目的:跟骨是最易受损的跗骨,多发生在中青年身上,多由高处坠落引起,临床报道约75%为跟骨关节内骨折,所有关节内骨折都由轴向应力所致,跟骨骨折的理想治疗方法仍是一个难解决的难题。近几年来随着影像学的发展,我们对骨折有了更深的认识。随着手术器材的改进,跟骨骨折的治疗方法也在不断的完善提高。开放手术治疗虽普遍被接受,但是目前临床上采用手术切开、钢板内固定治疗此类患者报道术后并发症逐渐增多。跟骨骨折选择钢板时应注重固定的有效性、实用性、微创性、符合生理特性和降低局部并发症等原则,因此本研究的目的是对我们自行设计的跟骨解剖型钢板及易断螺栓固定跟骨骨折进行生物力学研究,它符合跟骨骨折理想内固定标准,具有微创,固定可靠,缩短骨折愈合时间等优点。适用于各种类型的关节内跟骨骨折。通过生物力学对比实验评价其治疗效果,为提高临床疗效及降低内固定失败提供依据和措施。方法:选取16根含完整小腿的新鲜足标本,标本来自因车祸,骨肉瘤截肢的中青年患者。首先对每一个标本仔细解剖跟骨周围结构,保留踝关节、跟骨周围韧带的完整性,肉眼观察及X线证实无肿瘤、骨折、畸形变异,然后于小腿踝上20厘米处锯断。将处理好的标本随机分为两组,即A组和B组,每组8足。将所有16足标本牢固固定在生物力学实验机上,上部采用T形夹具,足部牢固固定在实验台上,确保加载中心在胫腓骨,进行轴向加压损伤测试,直至出现跟骨压缩骨折,其中A组记录最大负载及最大足弓下沉位移(矢高变化),然后将距下关节的后外侧关节囊切开一小口,用一骨凿将后关节面由后外向前内劈开,再用一楔形物将骨折块撑开,使骨折块移位,跟骨增宽,之后对跟骨标本进行X线、冠状面CT扫描并三维重建,确认骨折模型均为SandersⅡ型。然后,A组应用自行设计的解剖型钢板螺栓加压内固定系统进行复位固定,B组应用AO钢板螺钉内固定系统复位固定,应用X线证实骨折复位,同前将所有16根复位固定好的标本牢固固定在生物力学实验机上,引申计固定在跟骨丘部内外侧,确保加载中心在胫腓骨,以20N/S的速度垂直向下加载,直至载荷至600N,记录足弓下沉位移(矢高变化)及跟骨宽度变化。最后测试标本的最大负载,于胫腓骨施加垂直载荷,实验机上显示直至内固定失败,记录最大负载。实验数据应用SPSS13.0统计软件的t检验方法进行分析,P<0.05为差异具有显著性意义。结果:在垂直载荷下,正常跟骨与其骨折后应用自行设计的内固定系统固定后的最大负载间配对比较差异具有显著性意义(P<0.01),正常跟骨最大负载平均为5711.19±86.55N,骨折后应用自行设计的内固定系统固定后最大负载平均为7866.74±181.58N,两者相差27%,而两者在足弓最大位移间比较差异无统计学意义(P>0.05),正常跟骨最大足弓位移平均为18.57±2.79mm,后者最大足弓位移平均为19.35±3.64mm,两者相差仅4%。在600N的垂直载荷下,自行设计钢板组(以下简称实验组)与AO钢板组(以下简称对照组)在足弓位移间比较差异具有显著性意义(P<0.01),实验组足弓位移平均为1.54±0.87mm,对照组足弓位移为3.31±1.07mm;在跟骨宽度变化间比较差异具有显著性意义(P<0.01),实验组跟骨宽度变化为0.54±0.37mm,对照组跟骨宽度变化为1.73±0.69mm。最大负载方面实验组平均为7866.74±181.58N,对照组为6702.94±241.06 N,二者间比较差异具有显著性意义(P<0.01)。结论:跟骨骨折经自行设计的钢板系统固定后,既达到了恢复正常足弓生物力学的效果,又提高了承载能力,符合足部生物力学特性。正常跟骨与其骨折后应用自行设计的内固定系统固定后的最大负载间配对比较,在最大承载能力上相差27%,最大足弓变形相差仅4%,说明跟骨骨折经该系统固定后完全能达到正常足的生物力学性能且固定后的足能够维持足弓足够强大的承载能力。通过对自行设计钢板系统和AO钢板系统固定跟骨骨折后在足弓移位、跟骨宽度变化、最大负载方面的比较,说明自行设计钢板螺栓内固定系统固定跟骨骨折效果、强度均优于AO钢板螺钉内固定系统。