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非锁定螺钉固定股骨远端粉碎骨折的强度研究

  老年患者的股骨远端骨折可由低能量损伤所致,而且可能是涉及关节面的粉碎性骨折。由于骨骼质量本身较差,干骺端骨皮质较薄,加之可能同时存在明显的软组织损伤,使得这类骨折的处理极具挑战性。

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  用于固定这类骨折的内固定器材包括髓内钉、角钢板、髁动力螺钉、以及各种不同的钉-板系统等。临床上有不少病例,尤其是骨质疏松病例,采用角度稳定性锁定钢板(即锁定加压钢板,LCP)进行固定。

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  与普通的非锁定钢板相比,LCP能明显提高固定装置的轴向稳定性以及所能承受的负荷。并且由于可以通过微创方式置入,因此能显著降低对骨折周围软组织和血供的损伤。 dedecms.com

  尽管如此,对于锁定钢板本身以及对骨折愈合最有利的机械环境仍然存在明显的争议。已有不少研究探讨过不同种类锁定钢板、钢板和/或螺钉长度、螺钉分布等对整个内固定装置强度及其机械稳定性的影响。

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  最近,加拿大学者Cui S等利用尸体股骨标本制作的股骨远端粉碎性骨折模型,探讨了锁定加压钢板装置中普通螺钉位置对内固定装置整体稳定性的影响。

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  该研究共选用21具成人股骨标本,经DEXA测定确定为骨质疏松且T值相近。以预弯的Synthes 13孔股骨远端LCP钛板予以固定,所有标本的髁部均以5枚5.0mm锁定螺钉按同样的分布形式固定;股骨干则分别于第1、5、9、13孔以4.5mm非锁定螺钉和5.0mm锁定螺钉按如下四种分布形式进行固定:1、均为锁定螺钉(AL组);2、均为非锁定螺钉(AUL组);3、近端为非锁定螺钉(PUL组);4、远端为非锁定螺钉(DUL组)。

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  置钉时均首先置入非锁定螺钉,然后再置入锁定螺钉。所有螺钉均为双皮质固定。钢板螺钉安放完成后于股骨远端截除外侧1cm,内侧3cm的骨缺损,从而制作出AO/OTA 33A3型内侧骨质粉碎的关节外骨折模型。截骨时于钢板和骨质之间置塑料隔板以避免损伤钢板,同时保证所有标本截骨后形成相对于钢板的骨缺损水平一致。

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  将上述钢板固定的骨折模型安放于858 Mini Bionix II型(MTS)测量仪上加载负荷并进行相应测量。记录加载负荷的时间、位移、负荷量、扭转度以及循环数。

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  1、轴向负荷:正式测量前对所有标本首先加载20-100N的负荷,共10个循环。随后逐步增加最高负荷加载4次轴向负荷,负荷范围分别为:1、20-200N;2、20-300N;3、20-400N;4、20-500N,每次负荷均进行100个循环,频率为0.5Hz。计算第一次负荷开始时和最后一次负荷结束时的固定装置强度,包括平均MTS强度和平均间隙强度。

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  2、扭转强度:在20N的轴向负荷下进行扭转测试。按1o/秒的速率施加扭转应力,直到产生5 o的外旋。 本文来自织梦

  3、轴向失效:所有轴向负荷测试以及扭转测试完成后,按1mm/s的变形速度施加轴向负荷直到固定装置失效或内侧骨缺损闭合为止。 dedecms.com

  1、AL组的初始和终末MTS强度在4组中均最高,而其初始和终末间隙强度分别为4组中最高和第二高; dedecms.com

  AUL组的初始和终末MTS强度在4组中均最低,而初始间隙强度最低,终末间隙强度与PUL组相等;

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  PUL和DUL组的初始MTS强度和间隙强度与AL组相似,但终末测量值之间差异较大;轴向测量中,两组的初始和终末强度均较AUL组高,但其差异并无统计学意义。 copyright dedecms

  2、AL组和PUL组的扭转强度和最大扭矩之间无显著差异;但AL组的初始和终末扭转强度均显著大于AUL组;使AL组达到5o外旋移位所需的初始和终末扭矩均更大;

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  AL组初始扭转时的强度并不明显大于DUL组,但其终末强度却显著大于DUL组;AL组和DUL组的最大扭矩之间无显著差异;

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  PUL组的初始扭矩和终末最大扭矩以及终末扭转强度均显著大于AUL组;两组的初始扭转强度无差异;PUL的终末扭转强度大于DUL组,但所有扭转强度测量值之间均无显著性差异;AUL组与DUL组的所有扭转强度测量值之间均无显著差异;

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  3、导致AL组失效的轴向负荷较AUL组和DUL组分别高65%和38%;PUL组较AUL组和DUL组分别高72%和44%;所有固定装置均在内侧骨缺损闭合之前失效,无钢板或螺钉断裂发生;除2具标本外,其余标本均在失效时发生骨折,且骨折均发生于骨干远端;所有骨折均未涉及近侧2枚螺钉以及髁部螺钉。

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  通过上述研究,Cui S等认为,尽管该研究存在着诸如样本量较小、尸体标本差异较大、加载负荷的循环数有限、螺钉分布形式相对较少等诸多局限性。

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  但相对于本研究所选择的骨质疏松性股骨标本而言,本研究对所采用的螺钉分布形式对固定装置强度的研究结果显示:只有最接近骨折断端的螺钉(锁定或非锁定)显著影响到固定装置的扭转强度和导致失效的强度,但并不影响装置的轴向强度。在固定装置的工作长度一定时,最靠近骨折断端的螺钉决定了工作长度的装置强度,并反过来决定着整个固定装置的强度。 内容来自dedecms


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