,分成两组 ,制成胫骨中下段骨骨折 ,及 2cm的骨缺损 ,分别用旋转臂自锁式髓内钉和国产带锁髓内钉固定 ,进行扭转、轴向压缩、四点弯曲试验等生物力学测试。结果发现 :旋转臂自锁式髓内钉的抗弯曲刚度与国产带锁髓内钉相同 ,无统计学差异。抗扭转刚度略小于国产带锁髓内钉 ,但仍能满足生物学固定要求。抗轴向压缩刚度 ,国产带锁髓内钉优于旋转臂自锁式髓内钉。因此 ,旋转臂自锁式髓内钉固定符合生物学固定的要求 ,结构合理 ,简单、实用 ,具备一定抗不良应力的能力 ,操作方便、性能可靠 ,配套设备要求低 ,有临床推广价值。     

股骨静力交锁髓内钉生物力学性能及对骨折愈合的影响

背景:交锁髓内钉是治疗股骨骨折的常用内固定器械,术中是否常规提拉加压,以及术后是否及时动力化,对骨折愈合起着至关重要的作用,如何通过干扰各种因素来提高骨折愈合率是人们研究的重点。目的:观察股骨静力交锁髓内钉生物力学性能及对骨折愈合的影响。方法:采用甲醛浸泡的成人尸体股骨标本8对,制成中段横形骨折模型后分别用静力型交锁髓内钉(髓内钉组)、TiNi环抱式接骨板(环抱器组)、有限接触动力加压接骨板(加压钢板组)固定,测试抗轴向压缩、抗三点弯曲和抗扭转力学性能,计算应力遮挡率。结果与结论:髓内钉组与加压钢板组相比,抗轴向压缩性能和抗三点弯曲性能相当(P0.05),但抗扭转性能较弱(P0.05);与环抱器组相比,抗轴向压缩性能和抗三点弯曲性能较强(P0.05),而抗扭转性能差异无显著性意义(P0.05);髓内钉组的应力遮挡率与加压钢板组差异无显著性意义(P0.05),明显高于环抱器组(P0.01)。提示交锁髓内钉的生物力学稳定性可靠,但应力遮挡率较高,临床应用时需及时对其动力化,促进骨折愈合。     

交锁髓内钉治疗长骨骨折的临床应用与生物力学分析

对交锁髓内钉治疗长骨骨折进行临床生物力学分析。方法：1998年5月至2002年5月应用交锁髓内钉治疗股骨骨折65例，分别采用静力型股骨交锁钉内固定29例，动力钉内固定29例，重建钉固定18例，逆行钉固定9例；胫骨骨折47例，采用静力胫骨交锁髓内钉固定；肱骨干骨折15例，采用肱骨分叉式交锁髓内钉固定。扩髓：股骨47例，胫骨36例，肱骨10例。结果：本组127例中，骨折愈合125例；膝、踝、肩、肘关节完全恢复正常121例。结论：交锁髓内钉治疗长骨骨折效果良好。最好选择与骨骼弯曲半径相匹配直径较大的钛髓内钉。术中扩髓与不扩髓各有优缺点。静力型交锁钉可在6～8周内改为动力固定来刺激骨折愈合。交锁髓内钉固定可能出现多种并发症。     

锁定加压钢板与交锁髓内钉固定肱骨投掷骨折的有限元分析

目的通过三维有限元法对锁定加压钢板和交锁髓内钉固定肱骨投掷骨折的生物力学稳定性进行比较,为临床应用提供理论参考。方法分别建立前外侧锁定加压钢板、后侧锁定加压钢板、顺行髓内钉、逆行髓内钉固定肱骨投掷骨折的三维有限元模型。应用有限元分析法在相同的加载和约束条件下模拟轴向压缩、逆时针扭转和三点弯曲三种工况,评价各组内固定最大等效应力、肱骨骨折块及骨折断端最大等效应力。结果 (1)内固定最大等效应力:锁定加压钢板置于前外侧较后侧最大应力值小;逆行较顺行髓内钉在压缩工况最大应力值更大,扭转和弯曲工况较小;(2)骨折块最大综合位移:髓内钉较锁定加压钢板组大,锁定加压钢板置于前外侧较后侧大,顺行髓内钉较逆行髓内钉大;(3)骨折断端最大等效应力:锁定加压钢板较髓内钉组骨折断端最大应力大且应力分布均匀。结论应用锁定加压钢板较髓内钉治疗肱骨投掷骨折更加稳定且应力均匀;锁定加压钢板置于后侧较前外侧更稳定但应力略大;逆行髓内钉稳定性优于顺行髓内钉。     

新型胫骨交锁髓内钉对胫骨稳定性骨折治疗作用的生物力学研究

目的对新型动力加压胫骨交锁髓内钉用于胫骨稳定性骨折的生物力学性能进行对比研究,评价其在稳定性骨折治疗中的作用和力学性能优劣。方法对不同方式内固定用于胫骨稳定骨折的抗轴向压缩、抗侧弯、抗旋转生物力学性能进行测评和对比。结果新型髓内钉在轴向压缩载荷作用下表达出了优良的动力加压功能,其既有良好的抗短缩能力且应力遮挡低;各组试样的抗内→外弯曲能力较抗前→后弯曲能力强,新型髓内钉的抗侧弯性能优于髓内钉对照组,但次于加压钢板内固定;加压钢板内固定的抗旋转性能优于髓内钉内固定,新型髓内钉组较髓内钉对照组的抗旋转性能更优。结论新型胫骨髓内钉治疗稳定骨折的生物力学性能优越,可满足临床治疗需要;胫骨髓腔形态可对髓内钉抗侧弯性能表达产生重要影响。     

旋入自锁髓内钉与交锁髓内钉治疗肱骨干骨折的临床对比研究

目的比较旋入自锁髓内钉﹙旋入钉﹚与交锁髓内钉固定对肱骨干骨折的治疗效果。方法收集我院2008年7月~2011年7月54例肱骨干骨折患者分别采用旋入钉与交锁髓内钉内固定治疗。旋入钉组30例,交锁髓内钉组24例。比较两组在手术时间、术中出血量、骨折愈合时间、肩关节功能及手术并发症等的区别,根据结果进行统计分析。结果旋入钉组在手术时间及术中出血量上明显少于交锁髓内钉组。而在骨折愈合时间、术后肩关节功能等方面无明显差异。交锁髓内钉组术后出现3例桡神经损伤病例,均采取保守治疗,术后6个月后,患肢功能均完全恢复。1例伤口出现表面感染,予每日伤口碘伏换药,清除坏死组织后,1月后伤口愈合。两组病例均未出现骨折延迟愈合或者不愈合。结论旋入钉治疗肱骨干骨折手术操作简单,手术创伤小,并发症少,治疗效果满意,值得临床推广。     

胫骨远端解剖钢板和改进型交锁髓内钉内固定生物力学研究

目的通过对胫骨远端骨折改进型交锁髓内钉和解剖钢板内固定的生物力学研究,为临床应用提供科学依据。方法尸胫骨6具,固定后通过胫骨骨折内固定的轴向压缩试验,三点弯曲试验,扭转力学性能试验来进行两种固定方法的生物力学研究。结果改进型交锁髓内钉与解剖钢板在骨折固定上有优势,尤其在应力遮挡保护率方面有较大的优势。结论髓内钉设计合理,操作简单,固定确实,手术创伤小,并发症少,是治疗胫骨远端骨折的理想内固定物之一。     

旋入式自锁髓内钉在肱骨干骨折中的应用

目的：观察旋入自锁髓内钉（以下简称＂旋入钉＂）固定治疗肱骨干骨折的临床疗效。方法：应用旋入钉顺行固定治疗肱骨干骨折32例。结果：所有患者均获随访,随访时间5～14个月,平均8个月,骨折愈合时间8～16周,平均72d,无手术致神经及血管损伤者。1例钉尾留出大结节外0.5cm,术后肩部疼痛,外展50°受限;其余31例肩关节功能活动恢复正常。未见骨折不愈合者,无其它并发症发生。结论：旋入式自锁髓内钉固定治疗肱骨干骨折,手术创伤相对小,固定牢固可靠,手术过程简便,且术后能早期功能锻炼,功能恢复好,二次取内固定物简单,值得临床推广应用。     

不同内固定器固定股骨髁上骨折的生物力学比较

背景：治疗股骨髁上骨折的内固定方法很多,其中主要有偏心位固定的钢板类和中心位固定的髓内钉类。由于两者生物力学特性的差异,在治疗股骨髁上骨折的临床疗效也不同。 目的：对治疗股骨髁上骨折的两种固定器进行生物力学对比,探讨两种固定器固定股骨髁上骨折时的应力分布差异,从而为临床选择理想的内固定器提供理论依据。 方法：选择12套成人尸体股骨,将股骨髁上横行锯断,制作股骨髁上骨折模型。将骨折标本解剖复位后,按照手术操作方法用微创内固定系统和逆行交锁髓内钉固定。在骨折断面及钉道周围共粘贴6个电阻应变片,然后将骨折模型分别置于Zwick Z100电子万能材料实验机及扭转试验机(RNJ-500)上,以线性载荷0-400 N、扭转载荷0-20 N•m加载,分析局部应力,测量两种固定器在相同载荷条件下骨折断面及钉道周围应力的大小和分布特点。 结果与结论：在实验载荷条件下,逆行交锁髓内钉组和LISS钢板组骨折断端和钉道周围应力均随着轴向载荷和扭转载荷的增大而增大。在同一轴向载荷下,逆行交锁髓内钉组较LISS钢板组在6个测试应变点应变值大(P < 0.01);在同一扭转载荷下,LISS钢板组较逆行交锁髓内钉组在6个测试应变点应变值大(P < 0.01)。 结果显示,逆行交锁髓内钉固定股骨髁上骨折中可明显降低应力遮挡,从而利于应力传导,并具有良好的抗扭转能力,从生物力学角度可以推广使用。中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节;骨植入物;脊柱;骨折;内固定;数字化骨科;组织工程全文链接：     

胫骨中髓内钉与锁定加压钢板分期修复胫骨开放性骨折的生物力学特点

背景：髓内钉固定和锁定加压钢板相比在开放性骨折中更具优势,具有锁定和加压双重功能,能够较高的保护骨折端的血供,组织创伤少,弹性固定牢,感染率低等优点。 目的：探讨胫骨中髓内钉与锁定加压钢板在分期治疗胫骨开放性骨折中的临床疗效及生物力学性能。 方法：选取于2012年1月至2014年1月潍坊医学院附属青岛市胶州中心医院骨科收治的胫骨开放性骨折患者100例。采用随机对照方法根据患者进行的手术方式分为胫骨中髓内钉组57例,锁定加压钢板组43例。选取潍坊医学院附属青岛市胶州中心医院提供的10具尸体胫骨开放性骨折模型,随机分2组,分别采用胫骨中髓内钉固定和锁定加压钢板固定后,进行三点弯曲实验、轴向压缩实验以及扭转强度实验。 结果与结论：胫骨中髓内钉组患者手术时间、术中出血量显著少于锁定加压钢板组(P < 0.05)。两组患者在切口感染、固定物松动、不愈合等固定后并发症方面差异无显著性意义,均无切口感染。胫骨中髓内钉组标本弯曲实验偏移量、轴向压缩实验偏移量、扭转实验扭转角度,显著小于锁定加压钢板组(P < 0.05)。结果证实,胫骨中髓内钉与锁定加压钢板在分期治疗胫骨开放性骨折中均能获得预期治疗效果,但胫骨中髓内钉生物力学更加稳定,更加符合人体生物力学特性,具有固定坚强、能早期活动,应力遮挡小优点,治疗时根据患者症状、骨折位置等选择合适的材料能够提高疗效。  中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节;骨植入物;脊柱;骨折;内固定;数字化骨科;组织工程     

Design of a retractable intramedullary nail for the humerus

This paper describes the design of a retractable intramedullary nail for the humerus that does not require inter-locking screws. The developed nail has a series of fins which open out from the casing to grip the medullary canal of the bone, thus securing it in position. Prototypes of the nail have been mechanically tested using static compression, dynamic compression and static torsion tests. During the compression tests no nails were found to fail. Statically a mean force of 809 N was withstood. During dynamic testing all the nails survived 1 million cycles, with a maximum applied load of 400 N. In torsion the two nails failed at 1.0 and 2.2 N m. Based on the mechanical testing, the retractable intramedullary nail would appear strong enough to withstand the expected loading conditions in the human body.     

不同植入物内固定修复股骨颈合并同侧转子下骨折：生物力学性能比较

BACKGROUND: Choosing internal fixator implants with good strength and stiffness is the key to repair femoral neck combined with ipsilateral subtrochanteric fractures. OBJECTIVE: To compare the biomechanical properties of different implant fixation for femoral neck combined with ipsilateral subtrochanteric fractures. METHODS: Totally 24 adult antiseptic cadaver specimens were used to produce fracture models with femoral neck fracture combined with 5 cm of ipsilateral subtrochanteri medical cortical defect, and were divided into femoral proximal locking plate group, lengthening proximal femur anti-rotation intramedullary nail group and lengthening proximal femoral nail group according to the random number table method. The results of axial compression test, torsion test and axial compression failure rest in three groups were compared. RESULTS AND CONCLUSION: The axial compressive stiffness and failure load in lengthening proximal femur anti-rotation intramedullary nail group were significantly greater than those in femoral proximal locking plate group and lengthening proximal femoral nail group, and those in lengthening proximal femoral nail group were significantly greater than those in femoral proximal locking plate group (P < 0.05). The torsional stiffness in femoral proximal locking plate group was significantly greater than that in lengthening proximal femur anti-rotation intramedullary nail group and lengthening proximal femoral nail group, and that in lengthening proximal femur anti-rotation intramedullary nail group was significantly greater than that in lengthening proximal femoral nail group (P < 0.05). The indexes of biomechanical properties of specimens at the 4th and 8th weeks after fixation in three groups were slightly increased compared with those in 0 week after surgery, but the difference was no statistically significant (P > 0.05). These results demonstrate that to a certain extent, compared with the femoral proximal locking plate and lengthening lengthening proximal femoral nail, lengthening proximal femur anti-rotation intramedullary nail fixation for repair of femoral neck combined with ipsilateral subtrochanteric fractures has more biomechanical advantages.       

自制加锁梅花针治疗股骨中下段骨折的生物力学测试

目的对自行研制的用于治疗股骨中下段骨折加锁梅花针进行生物力学测试,为临床应用提供生物力学基础。方法用6例新鲜成人股骨标本,制作股骨中上段骨折模型两种,梅花针固定;然后制作股骨下段骨折模型两种,加锁梅花针固定;最后利用股骨下段骨折模型交锁钉固定,每次作下一骨折模型前,用钢片张力带固定前一次的骨折线。依次对正常股骨标本、梅花针固定后的标本、加锁梅花针固定的标本、交锁钉固定的标本进行扭转测试、垂直压缩试验、4点弯曲试验,分析4组试验的实验数据。结果梅花针固定股骨中上段骨折、加锁梅花针固定股骨下段骨折和交锁钉固定的股骨下段骨折抗扭转测试中,均可以达到4Nm抗旋转刚度;轴向压缩试验中最大应变正常组和梅花针组、加锁梅花针组无明显差异,4点弯曲试验中梅花针与加锁梅花针和正常标本的弯曲刚度相近,交锁钉的抗弯曲刚度明显高于其他3者。结论加锁梅花针冶疗股骨中下段骨折,具有良好的生物力学性能,固定效果可靠。     

两种髓内针治疗胫骨中下1/3骨折的生物力学比较

目的：对髓内扩张自锁钉的生物力学性能进行测试，为临床应用提供科学理论依据。方法：采用新鲜成人胫骨12根，制作成中下1／3斜行骨折进行实验；分别用交锁钉、髓内扩张自锁钉内固定，对标本进行抗屈伸、抗侧弯、抗短缩、抗旋转、抗疲劳方面的生物力学测试，评价髓内扩张自锁钉内固定的稳定性；同时比较二种内固定稳定程度的差异性。用Stata软件对实验数据进行分析。结果：髓内扩张自锁钉在抗侧弯、抗疲劳刚度方面强于交锁钉，在抗短缩、抗旋转方面稍差于交锁钉；髓内扩张自锁钉在轴向应力传导方面高于交锁钉；髓内扩张自锁钉抗屈伸性能强于交锁钉。结论：髓内扩张自锁钉具有良好的生物力学性能，有较强的骨折固定作用和稳定性，符合生物学固定的要求。     

旋转臂自锁式髓内钉固定股骨干骨折的生物力学研究

将14根成人股骨标本分成两组,制成股骨中段粉碎性骨折模型,将自研的旋转臂自锁式髓内钉作为实验组和国产带锁髓内钉作为对照组,分别对骨折模型进行固定,在M TS试验机上对髓内钉及髓内钉固定骨折模型依次进行旋转、四点弯曲及压缩试验,比较旋转臂自锁式髓内钉与国产交锁髓内钉的力学性能。为旋转臂自锁式髓内钉设计的改进、临床应用及推广提供理论依据。结果显示:(1)实验组钉骨试件的抗扭转钢度为0.89 Nm/度,对照组钉骨试件的抗扭转刚度为1.18 Nm/度,实验组钉骨试件的抗扭转刚度小于对照组,为对照组的75.4%;实验组钉骨试件在扭角为16°时的扭矩为14.44 Nm,对照组钉骨试件为22.44 Nm,实验组钉骨试件的扭矩小于对照组,约为对照组的64.3%。(2)试验组钉骨试件的抗弯刚度为1 535 N cm/mm,对照组钉骨试件的抗弯刚度为1 737N cm/mm,对照组大于试验组,但无统计学意义(P>0.05)。(3)实验组最大轴向载荷为1 339 N,试件变形为3.5mm;对照组为1 910 N,试件变形为5.2 mm。对照组的最大载荷大于实验组(P<0.05)。在2倍体重时,实验组的位移为2.1 mm,对照组为3.0 mm,实验组小于对照组(P<0.05),实验组的抗短缩刚度大于对照组。(4)实验组髓内钉的力学指标比对照组小,髓内钉的各项力学指标均大于髓内钉股骨试件。因此,旋转臂自锁式髓内钉能够满足固定股骨干粉碎性骨折的生物力学要求和临床内固定的需要。     

三种金属植入体内固定治疗肱骨干骨折的比较

背景：目前,对管状骨骨折的内固定多采用髓内钉固定和钢板固定两种方式。交锁髓内钉以其适应证广、创伤小、固定牢等优点已经成为治疗长骨干骨折的金标准。 目的：比较微创锁定钢板、可膨胀髓内钉与交锁髓内针3种内固定方法治疗肱骨干骨折的效果。 方法：66例肱骨干骨折患者根据内固定方式不同分为3组,分别采用微创钢板、可膨胀髓内钉及交锁髓内针内固定,3组均采用常规内固定入路,比较3组患者骨折愈合时间及并发症。 结果与结论：3组骨折愈合时间差异无显著性意义。3组内固定后并发症比较差异无显著性意义(P > 0.05),但是各有不同。结果表明3种内固定方式治疗肱骨干骨折均可取得满意疗效。在治疗应根据骨折的类型和损伤的程度合理选择固定方式。