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目的:前交叉韧带(anterior cruciate ligament,ACL)胫骨止点撕脱骨折是临床常见的关节内骨折之一,若明显移位者采用非手术治疗易造成骨折不愈合、ACL松弛,影响膝关节功能。因此多数学者主张移位骨折块的解剖复位及坚强内固定,以恢复ACL的生物力学功能。目前处理ACL胫骨止点撕脱骨折的金标准是关节镜下复位内固定术,关节镜手术因创伤小,恢复快,并发症少,而取代了传统的开放手术,但采用何种固定方式仍存在争议。目前有大量文献描述了关节镜下不同方法固定ACL胫骨止点撕脱骨折,其中常用的固定材料有空心拉力螺钉、缝线、带线锚钉、张力带钢丝、纽扣钢板等。针对常见的Ⅱ、Ⅲ型(Meyers-McKeever-Zaricanyj分型)ACL胫骨止点撕脱骨折,关节镜下复位空心拉力螺钉及缝线内固定是常用的两种方式。研究发现,缝线固定因不考虑骨折块的形状及大小,可用于Ⅲ、Ⅳ型骨折的治疗。它的优点是不易造成骨折块的再次破裂,不用二次手术取出缝线;缺点是手术技术要求较高,手术时间相对较长,术后支具固定时间长,易造成膝关节僵直、活动受限以及肌肉萎缩等并发症。缝线对ACL实质部有切割作用,可造成ACL损伤,影响膝关节功能。缝线长期存留于关节腔及组织内,可能会发生缝线反应,致关节炎症及疼痛等症状。缝线穿过儿童骺板时,可造成生长受限。有报道显示,可吸收空心拉力螺钉固定也取得了满意的效果。它的突出优点是由生物可吸收材料制成,术后无需二次手术取出内固定物,但其最小直径为4.5mm,不适合较小骨折块的固定,也易出现固定骨折块的碎裂。另外临床使用中发现可吸收空心拉力螺钉在吸收的过程中常出现螺帽与螺干连接处断裂,螺帽会游离于关节腔,从而形成游离体,易导致关节软骨破坏,关节疼痛及活动受限等症状。临床研究发现,金属空心拉力螺钉固定也取得了满意的疗效,但仍有缺陷,比如:(1)、螺帽突出于关节腔,易造成髁间窝撞击,破坏股骨内外髁软骨面,最终导致骨关节炎;(2)、固定把持力不足,螺纹和骨道之间易发生松动,以致螺钉松动,内固定失效,骨折不愈合;(3)、拧入力量过大,易导致骨折块碎裂。双头空心加压螺钉在临床中常用于创伤骨折的固定,固定牢靠,它的螺帽带有螺纹,可拧入骨质内,避免对邻近关节的撞击,它是双螺纹结构,固定ACL胫骨止点撕脱骨折时,固定力量可能强于空心拉力螺钉及缝线,且查阅文献,未见报道双头空心加压螺钉用于固定ACL胫骨止点撕脱骨折的生物力学分析,故我们假设双头空心加压螺钉固定ACL胫骨止点撕脱骨折的生物力学强度不差于空心拉力螺钉及缝线固定,并且双头空心加压螺钉的螺帽埋入骨折块内,可避免髁间窝撞击等并发症的发生。因此本研究拟通过双头空心加压螺钉、空心拉力螺钉和缝线固定ACL胫骨止点撕脱骨折的生物力学比较,以评估双头空心加压螺钉固定ACL胫骨止点撕脱骨折的生物力学特性,为临床使用双头空心加压螺钉固定ACL胫骨止点撕脱骨折提供理论依据。方法:选择1岁左右,体重约100Kg的成年猪膝关节30例。按随机数字表法将30例标本分为三组,分别对应双头空心加压螺钉组(A组)、空心拉力螺钉组(B组)以及缝线组(C组),每组10例膝关节样本。用线锯在猪膝关节上下各10cm处切断股骨近端及胫骨远端,并用手术刀切除膝关节周围所有软组织,只保留股骨远端-ACL-胫骨近端(the femur-ACL-tibia complex(FATC))。用自凝牙托粉填充样本的股骨上端及胫骨下端。使用骨刀将三组样本的ACL胫骨止点制成30mm(长)*15mm(宽)*8.5mm(深)的骨折块,以模拟Ⅲ型骨折。直视下解剖复位各组样本后,三组分别采用一枚直径为3.5mm的双头空心加压螺钉、一枚直径为3.5mm的空心拉力螺钉及2条2号UltraBraid缝线固定。造模后的标本在-20℃下存放,实验前24小时在常温环境下解冻。通过电子万能试验机(Electronic universal testing machine,EUTM)测量并记录循环负载(初始位移)和失效负载(峰值负载、屈服负载),肉眼观察并记录失效类型及A、B两组螺钉的螺帽埋入骨折块内的情况。采用SPSS17.0软件进行数据分析,实验中计量资料采用均数±标准差表示,两组比较使用独立样本t检验,三组比较使用单因素方差分析,检验水准为双侧,α=0.05,P<0.05为差异有统计学意义。结果:本实验30例猪膝关节标本造模成功,骨折块完整,骨折块的长、宽、深差异均无统计学意义。30例标本骨折块均实现解剖复位,且三种内固定材料固定骨块的位置良好。A、B、C三组的峰值负载分别为(443.10±8.54)N、(361.70±18.76)N以及(457.00±26.53)N。A组的峰值负载明显大于B组的峰值负载(p<0.05),差异有统计学意义。A组的峰值负载与C组相似,差异无统计学意义(p>0.05)。三组的屈服负载分别为(398.10±14.21)N、(324.80±17.50)以及(457.00±26.53)N。A组的屈服负载明显大于B组的屈服负载(p<0.05),差异有统计学意义。A组的屈服负载明显小于C组的屈服负载(p<0.05),差异有统计学意义。三组的循环负载检测的初始位移分别为(1.38±0.14)mm、(1.94±0.12)mm以及(3.98±0.19)mm。A组的循环负载检测的初始位移明显短于B、C两组的初始位移(p<0.05),差异有统计学意义。并且A组中所有10个样本的循环负载的初始位移均短于B组及C组的初始位移。A组中所有标本的螺帽均埋入骨折块内,而B组中所有标本的螺帽均明显突出于ACL实质。结论:双头空心加压螺钉固定ACL胫骨止点撕脱骨折的初始稳定性和力学强度明显高于空心拉力螺钉。双头空心加压螺钉固定ACL胫骨止点撕脱骨折的力学强度和缝线固定相当,但其初始稳定性明显高于缝线。双头空心加压螺钉的螺帽可埋入撕脱骨折块内,不会造成髁间窝撞击等并发症。故双头空心加压螺钉固定适用于Ⅱ、Ⅲ型骨折。