跟骨解剖接骨板加壓螺栓與AO接骨板固定跟骨骨折的生物力學比較

楊朝旭，李 升，張 奇，吳戰坡，陳 偉，張英澤

（河北醫科大學第三醫院創傷急救中心，河北石家莊 050051）

·研究快報·

跟骨解剖接骨板加壓螺栓與AO接骨板固定跟骨骨折的生物力學比較

楊朝旭，李 升，張 奇，吳戰坡，陳 偉，張英澤*

（河北醫科大學第三醫院創傷急救中心，河北石家莊 050051）

跟骨；骨折；內固定器

跟骨骨折是足部最常見的跗骨骨折，占成人全身骨折的2%，其中70%的跟骨骨折為關節內骨折，致殘率達20%以上。目前，經后足外側L形切口切開復位、應用AO接骨板固定是最為常用的治療方案之一，但是早期軟組織并發癥多，遠期遺留足部功能不良。我院應用跟骨解剖接骨板加壓螺栓經小切口治療跟骨關節內骨折［1］，降低了并發癥和后遺癥的發生率［2］。本研究主要驗證跟骨解剖接骨板加壓螺栓系統的生物力學性能并探討其固定跟骨骨折的有效性。

1 資料與方法

1.1 一般資料：選取8具帶有完整小腿的新鮮足標本，男性6例，女性2例，年齡23～55歲，平均45歲，攝X線片及行骨密度檢測，證實無骨折、骨質疏松等。使用隨機數字表分為跟骨解剖接骨板加壓螺栓組（實驗組）和AO接骨板組（對照組），每組4足。

1.2 試驗儀器及材料：Bose Electroforce 3520-AT生物力學試驗機（Bose Corporation，USA）、DR攝片機（Siemens Medical Solutions，Munich，Germany）、跟骨解剖接骨板及加壓螺栓內固定系統，AO接骨板螺釘內固定系統、牙托粉等。

1.3 模型制備：用擺鋸分3步將標本跟骨切開制成SandersⅢ型跟骨骨折模型。第1步，使第1條模擬骨折線貫穿跟骨結節前部的內側面及距跟后關節面的內1/3平面；第2步，使第2條模擬骨折線貫穿跟骨結節后部的內側面和距跟后關節面的外1/3平面；第3步，使第3條模擬骨折線縱向貫穿跟骨結節外側后部。之后對跟骨標本進行攝側軸位X線片、冠矢軸位CT掃描，確認骨折模型均為SandersⅢ型并評估模型是否具有極高的相似性。

1.4 固定方式：復位跟骨骨折后，試驗組和對照組分別用跟骨解剖接骨板加壓螺栓、AO接骨板松質骨螺釘固定，每個模型的載距突都要有螺釘或螺栓固定，經檢查固定牢靠后，行跟骨側軸位X線片以行評價及確認（圖1）。

圖1 跟骨骨折模型應用接骨板固定X線側位片

1.5 生物力學測試：將標本固定到生物力學機上，足跟部及前腳掌部用牙托粉固定在平臺上并保持足中立位，給予預載荷20N，消除蠕變。然后對每個標本依次進行20～200N及20～700N垂直負荷循環分級加載力學測試，頻率是1Hz，循環1 000次，記錄循環過程中足踝部的不可逆位移變化。最后行屈服試驗，施加垂直載荷，直至試驗機上顯示內固定失效，記錄最大負荷、最終位移數值。

1.6 統計學方法：應用SPSS13.0統計學處理軟件進行數據處理，計量資料以±s表示，組間比較采用t檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

在20～200N循環測試中，1 000次循環后2組的不可逆位移差異無統計學意義（P＞0.05），說明2個固定系統均可有效地維持骨折塊間的對位。在20～700N循環測試中，1 000次循環后實驗組的不可逆位移明顯小于對照組（P＜0.01），說明跟骨解剖接骨板加壓螺栓比AO接骨板提供更高的固定強度和穩定性。見表1。

表1 實驗組與對照組實驗數據比較

屈服試驗中，實驗組最大負荷高于對照組標本（P＜0.01），但2組間的最終位移差異無統計學意義（P＞0.05），見表1。實驗組跟骨解剖板無明顯變形，對照組AO接骨板明顯變形，表明最大負荷對跟骨解剖接骨板系統的破壞程度較小（圖2）。

圖2 屈服實驗后拍攝的跟骨軸位X線片

3 討 論

在本研究中跟骨解剖接骨板加壓螺栓表現出更好生物力學性能與植入物的設計有關。堅強內固定穩定性取決于內置物與骨之間以及骨折塊之間的力的傳遞情況。跟骨解剖接骨板加壓螺栓系統與AO接骨板系統相比：①加壓螺栓可以增加接骨板和骨質間的摩擦力，增強螺栓與解剖接骨板的力學交鎖作用，提高了釘板一體化程度；②使跟骨內、外側的應力盡可能均勻分布；③用螺帽替代了松質骨螺釘的螺紋實現固定系統對骨質的把持，增加了對骨質的把持力度；④加壓螺栓最大限度地恢復了跟骨外形尤其是寬度、承重結構及負重能力，使骨結構能更好地分擔功能性負荷并使應力在骨塊間更好地傳遞，最大程度上避免了應力遮擋；⑤與單純松質骨螺釘相比，對后關節面的支撐作用及維持載距突骨折塊復位的牢固程度增強，提高了最大負載能力。

本研究表明跟骨解剖接骨板加壓螺栓固定跟骨關節內骨折穩定性好，固定強度大，能最大限度地滿足術后早期功能鍛煉及負重的需要，具有很大的臨床應用價值。本研究目前樣本量較小，誤差較大，有待于加大樣本量作進一步統計比較，以驗證結論。

［1］ 吳戰坡，陳偉，張英澤，等.臨床病例討論——跟骨關節內骨折的手術治療［J］.中華創傷骨科雜志，2011，13（5）：499-500.

［2］ WANGQ，CHENW，SU Y，et al.Minimally invasive treatment of calcaneal fracture by percutaneous leverage，anatomical plate，and compression bolts——the clinical evaluation of cohort of 156 patients［J］.JTrauma，2010，69（6）：1515-1522.

（本文編輯：趙麗潔）

R683.42

B

1007-3205（2012）03-0346-02

2012-02-13；

2012-03-10

河北省科學技術研究與發展計劃項目（05276403 D-16）；河北省二00九年醫學科學研究重點課題計劃（2009040）

楊朝旭（1981-），男，河北清河人，河北醫科大學第三醫院醫學碩士研究生，從事創傷骨科疾病診治研究。

*通訊作者。E-mail：yzling_liu@yahoo.com.cn

10.3969/j.issn.1007-3205.2012.03.041