距骨颈骨折短缩与距下关节生物力学演变的研究

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目的:(1)研究正常中立位距下关节压力分布及其临床指导意义。(2)研究距骨颈骨折后短缩0.0mm,1.0mm,2.0mm,3.0mm时,距下关节对应压力分布的变化及临床指导意义。方法:(1)12具足部骨标本,对本试验的骨标本不区分侧别、性别,对距下关节前中关节面及后关节面形态进行仔细观察;排除既往骨病、外伤、代谢性疾病史。(2)12具尸体足部标本,剥除皮肤、皮下及肌肉,保留关键位置的肌腱,填充固定后置于万能生物力学机上加载(万能生物力学试验机以20N/秒的速度由标本顶端最大施加650N的压力,保持最大负载5秒后卸载),用压力敏感片测定中立位下的标本正常距下关节压力的分布并分析其临床指导意义。(3)以上述8具尸体足部标本模拟距骨颈骨折后分别短缩0.0mm,1.0mm,2.0mm,3.0mm的模型,并用两枚4.0mm半螺纹拉力螺钉予以固定,放置于万能生物力学试验机上装载(生物力学试验机以20N/秒的速度向标本顶端施加650N的压力,保持最大载荷5秒后卸载),以压力敏感片测定上述模拟试验下中立位时距骨颈骨折后短缩导致的距下前中关节及距下后关节的压力分布及其临床意义。结果:(1)距下关节分为距下前中关节面和距下后关节面,距下后关节面面积是距下前中关节面的3-4倍,距骨后关节面向下凹陷;前中关节面向下凸出,两关节面不在同一平面内,阶梯状排列,高度约差2-3mm,距下关节的活动轴由距下的前中、后两个关节面活动轴相互组合而成。(2)中立位时,正常距下关节(包括前中关节面和后关节面)负载650N,两关节面的压强无明显差异(P>0.05),压强平均值为18.36kgf/cm2,距下前中关节面的对应面积小于距下后关节面,有显著性差异(P<0.05),距下关节后关节面传递的负载占小腿总负载的47.8%左右,而距下关节前中关节面约承载小腿负载的20%,有显著性差异(P<0.05)(3)中立位650N负载时,距骨颈骨折后短缩0.0mm,距下关节前中、后关节面传递负载和压力均与正常时相近,无统计学差异(P<0.05),短缩1.0mm时,接触面积减小,与正常值差异显著(P<0.05),短缩2.0mm时,接触面积进一步减小,与正常值相比有统计学差异(P<0.05),短缩3.0mm时,接触面积再次减小,与正常值相比有统计学差异(P<0.05)。结论:(1)距下关节是由前中、后两个不在同一平面,不在同一运动轴的双鞍状复合关节组成,具有极大的稳定性和微动性,具有重要临床意义。(2)中立位时的正常距下关节后关节面承载来自小腿总负荷的47.8%,起主要承载负荷的作用,主要通过后关节面的前外部分进行传递,对临床研究具有指导意义(3)对于距骨颈骨折所有≥1.0mm的短缩都会使距下关节的生物力学发生显著变化,而≥2.0mm的短缩可能引发距下关节的创伤性关节炎,保持距骨颈骨折处理时不发生短缩是临床治疗的根本原则。
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