三种固定方式修复胫骨平台后外侧骨折的生物力学比较

背景：胫骨平台后外侧骨折修复方案包括后侧钢板螺钉、外侧钢板螺钉和前后拉力螺钉内固定;选择何种内固定方法主要是靠医师的临床经验,研究结果也大多是临床报道,缺乏力学实验的依据。目的：从生物力学角度比较外侧钢板螺钉组、后侧钢板螺钉组、前后拉力螺钉组3种固定方式修复胫骨平台后外侧骨折的生物力学变化。方法：采用6具成年男性防腐尸体胫骨标本共12个进行干骺端骨密度测定。电动摆锯建立胫骨平台后外侧1/2骨折模型,模型随机分3组进行前后拉力螺钉固定、外侧钢板螺钉固定、后侧钢板螺钉固定。利用有限元法和生物力学方法在250,500,1000 N的轴向载荷下测试骨折块的轴向位移值及最大位移值分布区。结果与结论：3组标本干骺端平均骨密度差异无显著性意义（P〉0.05）。在轴向载荷为250 N时,有限元实验中骨折块的位移值,前后拉力螺钉组最小,为0.013521 mm;后侧钢板螺钉组居中,为0.016991 mm;外侧钢板螺钉组最大,为0.138200 mm,在500,1000 N时情况类似。实验生物力学结果显示,前后拉力螺钉组的位移值明显小于外侧钢板螺钉组和后侧拉力螺钉组（P〈0.05）;后侧钢板螺钉组与外侧钢板螺钉组比较差异无显著性意义（P〉0.05）,两种测试方法最大位移值分布区域都在近侧胫腓关节交界区。提示在生物力学稳定性方面,前后拉力螺钉组最具优势,外侧钢板螺钉组较差。临床可以考虑将前后拉力螺钉固定作为修复胫骨平台后外侧骨折的首选方案。     

胫骨平台后柱骨折钢板固定的三维有限元分析

[目的]研究胫骨平台后柱骨折不同内固定模型在轴向载荷作用下平台位移、钢板应力的分布规律,探讨符合力学原理的最佳内固定及手术入路方式.[方法]在有限元相关软件中建立胫骨平台后柱骨折模型,并分别建立胫骨平台后柱骨折四种钢板固定方式的有限元模型.设定边界及载荷条件,模拟体重60 kg的成人双足站立（250 N）、单足站立（500 N）、慢走（1000 N）、快走（1500 N）四种工况下胫骨平台后柱骨折四种固定方式下胫骨平台位移、应力分布及钢板螺钉承受应力情况.[结果]在有限元软件中建立了形象逼真、接近临床实际的胫骨平台后柱骨折钢板固定三维有限元模型;四种固定模型在轴向载荷为500 N、1000 N、1500 N时,外侧钢板固定模型平台最大轴向位移都最大,内侧钢板固定模型较外侧钢板固定模型平台最大轴向位移值小,后侧钢板固定模型较内侧钢板固定模型平台最大轴向位移值小,双侧钢板固定模型平台最大轴向位移值最小;随着载荷增大,四种固定方式下钢板螺钉承受的应力值也随之增大.[结论]利用有限元相关软件建立的胫骨平台后柱骨折有限元模型及钢板内固定有限元模型能有效模拟骨折真实情况,指导临床治疗.采用双侧钢板固定胫骨平台后柱骨折时的平台轴向位移最小,承担的应力最大,稳定性最好,是最可靠的固定方法;采用单一钢板固定,则后侧钢板固定胫骨平台后柱骨折时的平台轴向位移最小,承担的应力最大,稳定性最佳,固定最为牢靠.     

不同内固定物治疗胫骨平台后内侧骨折的生物力学分析

背景：胫骨平台后内侧骨折的治疗较困难,容易出现因骨折固定方式选择不当导致骨折再次移位、骨不连、内固定失效及关节功能活动障碍等并发症。目的：分析3种胫骨平台后内侧骨折不同固定方法的生物力学效果。方法：27具新鲜骨标本,制成胫骨平台后内侧骨折模型,分别制成正常组,双钢板固定组,T形钢板固定组,拉力螺钉固定组。对以上3组进行压力、载荷一位移、应力强度、刚度和旋转性能测试。结果与结论：双钢板固定组载荷一位移显著小于T型钢板固定组和拉力螺钉固定组,双钢板固定组轴向刚度、水平剪切刚度及转矩扭角变化,均显著大于T型钢板固定组和拉力螺钉固定组。提示胫骨平台后内侧骨折双钢板固定较其他2种方法更具有生物力学上的稳定性。     

外侧锁定联合内侧支持钢板与双支持钢板内固定修复胫骨平台骨折的比较

背景：胫骨平台骨折采用单侧支持钢板容易形成偏心支撑,易导致成角畸形,而若仅用外侧支持钢板又容易出现膝关节内翻畸形。目的：比较双切口外侧锁定钢板联合内侧支持钢板与双支持钢板内固定修复复杂胫骨平台骨折的临床及影像学效果。方法：回顾性分析2009年3月至2013年11月收治86例复杂胫骨平台骨折患者的临床资料。根据其内固定方式分为2组,外锁定内支持组采用外侧锁定钢板固定骨折情况相对较复杂及粉碎程度较重的外侧,内侧采用支撑钢板;内外支持组则内外侧均采用支撑钢板固定。术后随访2年,对比两种内固定方式的临床及影像学效果。结果与结论：所有随访患者创口均Ⅰ期愈合,骨折均获得骨性愈合。两组患者的手术时间、上止血带时间及术中出血量比较差异均无显著性意义（P〉0.05）。术后随访发现,除完全负重时间外锁定内支持组明显早于双支持钢板组外（P〈0.05）,两组骨折愈合时间、膝关节功能评分、膝关节活动度、术后胫骨平台内翻角、胫骨平台后倾及术后1年胫骨平台内翻角、胫骨平台后倾差异均无显著性意义（P〉0.05）。提示双切口双钢板置入内固定修复胫骨平台骨折具有良好的临床及影像学效果,与双支持钢板相比,外侧锁定钢板联合内侧支持钢板在完全负重时间上更具优势。     

累及胫骨平台后内侧柱复杂骨折:“竹筏”型及后内侧支撑钢板的置入

背景:累及胫骨平台后内侧骨折多为高能量损伤所致复杂型骨折,如不能选择合适时机、采用合理的固定入路及固定方式,则易出现局部皮肤坏死、骨折延迟愈合或不愈合、内固定失败及膝关节功能障碍等不良并发症。目的:探讨累及胫骨平台后内侧柱的复杂胫骨平台骨折的固定方法及效果。方法:以CT三维重建为基础和胫骨平台的三柱分型理论为依据,回顾性分析复杂胫骨平台骨折累及后内侧柱的患者37例资料。所有病例施行固定治疗,采用前外侧切口及后内侧切口固定入路,外侧利用国际内固定研究学会"竹筏"型解剖锁定接骨板固定,后内侧柱根据骨折情况选择此锁定支撑钢板固定,并行骨诱导人工骨植骨,按Merchant评分标准膝关节功能恢复情况。结果与结论:患者均获得平均12.8个月随访。骨折均达到临床愈合标准,无并发症出现。膝关节功能恢复情况:优25例,良9例,可2例,差1例,优良率92%。结果证实,前外侧切口结合后内侧切口+胫骨外侧"竹筏"型钢板及后内侧支撑钢板内固定,并应用骨诱导人工骨植骨治疗累及胫骨平台后内侧柱的胫骨平台骨折可以取得良好的治疗效果。     

数字散斑法加载100N与500N测量胫骨干骨折内固定下的位移

背景：以往研究多以传感器研究钢板置入内固定治疗骨折生物力学特点,存在直接接触、精度低等缺点。目的：以数字散斑法测试成人胫骨加压钢板内固定中骨折断端第4颗和第5颗螺钉在不同拉力条件下的平均位移。方法：测试之前在所有成人胫骨标本表面喷涂银漆粉,用于数字散斑测量。横行截断胫骨中点,制造胫骨干中段骨折模型。将加压钢板置入胫骨后外侧骨膜下,骨折端两侧各4枚螺钉穿透4层骨皮质。标本分6个状态：A,8枚螺钉加压胫骨内固定（未锯断,模拟骨愈合状态）;B,在A组的基础上胫骨中点锯断;C,在B组的基础上去掉上面第1颗螺钉;D,在C组的基础上去掉下面第1颗螺钉;E,在D组的基础上去掉上面第2颗螺钉;F,在E组的基础上去掉下面第2颗螺钉,按A～F组测量顺序进行测量。在100,500N拉力下,用CSS-44100型电子万能试验机进行加载拉力测量骨折断端近侧第4颗与第5螺钉的位移。结果与结论：方差分析显示在100N拉力下（F=3.107）,A组与F组比较方差的P〈0.05;在500N拉力下（F=4.719）,A组与F组比较方差的P值〈0.05。说明靠近骨折线的螺钉承受较大的应力,容易断裂,在加压钢板内固定治疗胫骨骨折时,经过推断假定其螺钉直径建议增加1.0～2.0mm。     

数字散斑法加载100N与500N测量胫骨干骨折内固定下的位移

背景:以往研究多以传感器研究钢板置入内固定治疗骨折生物力学特点,存在直接接触、精度低等缺点.目的:以数字散斑法测试成人胫骨加压钢板内固定中骨折断端第4颗和第5颗螺钉在不同拉力条件下的平均位移.方法:测试之前在所有成人胫骨标本表面喷涂银漆粉,用于数字散斑测量.横行截断胫骨中点,制造胫骨干中段骨折模型.将加压钢板置入胫骨后外侧骨膜下,骨折端两侧各4枚螺钉穿透4层骨皮质.标本分6个状态:A,8枚螺钉加压胫骨内固定(未锯断,模拟骨愈合状态);B,在A组的基础上胫骨中点锯断;C,在B组的基础上去掉上面第1颗螺钉;D,在C组的基础上去掉下面第1颗螺钉;E,在D组的基础上去掉上面第2颗螺钉;F,在E组的基础上去掉下面第2颗螺钉,按A～F组测量顺序进行测量.在100,500 N拉力下,用CSS-44100型电子万能试验机进行加载拉力测量骨折断端近侧第4颗与第5螺钉的位移.结果与结论:方差分析显示在100 N拉力下(F=3.107),A组与F组比较方差的P < 0.05;在500 N拉力下(F=4.719),A组与F组比较方差的P值< 0.05.说明靠近骨折线的螺钉承受较大的应力,容易断裂,在加压钢板内固定治疗胫骨骨折时,经过推断假定其螺钉直径建议增加1.0～2.0 mm.     

锁定加压钢板置入内固定治疗胫骨骨折的力学分析

背景:锁定加压钢板结合了传统钢板和支架原理,即头部有锁定螺纹的螺钉和钢板锁钉孔构成的内固定支架锁定单元,又有传统螺钉和动力加压孔构成的内固定支架加压单元,在骨折的内固定治疗方面具有很多优势。目的:分析锁定加压钢板置入内固定治疗胫骨骨折的生物力学特点,以及在胫骨骨折治疗中的疗效。方法:锁定加压钢板是依靠钢板与螺钉的成角稳定性和螺钉与骨之间的把持力来实现骨折内固定的。骨髓腔细小时应避免螺钉尖端损伤近端皮质的骨螺纹,应更换为双皮质自攻螺钉至少在对侧骨皮质获得把持力。骨质疏松植入螺钉,由于单皮质骨螺钉产生的工作长度减少,在所有骨折块均使用双皮质自攻螺钉,以提高螺钉工作长度。当长骨轴线与钢板对线不良时,要么打入长自攻螺钉,要么改变角度打入标准螺钉。锁定加压钢板应选择适宜的长度,钢板的长度取决钢板跨越比和钢板螺钉密度,钢板与螺钉间的应力还受螺钉数量和位置的影响。结果与结论:锁定加压钢板置入内固定可应用于骨干或干骺端的简单骨折、粉碎性骨折、关节内及关节周围骨折、骨折延迟愈合、闭合或开放截骨术和不适合髓内钉固定的骨干骨折,对于骨质疏松骨折和假体周围骨折的内固定有很好的成角稳定性和把持力。锁定加压钢板置入内固定治疗胫骨骨干骨折均取得满意的疗效,符合生物力学固定原理。需要术者熟练掌握锁定加压钢板的内固定技术,避免由于失误导致内固定的失败。     

锁定加压钢板置入内固定治疗胫骨骨折的力学分析

背景：锁定加压钢板结合了传统钢板和支架原理,即头部有锁定螺纹的螺钉和钢板锁钉孔构成的内固定支架锁定单元,又有传统螺钉和动力加压孔构成的内固定支架加压单元,在骨折的内固定治疗方面具有很多优势。目的：分析锁定加压钢板置入内固定治疗胫骨骨折的生物力学特点,以及在胫骨骨折治疗中的疗效。方法：锁定加压钢板是依靠钢板与螺钉的成角稳定性和螺钉与骨之间的把持力来实现骨折内固定的。骨髓腔细小时应避免螺钉尖端损伤近端皮质的骨螺纹,应更换为双皮质自攻螺钉至少在对侧骨皮质获得把持力。骨质疏松植入螺钉,由于单皮质骨螺钉产生的工作长度减少,在所有骨折块均使用双皮质自攻螺钉,以提高螺钉工作长度。当长骨轴线与钢板对线不良时,要么打入长自攻螺钉,要么改变角度打入标准螺钉。锁定加压钢板应选择适宜的长度,钢板的长度取决钢板跨越比和钢板螺钉密度,钢板与螺钉间的应力还受螺钉数量和位置的影响。结果与结论：锁定加压钢板置入内固定可应用于骨干或干骺端的简单骨折、粉碎性骨折、关节内及关节周围骨折、骨折延迟愈合、闭合或开放截骨术和不适合髓内钉固定的骨干骨折,对于骨质疏松骨折和假体周围骨折的内固定有很好的成角稳定性和把持力。锁定加压钢板置入内固定治疗胫骨骨干骨折均取得满意的疗效,符合生物力学固定原理。需要术者熟练掌握锁定加压钢板的内固定技术,避免由于失误导致内固定的失败。     

三维有限元分析钢板内固定治疗跟骨骨折

背景：有多种钢板治疗跟骨骨折,但究竟哪种效果更好,目前尚无定论. 目的：在跟骨骨折三维有限元模型上模拟加载3种类型的钢板,观察比较应力、应变及移位等生物力学性能. 方法：在踝关节中立位和背伸20°位建立跟骨骨折三维有限元模型,分别模拟使用跟骨Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型3种形状钢板对骨折进行固定,加载后计算内固定物自身的应力分布、骨骼的应力分布及骨折块间的移位程度. 结果与结论：①两种体位骨折模型3种固定方式下的钢板应力分布都不均匀,钢板前部应力水平均高于后部,Ⅰ型钢板的应力分布相对比较均匀.②两种体位骨折模型3种固定方式下跟骨的应力最大值均在跟骨前部,而正常跟骨最大应力值在跟结节处,Ⅰ型钢板固定跟骨骨折后骨骼的最大应力值均小于Ⅱ型、Ⅲ型钢板.③两种体位骨折模型3种固定方式下均发生了骨折块间的位移,其位移趋势是一致的.结果显示,与Ⅱ型、Ⅲ型钢板固定相比较,跟骨Ⅰ型钢板固定后所承受应力更小,且应力分布更均匀,较符合生物力学原理.     

双切口3块钢板置入内固定治疗合并复杂后侧骨折的胫骨平台三柱骨折

背景：胫骨平台3柱骨折多为高能量暴力引起,一般为粉碎性骨折,伴随关节面破裂、塌陷,合并严重软组织损伤,并发症多,是创伤骨科的难点。目的：观察前后联合双切口3块钢板固定治疗合并复杂后侧骨折的胫骨平台3柱骨折的临床效果。方法：采用前外侧联合后内侧双切口3块钢板固定治疗12例复杂胫骨平台3柱患者,前外侧切口采用一块高尔夫棒型钢板固定,后内侧用一块长钢板加一块短＂T＂型钢板固定。结果与结论：12例患者内固定后均获得12个月以上随访,骨折均获愈合。X射线愈合时间为（14.0±1.1）周,完全负重时间为（15.1±1.7）周。内固定后即刻Rasmussen评分为（16.8±0.6）分。内固定后12个月膝关节活动度屈126.3°,伸-1.3°,膝关节HSS评分为（89.1±2.5）分。内固定后即刻,3,12个月胫骨平台内翻角及胫骨平台后倾角度数比较,差异无显著性意义（均P〉0.05）。患者内固定均未发生切口皮肤坏死、感染、内固定松动及断裂。结果表明,对于合并复杂后侧骨折的胫骨平台3柱骨折,双切口3钢板固定方法兼顾到了骨折的复杂性和胫骨平台后侧的解剖学形态特殊性,疗效确切可靠。     

Adding a protective screw improves hinge's axial and torsional stability in High Tibial Osteotomy

BackgroundsDespite the use of a locking plate a 30% incidence of lateral hinge fracture after Open-Wedge High Tibial Ostetomy was described in the literature.A finite element model was used to analyze if the presence of a hinge-securing screw in the osteotomy area, using Patient Specific Cutting Guides with a locking plate, decreases the stresses within the lateral hinge during compression and torsion.MethodsA 3D model of a tibial sawbone was used to simulate an opening wedge of 10°. To apply loads on the tibial plateau, two supports were modelled on each tibial plateau to simulate the femoral condyles forces. A two second model with a hinge-stabilizing was defined with two different screws (diameter 2 mm and 4 mm). Two cases of static charges were considered 1) compression test (2500 N) 2) Torsion test (along the tibial mechanical axis).FindingsDuring compression simulation, 17% of the total surface of lateral hinge was stressed between 41-50Mpa without hinge-securing screw while the amount of surface under stress between 41 and 50 MPa dropped significantly under screw stabilization (1% for the 2 mm and 3% for the 4 mm).During torsion stress simulation a decrease of the value of the maximal stress in the lateral hinge was also observed with the addition of a hinge-securing screw (37 MPa without screw, 27Mpa with a 2 mm screw and 25 Mpa with a 4 mm screw).InterpretationPositioning a screw intersecting the cutting plane at the theoretical lateral hinge location associated with a locking plate reduces lateral hinge stress in both compression and torsion. Those findings need to be confirmed by further specimens' mechanical testing.     

双切口双钢板及锁定钢板内固定修复胫骨平台骨折的稳定性比较

背景：Schazker Ⅴ、Ⅵ型骨折常造成交叉韧带、侧副韧带及半月板等部位的损伤,且塌陷移位严重,若仅采用一侧锁定钢板,则较难支撑及满意复位。目的：比较双切口双钢板内固定与膝前正中切口锁定钢板内固定修复Schatzker Ⅴ、Ⅵ型胫骨平台骨折后的效果及稳定性评价。方法：纳入76例Schazker Ⅴ、Ⅵ型胫骨平台骨折患者,分别采用锁定钢板内固定（n=38）和双切口双钢板内固定（n=38）进行治疗,通过X射线正、侧位片评估骨折复位及愈合情况,并对胫骨平台内翻角、胫骨平台内侧后倾角进行生物力学测试。结果与结论：双切口双钢板内固定组住院时间、内固定后开始负重时间显著少于锁定钢板内固定组（P〈0.05）,但两组骨折愈合时间比较差异无显著性意义（〉0.05）;关节强直、骨折延迟愈合、针道感染、骨折延迟愈合、膝内翻畸形多项并发症比较,双切口双钢板内固定组显著少于锁定钢板内固定组,差异均有显著性意义（P 〈0.05）。两组内固定松动断裂、膝关节不稳、切口感染、皮肤坏死、骨坏死及骨不愈合多项并发症比较,差异无显著性意义（〉0.05）;双切口双钢板内固定组内固定后Rasmussen分级明显优于锁定钢板内固定组,差异均有显著性意义（P〈0.05）。结果说明治疗Schatzker Ⅴ、Ⅵ型胫骨平台骨折,双切口双钢板内固定的临床疗效优于膝前正中切口锁定钢板内固定,更具有生物力学上的稳定性。     

胫骨外侧平台骨折关节镜下经皮复位植骨螺钉内固定：4年随访

背景：有研究表明,胫骨平台骨折切开复位内固定的病例中远期出现继发性骨性关节炎,但很少有研究者报道关节镜辅助下胫骨平台骨折内固定的中远期效果。目的：关节镜下经皮植骨或螺钉内固定治疗胫骨平台骨折后1年及4年后的效果及放射学评价。方法：收集2007年3月和2009年3月期间,汕头大学医学院第一附属医院骨科收治的胫骨外侧平台骨折经关节镜辅助下植骨或螺钉内固定病例的资料,记录骨折Schatzker分型、术中平台侧软骨缺损、股骨侧软骨损伤、关节内软组织损伤、复位不足及术后外侧平台骨折沉降资料。评估植骨或螺钉内固定后1年和4年时膝关节Lysholm评分、Ahlback骨性关节炎分级以及Rasmussen功能评分和放射性评分。结果与结论：23例患者完成随访研究,植骨或螺钉内固定后1,4年平均Lysholm评分分别为90分和87分（P=0．23）,Rasmussen功能评分平均为26分和24分（P〈0．30）。术后4年有11例（47．8％）出现膝关节骨性关节炎,Rasmussen放射学评分从术后初期17．4分下降至术后4年的13．6分（P=0．01）。各型骨折与预后无相关性;老年病例、软骨损伤或,和缺损、关节内软组织损伤以及术后外侧平台沉降影响术后中期功能和影像学结果;但统计中发现,胫骨侧软骨缺损对于中期发生关节炎的作用远低于股骨侧的软骨损伤。结果提示：术后早期的影像学结果并不能完全与术后4年的结果相匹配,但中期随访的临床和功能结果仍然满意。患者年龄、合并关节内软骨和软组织损伤以及术后胫骨平台沉降均是影响治疗后患膝出现骨性关节炎的消极因素。胫骨侧软骨缺损对于中期发生关节炎的消极作用远低于股骨侧的软骨损伤,可能与完好的外侧半月板功能有关。     

髋臼后柱骨折模型建立及髋臼后柱骨折钢板内固定和拉力螺钉内固定稳定性比较

背景:目前手术治疗已成为移位髋臼骨折治疗的金标准,累及髋臼后柱骨折的发生率较高,但选择何种内固定方法治疗髋臼后柱骨折较为适宜尚无定论.目的:建立髋臼后柱骨折模型,比较髋臼后柱骨折钢板内固定和拉力螺钉内固定的稳定性.方法:取成年防腐半骨盆标本20个,建立髋臼后柱骨折模型.将骨折模型标本随机分为钢板内固定组和拉力螺钉内固定组,进行轴向压缩实验,比较两种固定方式骨折断端的水平位移和剪切刚度.结果与结论:钢板内固定组和拉力螺钉内固定组骨折断端的水平位移分别为(1.64±0.17)mm和(1.70±0.20)mm;剪切刚度分别为(392.40±41.22)N/mm和(386.33±50.07)N/mm.两组间水平位移以及剪切刚度相比,差异均无显著性意义(P>0.05).提示髋臼后柱骨折模型可用于评价髋臼后柱骨折不同内固定的稳定性,髋臼后柱骨折拉力螺钉内固定与钢板内固定的稳定性无显著性差异.     

锁定加压钢板与解剖钢板置入内固定治疗复杂胫骨平台骨折

背景:对于治疗复杂胫骨平台骨折,锁定钢板与普通钢板均可应用。目的:比较锁定钢板与普通解剖型钢板置入内固定治疗复杂胫骨平台骨折疗效的差异。方法:2007年6月至2010年6月应用胫骨近端钢板治疗复杂胫骨平台骨折118例,其中锁定加压钢板46例,解剖钢板72例。比较两种钢板置入内固定治疗复杂胫骨平台骨折的愈合时间及膝关节功能恢复情况。结果与结论:所有胫骨平台骨折均愈合,骨折愈合时间为10-25周,锁定钢板组平均14周,解剖钢板组平均16周;两组差异有显著性意义(P<0.01)。两组内固定后各有2例因开放性骨折切口感染,运用抗生素及伤口换药后愈合,1例出现筋膜间室综合征(解剖钢板组,内固定后),经切开减压后渐愈。解剖钢板组出现轻度膝内翻2例,锁定钢板组出现轻度膝内翻1例。按Karlstrom评估标准,锁定钢板组优良率为93%,解剖钢板组优良率为79%,锁定钢板组疗效优良率明显优于解剖钢板组(P<0.05)。可见对于治疗复杂胫骨平台骨折,锁定钢板比普通钢板有更多优势。