目的:随着人们对胸部创伤认识的进步和内固定技术、材料学的发展,各种新型的内固定物被应用在临床工作中。可应用于肋骨骨折的内固定物种类繁多,最常用的为板类器材。纯钛爪形肋骨接骨板和钛镍记忆合金环抱器均已应用于临床,并且取得了较满意的固定效果。很多指标被用来评价内固定物的优劣,如内固定的可靠性、组织相容性、手术操作的简便易行性以及价格等。骨科生物力学是生物力学一个重要的研究领域。它通过力学中牛顿三大定律、能量守恒定律等力学原理与定律与人体骨、关节、软组织等的解剖生理特点相结合,指导人们认识骨与关节的生物力学特性,并且通过相关试验手段测试和评价内固定物的各项生物力学指标、参数,为内固定提供科学依据并指导临床应用。生物力学试验是一种内固定物可靠性的重要检测手段。在国内外文献中,有关脊柱、四肢、骨盆内固定物的生物力学试验较多见,而有关肋骨内固定物生物力学试验的文献却较少。本试验通过对建立的人肋骨骨折内固定模型,选取典型的弯曲试验、扭转试验、疲劳试验等进行生物力学测试,分析所得数据,比较纯钛爪形肋骨接骨板和钛镍记忆合金环抱器两种内固定器材的生物力学指标,并结合临床做出评价,为两种肋骨内固定物的临床选用提供基础试验依据。方法:取材来自于河北医科大学解剖教研室6具成年男性尸体,完整取出每具尸体双侧5-8肋共48根肋骨,所有肋骨排除畸形、外伤、肿瘤及其他病理性改变因素。去除肋骨上附着的软组织,人为创建肋骨骨折模型,取腋中线所对应肋骨的位置并标记,用摆锯沿标记横形锯断每根肋骨。所取48根肋骨采用完全随机分组,进行五种生物力学试验:非破坏性三点弯曲试验、非破坏性扭转试验、破坏性三点弯曲试验、破坏性扭转试验、疲劳试验。破坏性三点弯曲试验延续非破坏性三点弯曲试验加载、破坏性扭转试验延续非破坏性扭转试验加载。每种试验分为纯钛爪形肋骨接骨板组和钛镍记忆合金环抱器组。每组骨折模型分别由相应的内固定物固定。试验所得数据由传感器传输至计算机,并应用相应软件进行数据的统计分析。结果:1非破坏性与破坏性三点弯曲试验:当受力中心位移<6mm时,纯钛爪形肋骨接骨板组和钛镍记忆合金环抱器组载荷均随位移增大而增大;受力中心位移>6mm时,两组载荷均随位移增大而减小,达到弹性屈服状态。当受力中心位移达到8mm时,人为制造的骨折缝隙显著增大,当受力中心位移达到10mm时,两组内固定物均出现部分环抱爪的松动、脱落,但试验结束时两组肋骨标本均无新鲜骨折出现,也无内固定物完全脱落。当受力中心位移达2mm、4mm时,两组载荷无统计学差异;达6mm、8mm、10mm时,两组载荷有统计学差异,在6mm、10mm处纯钛爪形肋骨接骨板组所需载荷值大。两组内固定物最大抗弯曲力出现在受力中心位移为6mm时:纯钛爪形肋骨接骨板为161.6N,钛镍记忆合金环抱器为143.2N,均大于肋骨骨折时平均载荷87N。纯钛爪形肋骨接骨板和钛镍记忆合金环抱器均可为肋骨提供牢固可靠的固定。2非破坏性与破坏性扭转试验:当扭转角度小于25°时,纯钛爪形肋骨接骨板组和钛镍记忆合金环抱器组扭矩均随扭转角度增大而增大;当扭转角度超过25°时,两组扭矩均随扭转角度增大而减小,达到弹性屈服状态。扭转角度在5°、10°、15°、25°时,两组扭矩均无统计学差异,仅在扭转角度为20°、30°时,两组扭矩有统计学差异,整个试验过程中两组曲线走向趋势相近。两组内固定物在抗扭转能力方面相近。两组内固定物最大扭矩出现在扭转角度为25°时:纯钛爪形肋骨接骨板为356.3 N·cm,钛镍记忆合金环抱器为351.2N·cm。当达到弹性屈服状态时,两组内固定物均出现人为制造的骨折缝隙显著增大、部分环抱爪的松动、脱落,但试验结束时两组肋骨标本均无新鲜骨折出现,也无内固定物完全脱落。3疲劳试验:经50000次循环后,两组内固定物的刚度值均有所下降,但两组疲劳试验前后各自刚度值对比结果均无统计学差异。但钛镍记忆合金环抱器组的刚度差值比高于纯钛爪形肋骨接骨板组,且具有显著差异的统计学意义。结论:1纯钛爪形肋骨接骨板和钛镍记忆合金环抱器均可为肋骨提供牢固可靠的固定,但纯钛爪形肋骨接骨板的抗弯曲能力优于钛镍记忆合金环抱器。2纯钛爪形肋骨接骨板与钛镍记忆合金环抱器在抗扭转能力方面无显著差异,两种内固定物对肋骨本身的破坏力是微小的。3纯钛爪形肋骨接骨板的抗疲劳性能优于钛镍记忆合金环抱器。