目的:探讨我们自行研制的经髂骨钉钉道骨盆外固定架在治疗垂直不稳定骨盆骨折的生物力学稳定性,并比较其半针与全针固定的生物力学差异。方法:1经髂骨钉钉道外固定架的研制(如图2)我们自行研制的外固定架是由两枚长30cm的schanz钉、两枚长38cm的schanz钉、一根长32cm的横杆、一根长44cm的横杆组成。Schanz螺钉沿髂前下棘-髂后上棘连线(即髂骨钉钉道)植入。30cm长的schanz钉插入髂骨钉钉道内的深度大约7cm,其螺纹长7cm。38cm长的schanz钉完全插入髂骨钉钉道,深度大约14cm,其螺纹长7cm。两根横杆用于连接两侧schanz钉,32cm长的横杆固定在离髂前下棘10cm的schanz钉上,其两端螺纹长7cm,两端螺纹上各带有一个固定夹,固定夹的两端各有一枚螺母以利于加压或者撑开。44cm长的横杆固定在离髂前下棘20cm的schanz钉上,其余结构同32cm长的横杆。所有东西的材料都是加强的不锈钢,抗折弯能力强,不易发生弹性形变。此外固定的支点在外固定本身而非骨盆前环处,避免了单一杆固定骨盆时的张一合矛盾。通过调节横杆上的螺母,可以缩短较短横杆固定时的有效长度,延长较长横杆固定时的有效长度,实现对骨盆前后环同时加压,提高了固定骨盆的生物力学强度。2生物力学实验3具近期防腐成人尸体标本,均为男性,年龄40～60岁,平均48岁。自第五腰椎及股骨中上段处截断,得到完整骨盆3个及与之相连的近端1/3的股骨标本。仔细剔除附着于骨盆、股骨的肌肉、脂肪等软组织。保留完整的耻骨联合、双侧骶髂关节、双侧髋关节、双侧骶棘韧带和双侧骶结节韧带。经肉眼观察及X线、CT检查证实无明显的骨质疏松和结核、肿瘤等骨骼系统的疾病。去除软组织及肌肉,保留骶结节韧带和骶棘韧带的完整,将第五腰椎上方的椎间盘组织仔细去除,露出骨质,以调配好的义齿基托树脂在第五腰椎上浇铸一负重平台,使平台在站立中立位时与地面平行,平台中央以直接1.5厘米的钢珠压一凹痕。用自制的夹具固定股骨,模拟人双足站立位的姿势。在骶髂关节两侧及耻骨联合两侧各放置两枚标志物以方便位移的测量。使用CSS-44020生物力学实验机在第五腰椎上垂直加压,测量骶髂关节及耻骨联合处的位移。将上述骨盆标本用锯将耻骨联合锯开,并切断左侧骶结节韧带和骶棘韧带及骶髂关节全部韧带,制成垂直不稳定骨盆骨折的标本。实验中先对正常骨盆进行加压,压力从0N逐渐开始增加,速度为10N/S,在压力300N,400N,500N,600N时,记录耻骨联合和骶髂关节的位移。然后对上述3具骨盆制成垂直不稳定骨盆骨折模型,依次用普通髂嵴外固定、经髂骨钉钉道半针骨盆外固定、经髂骨钉钉道骨盆全针外固定、骨盆C型钳固定,分别对标本进行加压并测量耻骨联合及骶髂关节的位移。在整个实验过程中用生理盐水不断浸润标本,保持标本的湿润性,防止脱水、干燥。以减少实验对标本造成的组织变性,使实验结果更具准确性和可比性。每次测完后,都应立即卸载。并让标本休息5分钟,回复初始状态,以消除蠕变的影响。每次测量前应调整外固定,确保骨盆的完全复位。将所测得的数据用SPSS13.0统计软件进行统计学分析(oneway ANOVA)。结果:随着加载压力的逐渐升高,骶髂关节和耻骨支的移位均逐渐增大。不同外固定下骶髂关节稳定性比较:经髂骨钉钉道外固定(包括全针与半针)、普通髂嵴外固定与正常组相比有显著性差异(P＜0.05)。普通髂嵴外固定与经髂骨钉钉道外固定有显著性差异(P＜0.05),C型钳固定组与正常组无差异,经髂骨钉钉道半针及全针固定组比较亦无显著性差异。不同外固定下耻骨支稳定性比较:经髂骨钉钉道外固定(包括全针与半针)、C型钳固定组、正常组与普通髂嵴外固定相比有显著性差异(P＜0.05)。除普通髂嵴外固定之外其他组组间比较无显著性差异。结论:我们设计的外固定将schanz螺钉经髂骨钉钉道植入,并在骨盆前方应用两个横杆连接,避免了单一杆固定骨盆时的张—合矛盾,可以实现对骨盆前后环同时加压,不管Schanz螺钉完全植入髂骨钉钉道还是植入一半的深度,所体现的生物力学性能是一样的。骨盆C型钳可以实现对骶髂关节直接加压,但是临床上应用的并发症较多。我们所设计的经髂骨钉钉道外固定是对普通髂嵴外固定及以前的髋臼上方外固定的一种改良,与它们相比具有更好的生物力学优势,更适合垂直不稳定骨盆骨折的固定,但是不能满足负重的要求,更多的是作为复苏阶段的临时固定,特定条件下可以作为最终固定的方式。