摘要

　　目的:探讨骨科固定器械生物力学评价方法的应用,为广大临床医生提供参考,以便在临床中发挥圊定器械的优点,克服固定器械的不足,取得最佳的医疗康复水平。

　　方法:从生物力学观点出发,根据骨折固定的生物力学评价方法,对骨折固定常见的4种器械进行分析和讨论,提出生物力学评价观点。

　　结果:生物力学观点认为,带锁髓内钉和C型滑杆式骨科固定器具有较多的生物力学优点同时也存在着某些不足。虽然内固定加压钢板和单边外固定器其生物力学优点不如上述两种固定器械多,但有着其方面如使用方便,患者乐于接受等优点.

　　结论:骨科固定器的设计影响因素较多,研制既满足生物力学的科学要求,又满足使用方便,功能齐全的固定器械是十分困难的。注重了发挥某一方面的优点,也就不可避免地带来了另一方面的不足。所以任一种固定器械在具有突出优点的同时,也必存在不足。这就需要临床医生在临床实践中,根据生物力学原理和结构分析方法,对临床上使用的固定器械和固定方法进行经常地一些研究和评价,以便充分发挥固定器械的优点,取得最佳的医疗康复水平和效果。

　　引言

　　作者在“骨折固定疗法的生物力学评价方法研究”一文中,从生物力学观点出发-4,探讨了骨折固定疗法及固定器械的评价方法。此方面的s研究引起了国内外学者和临床工作者的广泛关注.

　　本文从生物力学观点出发,根据骨折固定的生物力学评价方法,对骨折固定常见的4种器械-11(带锁髓内钉、内固定加压钢板、单边外固定器、C型滑杆式骨科固定器)进行分析和讨论,给出生物力学评价观点。希望能对广大临床工作者有益,以便于在临床应用过程中更加合理地使用固定器械,提高临床疗效和医疗康复水平。

　　1.带锁髓内钉固定

　　从生物力学观点看,带锁髓内钉固定骨折,具有如下优点:①固定稳定。②具有较好的抗成角位移能力。③具有较好的抗扭转位移能力。④远端体系、近端体系均为几何不变体系:其组合也为几何不变体系。同时也存在着如下缺点:①无法在断端施加生理应力。②打入锁钉后极大可能带来功能替代(见图1)。③髓内压应力失常。

　　2内固定加压钢板

　　内固定加压钢板治疗骨折,其优点是固定稳定,但存在功能替代,偏心受力,疲劳断裂等不足目前所用钢板的刚度比皮质骨刚度大10倍左右,加压钢板固定后,钢板替代了骨应承受的载荷。钢板固定部位螺钉之间的骨质长期得不到应有的应力剌激,即产生“应力遮挡”,取出钢板后,继发骨折的发生概率较高,其应力遮挡、功能替代、载荷传导见图2。临床上有时也发现钢板断裂,塑性变形,螺钉松动等,这种现象多由应力集中引起。

　　3单边外固定器

　　单边外固定器的突出优点是:几何尺寸小,重量轻,器械自重对骨折治疗的负面影响小。

　　其缺点是:由于单边固定,依靠固定在“主干”上固定针张臂梁固定,较长的张臂(钢针)其抗扭转能力和抗弯曲能力弱,骨针易变形或断裂。为克服以上缺点,现在临床上就要使用多针或使用较大直径的骨针等方法。而使用多针,将产生多余约束使用较大直径的骨针,使固定的整体弹性模量远大于骨原有弹性模量。这都将形成不合理的坚强固定,带来应力遮挡、功能替代等缺点。单边外固定器加压时,由于单边受力,不可避免地产生偏心压缩,断面应力不均(见图3)等。

　　4C型滑杆式骨科固定器

　　4.1近端几何不变体系两根交叉细针AB,CD,A,B,C,D4点固定在固定器上,且AB,CD不在同一平面内,两根针和近端伤骨组成近端的几何不变的体系(见图4)。其鼓轮式针座可进行多维调节,直至伤骨解剖复位

　　4.2远端几何不变体系远端几何不变体系采取与近端几何不变体系相同的穿针方式,与远端固定器组成几何不变体系。

　　4.3组合系统远端系统和近端系统之间为滑动连接。两系统的滑动连接为双管状滑动结构(图5)。由力学分析可知,这种结构可抵抗弯曲变形,扭转变形。功能活动时,由于远、近两系统的滑动连接,无任何固定物阻止肌肉内在动力产生的骨轴线方向的间断性压应力传递至骨折断面由加压螺母和测力计组成的远、近端两系统的弹性连接,将恒定压应力传递至骨断面上。分离时必须克服测力计弹簧的弹力。

　　器械设有侧位移约束半针、限位螺母及锁力机构,加压时,约束剪切位移。临床实践上,一般采取内外结合的方式效果更佳。

　　由此可见,C型滑杆式骨科固定器,多维调节系统设计,可达到临床复位要求或解剖复位:远端系统与近端系统,均为几何不变体系:组合系统也为几何不变体系:其组合为滑动弹性组合。该器械几何上构成固定稳定、弹性固定,无功能替代,断端可施加恒定生理应力,不阻挡功能活动产生的间断性生理应力,符合理想固定器条件,是理想的骨科外固定器械。该器械可达到解剖复位,具有愈合速度快、愈合质量高的特点综上所述,带锁髓内钉和C型滑杆式骨科固定器具有较多的生物力学优点,但带锁髓内钉存在着手术难度较大等问题。C型滑杆式骨科固定器从生物力学观点上,是较为理想的固定器械,但术后带架,略显不便。内固定加压钢板和单边外固定器,从生物力学观点看其优点不如上述两种固定器械多,但有着使用方便,患者乐于接受等特点.

　　5小结

　　从生物力学角度出发,仅对上述几种固定器械进行的分析讨论。骨科固定器的设计影响因素较多,硏制既满足生物力学的科学要求,又满足使用方便,并且功能齐全的固定器械是十分困难的。因为注重了发挥某一方面的特点,也就不可避免地带来了另一方面的不足。所以任一种固定器械在具有突出优点的同时,也必存在不尽如人意的地方。这就需要临床医生在临床实践中,根据生物力学原理和结构分析方法,对临床上使用的固定器械和固定方法经常地进行一些研究和评价。