Effect of autocontrol micromotion intramedullary interlocking nail on fracture healing： an experimental study

Objective: To investigate the effect of autocontrol micromotion locking nail ( AMLN ) on experimental fracture healing and its mechanism. Methods: 16 goats undergoing both sides of transverse osteotomy of the femoral shafts were fixed intramedullary with AMLN and Gross-Kempf (GK) nail, respectively. The follow-up time was 7, 14, 28 and 56 days. Roentgenographic, biomechanical, histological, scanning electromicroscopic and biochemical analyses were done. Results: (1) The strength of anticompression, antiflexion and antitorsion in the fractural end in the AMLN-fixed group was higher than that of GK nail-fixed group; whereas, the rate of stress shelter in the fractured end decreased significantly (P<0.01). (2) The content of the total collagen, insoluble collagen, calcium and phosphate in the AMLN-fixed group was higher than that in the GK nail-fixed group (P<0.05). (3) Histological observation and quantitative analysis of calluses revealed that AMLN could promote the growth of bridge calluses and periosteum calluses. Hence the facture healing and remolding process achieved early, which was much better than traditional GK nail fixation. (P<0.05). (4) 7-14 days postoperation, the calluses of AMLN-fixed group was flourish and camellarly arranged and the collagen fibril formed constantly in the absorption lacuna of bone trabecula. 28-56 days postoperation, the collagen fibril was flourish around the absorption lacuna and was parallel to the bone's longitudinal axis. Active bony absorption and formation were seen, so was remolding and rebuilding. Haversian system was intact and the bony structural net was very tenacious because of the deposition of calcium salt. None of the above findings was observed in the GK nailfixed group. Conclusions: The design of AMLN accords well with the plastic fixation theory. As the geometry ametabolic system constituted by the intramedullary fixation instruments and the proximal and distal end of the fracture is very firm and stable, the disturbance to the physical stress distributed in the fractural end is light. The generation and conduct of the intermittent physical stress between the fractural parts could reach the balance between stress conduct and stress protection. The feature that the healing and remolding take place at the same time speeds up the fractural healing process.     

以人为本,努力加强创伤骨科的临床基础理论研究

随着我国创伤骨科事业的快速发展，努力加强创伤骨科的临床基础理论研究迫在眉睫。尤其是生命科学研究逐步精细化和定量化，大量数据的积累要求模型化和数学化，现代细胞分子生物力学的出现，为创伤骨科开辟了广阔的应用前景。     

自锁式防旋自动滑动加压钉板的研制与生物力学研究

目的研制自锁式防旋自动滑动加压钉板（self—locking type pro-rotary auto-sliding＆compression nail plate，LPSC—NP）用于股骨颈骨折内固定，对其进行生物力学性能测试，为临床应用提供依据。方法采集18具新鲜成年股骨近端标本，制成股骨颈骨折，分别用LPSC—NP、3枚空心钉、双头中空加压螺纹钉、动力髋螺钉内固定，并进行生物力学测试，用SPSS统计软件对实验数据进行分析。结果LPSC—NP的承载能力和抗扭转强度、刚度均明显大于后三者。结论LPSC—NP固定股骨颈骨折牢固可靠，符合生物力学要求。该器械结构合理，简单适用，有一定的临床价值。     

保留脊柱后方韧带复合体腰椎管扩大术的基础研究与临床应用

目的评价保留脊柱后方韧带复合体腰椎管扩大术临床疗效及生物力学特征。方法取8个新鲜腰骶椎标本，根据处理方法，分为3组。A组：8个完整腰骶椎标本进行生物力学测定；B组：A组测试后，切除L3-5 3个全椎板，保留后方韧带复合体，即为保留脊柱后方韧带复合体的腰椎管扩大术（改良术式）；C组：B组测试后，将保留的韧带复合体切除，即为传统术式。3组均行轴向压缩实验、三点弯曲实验及扭转实验。2000年6月-2006年6月，收治309例腰椎管狭窄症患者，行保留脊柱后方韧带复合体腰椎管扩大术。其中男152例，女157例；年龄20～80岁，平均57．2岁。病程3个月～41年。单纯腰椎管狭窄症55例；腰椎管狭窄合并腰椎间盘突出症254例，其中合并L4、5椎间盘突出105例，L4～S1椎间盘突出56例，L5、S1椎间盘突出86例，L2、3高位腰椎间盘突出7例。术后采用JOA下腰痛手术疗效评分标准、患者手术满意度及影像学观察进行疗效评定。结果轴向压缩实验：前屈时，A、B组应变、应力、轴向位移均小于C组（P〈0．01）；轴向刚度大于C组（P〈0．01）。后伸时，A、B、C3组间上述指标差异无统计学意义（P〉0．05）。三点弯曲实验：在相同弯矩下，挠度、倾角、弯曲刚度A、C组及B、C组比较，差异均有统计学意义（P〈0．01），A、B组间差异无统计学意义（P〉0．05）。扭转实验：相同扭角条件，B组承载的扭矩大于C组（P〈0．01）；相同扭矩条件，B组扭角小于c组（P〈0．01），B组扭转刚度大于C组（P〈0．01）。临床应用结果：术中神经根牵拉伤7例；术后脑脊液漏5例，伤口感染4例，经处理后痊愈。309例均获随访，随访时间1～7年。根据JOA下腰痛评分标准，JOA评分平均改善率为86．0％；其中优163例，良112例，可34例，优良率89％。X线片未见椎体不稳。患者手术满意度为87％。结论保留脊柱后方韧带复合体腰椎管扩大术有利于保持脊柱的力学稳定性，疗效佳。     

颈椎前路椎体间微创融合器的生物力学实验研究

目的评价植入镍钛记忆合金微创融合器(NiTi-TFC/C)的颈椎节段的稳定性及压缩力学性能。方法采集24只羊颈椎标本随机分为4组,每组6份,四组处理分别为:单取髓核组、自体髂骨植骨组、微创融合器组和钛制融合器组(InterFix)。所有标本进行前路减压,并对后3组进行椎间融合术。分别对各组标本进行生物力学测试并进行比较。结果微创融合器组与钛制融合器组在强度、刚度及扭转力学等方面无显著性差异(P>0.05)。而微创融合器组与自体髂骨植骨组具有显著性差异(P<0.05)。最大承载力为12050N。结论该微创融合器强度大、刚度高、抗扭转能力强,具有良好的抗压能力,为颈椎融合提供新型的融合装置。     

下胫腓联合分离内固定术式的生物力学研究

目的　探讨下胫腓联合分离采用新型内固定术式———下胫腓钩板固定器 (Hook -platefixation ,HPF)的生物力学特性 ,与螺钉、钢板和带钩固定器三种内固定方式比较 ,为临床提供科学依据。方法　采用新鲜成人尸体足标本 6具 ,运用生物力学实验应力分析方法和压敏片技术 ,测量不同内固定术式的远端胫腓骨强度、应变、负重面积、接触应力和足弓承载能力及踝关节稳定性的变化。结果　新型下胫腓钩板固定器内固定术式无论在胫腓骨强度和刚度、负重面积、接触压力、足弓的变形、移位强度和刚度、承载能力以及踝关节的稳定性方面均优于其它三种内固定术式 ,具有显著性差异 (P <0 .0 1)。结论　实验结果表明 ,采用下胫腓钩板固定器 (HPF) ,既有利于提高生物力学性能 ,又有利于改善踝关节的稳定性 ,与传统手术方式相比可减少一次手术 ,避免了断钉等并发症 ,且能有效地提高足部承载能力 ,是下胫腓联合分离内固定的一种优良术式     

不同跟腱修复材料特性的临床意义

目的　跟腱断裂术后制动弊端多 ,而早期功能锻炼优点明确 ,探讨各种缝合材料在打结后材料力学特性及滑结情况 ,为临床创新设计 ,术后无须制动的缝合组合提供依据。方法　将不同型号薇乔线 (CV)、慕丝线 (Mersilk)、攀状尼龙线 (Nylon)、普迪思 (PDS)各 1 6条剪断后各打 4个结 ,进行材料力学特性测试。结果　缝合材料的最大载荷、刚度、强度、比能分别为 :PDS >CV >Nylon >Mersilk(P <0 .0 5 )。结论　尽管PDS肌腱缝合线易滑结 ,但 1 0 -PDS ,1 0 -CV、1 0Nylon作端对端跟腱修复强度足够 ,相应 5 0PDS、5 0CV缝合材料作腱周修复也可选择 ,且打 4个以上结可靠。尽管Mersilk不易滑结 ,但不适合跟腱修复。不过好的缝合材料应选择最佳的缝合方法才更有临床意义     

骶骨骨折的动态冲击试验研究

目的:探讨骶骨在冲击载荷作用下发生骨折的机理。方法:采集人体新鲜骨盆标本10具,分别行动态冲击试验和静态破坏试验,测量动态骨折时的一系列动力学参数,确定骨折的动力学特性。结果:⑴骶骨受垂直冲击时按应力波的传递方向发生骨折,其动力学性质呈粘弹性,应力波呈周期性衰减,得到了骶骨的载荷响应曲线与应变响应曲线;骶骨骨折的平均冲击载荷为(9366±514) N,冲击时间为(2.78±1.02) s,动荷系数为1.21。⑵骶骨的动态破坏机制与静态破坏机制有很大的不同,不但极限载荷不同,而且前者随应变速率的提高而快速增加,冲击能量在25 J以上时呈脆性劈裂状通过骶孔或骶髂关节骨折,并累及神经根损伤,而静态大多为骶髂关节骨折。结论:骶骨骨折大都在高速冲击下发生,与其动力学特性、力的传导以及动载荷响应等诸多因素相关。     

椎弓根螺钉内固定稳定性的生物力学测试

目的：胸腰椎骨折采用椎弓根螺钉内固定，其疗效与螺钉固定的长度，螺钉的植入方向以及骨密度大小诸因素相关，为此进行生物力学分析，为临床手术提供依据，方法：采用6具成人新鲜脊柱标本，应用实验应力分析手段进行测试。结果：长螺钉的应变比短螺钉应变在压缩，前屈，后伸，侧屈分别小16％，41％，56％，41％，其强度分别提高16％，41％，55％，41％，其脊柱位移分别小18％，25％，32％，30％，轴向刚度分别提高18％，25％，32％，30％（P均＜0．05），骨密度对拔出力的影响，正常组与骨质疏松组相差67％，相应的相对位移，应变，能量两组平均相差均在16％以上（P＜0．05），结论：手术中应注意弓椎根螺钉固定相关因素，这对提高手术质量，减少并发症起着重要作用。     

椎弓根螺钉在骨矿量下降椎体中应用的生物力学研究

目的通过对5种不同型号椎弓根螺钉(U1、U2、SF1、SF2、RF)在脊柱标本中内固定稳定性的生物力学测试,探讨螺钉设计参数、拧紧力矩同骨密度之间的关系,为临床骨质疏松患者应用椎弓根螺钉提供理论依据。方法采集腰椎标本6具,按骨密度ρ分正常组(ρ>1.00g/cm2)、骨矿量下降组(0.90g/cm2<ρ<1.00g/cm2)和骨质疏松组(ρ<0.90g/cm2),应用WD鄄10A万能实验机,测定不同骨密度下螺钉设计参数、拧紧力矩等对椎弓根螺钉内固定稳定性的影响。结果5种不同型号椎弓根螺钉(U1、U2、SF1、SF2、RF)固定的脊柱标本,其拔出力之间存在显著性差异(P<0.05)。骨密度的大小直接影响螺钉内固定的强度(以拔出力的大小衡量),正常组、骨矿量下降组与骨质疏松组之间存在着显著性差异(P<0.05)。椎弓根螺钉内固定的强度与拧紧力矩大小存在正相关关系,与骨密度也存在正相关(r=0.936)。在骨矿量相对下降的标本中,5种螺钉中U2的拔出力最大。结论螺钉的类型、被固定标本的骨密度同固定的稳定性密切相关。骨密度与最大拔出力、拧紧力矩具有正相关性.“U”型钉在对骨矿量下降标本的固定中具有一定优势。