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目的:胫骨骨折是最常见的四肢骨折,其发生率约占全身骨折的13.7%。由于胫骨的位置表浅,皮下易于触及,在遭受直接暴力或间接暴力时,往往开放性骨折更为多见。胫骨干呈三角形,下1/3呈四方形,中1/3骨干移行部最细弱,为骨折的好发部位。胫骨内侧面仅为皮肤覆盖,开放性骨折发生后会对局部皮肤及软组织造成损伤,使骨折治疗方案的选择更为困难。目前,胫骨骨折周围软组织条件差者多选用外固定治疗,而外固定的方式很多,各种固定方式的生物力学强度不一。为此,我们选取常用的单边外固定器和环形外固定架,对其不同的固定方式的稳定性进行比较,为临床上胫骨中段骨折外固定时选取坚强的固定方式提供理论依据。
方法:选取猪新鲜胫骨标本30个,实验前均进行X线摄片,排除外伤、肿瘤、畸形等。将30个标本随机分成5组,每组6个,都制成胫骨中段斜行骨折模型(OTA-42A2)。A组,4针单边外固定;B组,6针单边外固定;C组,4+2针双架外固定;D组,6+2针双架外固定;E组,环形架外固定。每组各6标本中,3进行加压实验,3个进行扭转实验。
压力测试在CSS-44020生物力学实验机进行:将固定好的胫骨标本置于生物力学实验机上,每组标本先预加载100N后完全卸载,以消除胫骨标本与材料间的蠕变,再给予垂直向下连续加压,加载速度为10N/S,分别记录5组标本垂直压力加载到600N时所对应的胫骨骨折断端的位移值。
扭转实验在NWS-1000C型生物力学扭转试验机进行:将标本与自制夹具以牙托粉浇铸后,两端连接固定于扭转实验机上,进行扭转测试,保持胫骨近端静止不动,顺时针方向扭转胫骨远端,转速为10Nmm/s,分别记录5组标本在扭矩为10Nm时所对应的扭转角度。
统计学处理:所有数据均以(x)±s)表示,SPSS13.0统计软件进行统计学处理,对所有数据进行完全随机设计的方差分析,P<0.05为两组数据差异有统计学意义。
结果:垂直加压实验中,加载到600N时,胫骨骨折断端的位移分别为:A组9.810±0.466mm,B组7.217±0.183mm,C组6.223±0.570mm,D组4.482±0.460mm,E组5.574±0.438mm;通过组间比较,F=62.642,P=0.000<0.05,可认为这5组的总体均数不同或不全相同。S-N-K多重比较检验结果显示:C组和E组之间的总体均数在垂直加压实验中无统计学意义,其他任意两组间总体均数差异均具有统计学意义。
在轴向扭转实验中,当扭矩为10Nm时,各组的扭转角度分别为:A组17.691±0.901°,B组14.326±0.843°,C组7.860±0.838°,D组6.860±0.143°,E组4.246±0.282°;通过组间比较,F=202.043,P=0.000<0.05,可认为这5组的总体均数不同或不全相同。S-N-K多重比较检验结果显示:C组和D组之间的总体均数在轴向扭转实验中无统计学意义,其他任意两组间总体均数差异均具有统计学意义。
结论:通过生物力学实验的方法,对OTA-42A2骨折模型用不同外固定架固定后的稳定性比较。单边外固定时,增加固定针数可提高固定稳定性,双架固定较单架固定稳定。6+2架固定的垂直稳定性最好,环形外固定的扭转性最好。