桡骨远端骨折掌侧与背侧接骨板固定的生物力学比较

2013-08-22 文章来源:北大人民医院 邓芒 付中国 张殿英 陈建海 张培训 姜保国, 点击量:444   我要说

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【摘要】目的 比较背侧移位桡骨远端骨折掌、背侧接骨板内固定后的生物力学性能。为桡骨远端骨折的治疗策略提供实验依据。

方法 612块人体桡骨远端标本,制作背侧移位桡骨远端骨折模型,配对标本一侧采用接骨板掌侧内固定,另一侧采用接骨板背侧内固定,固定完成后置于材料测试机上进行轴向压缩实验,实验模式为载荷破坏实验,记录载荷一位移曲线,获得标本破坏时的载荷和骨吸收的能量,实验结果进行统计学配对处理。

结果5对标本在轴向载荷下向掌侧发生成角倾斜,1对标本在轴向载荷下发生骨折端的嵌插。掌侧接骨板固定组的平均破坏载荷为[(1 520.05±579.56)N ±s,下同],破坏时骨吸收的能量平均为(1004±362)J;背侧接骨板固定组的平均破坏载荷为(1 32677±38486)N,标本破坏时骨吸收的能量平均为(8.21±3.74)J,组间对比差异无统计学意义(P>0.05)

结论 掌侧接骨板固定是治疗桡骨远端骨折理想的固定方式。

【关键词】桡骨骨折;生物力学; 内固定器

桡骨远端骨折是临床上常见的骨折,其发病率约占急诊骨折患者的17%。过去的观点认为桡骨远端骨折应采取保守治疗,即使畸形明显对功能影响也不严重。但是,随着对桡骨远端骨折认识的加深,以及生活质量要求的提高,人们逐渐认识到这种观点是不全面的。腕关节是全身活动频率高、功能恢复要求较高的关节之一,既往的保守治疗容易导致腕关节慢性疼痛和僵硬,影响手的功能,微创条件下尽可能的解剖复位才是获得良好功能的基础,随着科学技术的发展,内固定理论和内固定材料的深入研究,切开复位内固定在临床治疗桡骨远端骨折中的应用越来越广泛。

最初,临床医生主要根据桡骨远端骨折块移位的方向和干骺端粉碎的程度来选择手术入路,对手术入路和接骨板放置位置的选择遵循“支撑钢板”的原则,即采用背侧入路治疗背侧移位的桡骨远端骨折,采用掌侧入路治疗掌侧移位的桡骨远端骨折。临床上由于背侧移位的病例较多,而且掌侧有重要神经、血管走行,有发生误伤的可能,早期以背侧置板较为多见。对临床上多见的远端骨折块向背侧移位的桡骨远端骨折,尽管采用背侧入路取得了较满意的疗效,但接骨板与伸肌腱相接触而引发的并发症如腱鞘炎、伸肌腱磨损甚至断裂的发生率较高。有文献报告,采用掌侧入路治疗掌侧移位的桡骨远端骨折时,由于旋前方肌将接骨板与屈肌腱隔开,因此很少出现肌腱相关的并发症。为了明确对于背侧移位的骨折,掌侧固定是否能达到近似于或超过背侧固定的生物力学效果,我们设计了本实验。

 

材料与方法

1.材料:取6对经防腐处理的人体桡骨配对标本(北京大学医学部解剖教研室提供),先行X线片检查以确保左右侧对称并除外骨质病变。实验前将标本用生理盐水湿纱布包裹,置于密封塑料袋内以防止干燥,-20℃保存。实验开始前室温下过夜解冻,剥离软组织附着处,距桡骨小头远端5 cm处切除桡骨近端,然后使用锯条制作背侧不稳定桡骨远端骨折模型(1)

2.方法:将每对2块桡骨标本(来自同一具尸体)随机进行接骨板和螺钉内固定,一块将接骨板置于桡骨掌侧(VOLAR),另一块将接骨板置于桡骨背侧(DORSAL),内固定(AO LC-DCP桡骨远端4孔斜T形钛板)在直视下进行。

3.测定:内固定完成后,将标本两端分别置于合适大小的杯形容器中,并用硬石膏固定,固定时注意保持桡骨干轴线位于竖直位置。再将标本置于AG-IS生物力学测试机上进行轴向压缩破坏实验(2)。实验中,测试机压头以5mm/min的速度匀速下压,直至标本发生破坏(以载荷-位移曲线出现第一个下降拐点作为标本发生破坏的标志)。加压的同时,与生物力学测试机相连接的计算机实时记录测试机压头的位移和压头所感应到的载荷大小,并同步绘制载荷-位移曲线(3),从曲线上读出破坏时的载荷和标本破坏时骨吸收的能量(标本破坏时骨吸收的能量用载荷-位移曲线下的面积表示)

4.统计学处理:使用SPSS11.5统计软件对实验数据进行统计学分析,统计方法使用配对t检验进行组间比较,比较接骨板掌侧固定和背侧固定之间的差异。

 

结果

       6对标本中的5对发生破坏时表现为骨块-接骨板复合体在骨折线部位发生成角折弯,角的尖端指向桡骨背侧,同时邻近骨折线的掌侧骨皮质发生劈裂(4)。另1对标本发生破坏时没有出现骨块一接骨板的折弯,而是表现为远端骨折块向近端骨折块嵌插。实验中没有观察到标本与硬石膏固定界面的松动和破坏。

掌侧接骨板固定组的平均破坏载荷为(1 520.05±579.56)N,背侧接骨板固定组的平均破坏载荷为(1 326.77±384.86)N,两组间对比差异无统计学意义(P>0.05,图5)

掌侧接骨板固定组标本破坏时骨吸收的能量平均为(10.04±3.62)J,背侧接骨板固定组标本破坏时骨吸收的能量平均为(8.21±3.74)J,两组间对比差异无统计学意义(P>005,图6)

从图中可看出,6对标本中5对掌侧置板标本的破坏载荷和吸收的能量大于背侧置板标本。

 

讨论

随着文明的不断发展,人类的平均寿命不断延长,高龄人群不断增加且对生活质量的要求越来越高,保守治疗桡骨远端骨折越来越显示出其不利于功能康复的局限性;另一方面,工业化的发展以及现代化交通工具的普及使得桡骨远端高能量损伤越来越多,而这种高能量损伤的患者以青年人居多,如果治疗不当将严重影响患者的远期工作和生活。因此,早期手术切开复位内固定治疗桡骨远端骨折已被越来越多的医生接受。

    在桡骨远端骨折中,比较常见的受伤机制为摔倒后手腕掌侧撑地时发生骨折,远端骨折块向桡背侧移位。根据AO组织的“支撑接骨板”原则,接骨板应放在桡骨的背侧以提供并维持可靠的骨折复位。临床随访发现,桡骨背侧置板治疗桡骨远端骨折可取得好的疗效,但是由于桡骨远端向背侧凸出,且皮下组织菲薄,第234伸肌腱的腱鞘直接走行于桡骨的表面,因此背侧置板有一个很突出的并发症,即拇长伸肌腱与接骨板长期接触产生磨损甚至肌腱断裂。AxelrodMcMurty采用背侧置板治疗一组20例患者,其中5例出现拇长伸肌腱并发症而被迫取出接骨板(25%)Herron等报告的拇长伸肌腱并发症发生率更高达33%(11/33)。而桡骨的掌侧为一凹面,并且表面贴附有旋前方肌,如果在掌侧放置接骨板,旋前方肌可将接骨板与屈肌腱隔开,避免了肌腱的磨损。Jupiter等采用掌侧置板的方法治疗掌侧不稳定的桡骨远端骨折,随访结果证实了掌侧置板不会对屈肌腱产生干扰。

结合本实验的结果可以认为,在临床工作中,采用掌侧入路将接骨板置于桡骨掌侧,其生物力学强度不逊于桡骨背侧置板。掌侧置板可以避免接骨板对肌腱的干扰,是理想的手术方式。此外,桡骨远端掌侧附着有强韧的桡腕韧带,此韧带对桡腕关节的稳定性至关重要,掌侧置板可对桡骨掌面进行准确复位并提供强有力的支撑,进而有利于术后桡腕韧带的修复,防止发生腕关节不稳。Sheetz等发现,桡骨远端骨折块的血运主要由背侧的血管网提供,因此采用掌侧入路和掌侧置板还可起到保护桡骨远端血运的作用。掌侧置板的一个不利因素是术中不便于复位背侧的骨折块,但是对于较大的骨折块可通过背侧经皮穿针撬拨实现复位,对于背侧粉碎的骨折块可在掌侧置板的基础上辅以背侧有限切开植骨和背侧外固定架复位固定。此外,Orbay还报告,桡骨远端掌桡侧入路可以通过扩大松解肱桡肌和第一伸肌腱间室显露桡骨背外侧,进行有效复位。而背侧置板除了术后接骨板对伸肌腱产生磨损外,由于桡骨背侧存在Lister结节以及背侧的轮廓不如掌侧光滑规则,弯曲度也比掌侧大,造成术中接骨板的塑形比较困难,而接骨板塑形不佳又会造成术中的复位丢失,进而影响外观和功能。

在本实验中,我们在制作骨折模型时没有采用其他桡骨远端生物力学实验所采用的AO/ASIF C2型桡骨远端骨折模型或关节外骨缺损模型,而采用了A0 A2型桡骨远端骨折模型。我们认为,我们的骨折模型最大程度地体现了背侧置板时接骨板的“支撑”作用,因此实验结果也更能说明掌侧置板没有生物力学上的不足。

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