利用模拟步态周期的疲劳加载系统与空间运动捕捉系统,通过比较螺钉与钢板固定的骨质疏松患者后踝骨折的生物力学强度,为骨质疏松患者后踝骨折的内固定选择提供理论依据。
方法72具骨质疏松下肢标本,通过后踝截骨获得HaraguchiⅠ型后踝骨折模型,随机分成应用两枚4.0 mm钛合金半螺纹空心螺钉平行自后向前固定组(螺钉组)和应用后踝解剖钢板固定组(钢板组),每组36具。根据矢状位骨折块面积与胫骨远端关节面总面积的比值S,每组又分为3个小组分别记为螺钉A组、钢板A组、螺钉B组、钢板B组、螺钉C组、钢板C组;S螺钉A组-钢板A组=1/4,S螺钉B组-钢板B组=1/3,S螺钉C组-钢板C组=1/2。根据后踝骨折块的高度H,每组再分为a、b两组,Ha组=19.3 mm,Hb组=39 mm。模拟步态周期中4种踝关节位置进行力学加载:①背伸12°,3.2倍体重;②背伸5°,3倍体重;③中立位,3.6倍体重;④跖屈15°,4.5倍体重。疲劳加载系统反复加载,利用空间运动捕捉系统测量加载终末期骨折块的位移。
结果模拟踝关节背伸12°与跖屈15°位置,螺钉组和钢板组模型无论后踝骨折块大小与高度,位移均存在统计学差异,且螺钉组位移大于钢板组。而在踝关节背伸5°位置加载,螺钉Ca组和钢板Ca组骨折块位移分别为(0.47±0.11)mm和(0.51±0.07)mm,两者间无统计学差异;螺钉Ab组和钢板Ab骨折块位移分别为(0.76±0.13)mm和(0.63±0.10)mm,两组间无统计学差异,其余各组均存在统计学差异,且螺钉组位移大于钢板组。在中立位,螺钉Bb组和钢板Bb组加载后骨折块位移分别为(1.46±0.16)mm和(1.58±0.18)mm,两者间无统计学差异,其余各组均存在统计学差异,且螺钉组位移大于钢板组。
结论对于大部分骨质疏松患者的后踝骨折,后侧解剖钢板可以提供更坚强的固定;但骨折块面积或高度过大时,两种固定方法均不能提供坚强的固定。