目的:测量足部影像学资料及尸体标本足部骰骨前后关节面的部分解剖学数据,结合文献报道的有关骰骨的测量数据值,参照临床上已有的骰骨骨折内固定材料,设计应用于复杂骰骨骨折的跨关节接骨板螺钉系统;采用生物力学的方法,对所设计的骰骨跨关节接骨板进行力学对比分析,评估其生物力学性能。方法:1.骰骨跨关节接骨板的设计收集100例足内斜位CR片资料及30例足标本,测量骰-第五跖骨关节面与第五跖骨干夹角,骰-第五跖骨关节面与跟骰关节面延长线的夹角。查阅文献中成人骰骨的解剖学数据了解国人骰骨大小的均值,参照临床上现有的骰骨内固定接骨板,在此基础上设计并制作用于成人骰骨骨折的跨关节的内固定接骨板。2.骰骨跨关节接骨板的生物力学研究采用收集到的新鲜单下肢标本(半年内,密封存于-20℃低温环境)共6具,通过X线排除骨骼缺损或者病变,测量骰骨的大小选择合适型号的内固定。将标本随机分为A、B两组,在距离踝关节近端15cm处截骨,对截骨处进行包埋,在跟、骰及第4、5跖骨处放置5枚电阻应变片。将处理好的标本固定在材料力学多功能实验台中,模拟单足站立模型,应变片导线连接静态电阻应变仪,调试平衡后在实验前对标本预加载消除骨松弛蠕变等,提高实验精确度。以1.0mm/min加载速度,向足部加载0-600N的垂直压力,记录各个点的应变值。测试完毕后制作骰骨骨折模型,安装好电阻应变片,在骨折块处布置百分表测量骨折块的垂直位移。重复上述力学测试操作,记录实验数据,对比骰骨骨折前后各个点的应变值变化。完成后以上测试后,A组使用设计的骰骨跨关节接骨板螺钉进行固定;B组使用掌指骨接骨板跨关节固定,X线摄片以确定骨折固定牢靠后,安装电阻应变片及百分表,再次对标本加载600N压力,记录应变值及骨折块垂直位移。通过数据对A、B两组的应变值及骨折块垂直位移进行对比,采用独立样本t检验设计进行分析。结果:1.骰骨跨关节接骨板的设计所测得的骰-第五跖骨关节面与第五跖骨干夹角接近整数70°,跟骰关节面与骰-第五跖骨关节面延长线夹角接近整数30°,本设计的骰骨接骨板使用配套的足部皮质骨螺钉,根据不同的需求选择不同长度的皮质骨螺钉,接骨板分左右两侧,参照AO骰骨关节内短梯形接骨板的样式并在这一基础上近端向跟骨,远端根据所测的角度方向向第五跖骨延伸,可选择性对接骨板预弯或者裁剪使用。2.骰骨跨关节接骨板的生物力学研究在标本顶端加载0-600N的时,外侧柱各个点的应变值逐渐增高,骰骨进行骨折处理后,骨折线两侧的应变值明显增高,b、c两点的骨折前后应变值对比P值均为0,具有统计学意义。骨折固定后,各点的应变值有了变化,b、c两点应变值减少,其他点则无明显变化,A、B两组各个点的应变值无明显差异。骨折线两端骨块垂直位移的检测,通过数据对比分析可以得出,骰骨跨关节接骨板固定后内外侧骨折块垂直位移均值为0.804mm、0.672mm;而双掌指骨接骨板跨关节固定后内外侧骨折块垂直移位的均值为:1.126mm、1.007mm。对应的P值分别为0.003、0.006均小于0.05,具有显著差异,说明在骨折块的垂直位移检测上,骰骨跨关节接骨板固定效果优于掌指骨接骨板。结论:1.对跟骰关节面与骰-第五跖骨关节面的夹角及骰-第五跖骨与第五跖骨干夹角影像学及足标本的测量为骰骨跨关节接骨板的设计提供了解剖学依据。2.骰骨跨关节接骨板的设计可以满足关节内、跨单一关节或者跨双关节的固定。3.通过生物力学实验表明本研究设计的骰骨跨关节接骨板对于影响跟骰、骰跖关节类型的骰骨骨折的固定与双掌指骨跨关节接骨板固定进行对比具有更为稳定的固定效果。