骨折的生物力学篇1

【关键词】 髌骨骨折;治疗方法

髌骨骨折是临床常见的关节内骨折。其发病原因为直接或间接暴力所致。髌骨肩负着维持膝关节稳定、传导并增强股四头肌力量等重要作用，所以对髌骨骨折临床治疗的要求较高。目前临床对髌骨骨折的内固定多采用钢丝环扎、张力带、聚髌器内固定、外固定器外固定等。本院2006年3月～2014年3月采用不同方法治疗的54例髌骨骨折，现回顾总结并加以分析，以便选择合理的治疗方式治疗不同类型的髌骨骨折。

1资料与方法

1.1一般资料：本组54例，男31例，女23例;年龄18～68岁，平均36.8岁;致伤原因：车祸伤26例，坠落伤6例，跌伤22例;骨折类型：横形骨折21例，斜形骨折3例，粉碎型骨折24例，下极骨折6例。合并其他部位损伤13例，开放骨折2例。2列行急诊手术，5列无移位骨折保守治疗，其他患者均在1周内接受手术治疗。手术患者均有手术适应证：有明显移位的髌骨横形骨折或髌骨斜行骨折( 关节面错位超过2～3mm或骨折分离超过3～4mm);髌骨粉碎型骨折;髌骨陈旧性骨折不愈合。

1.2髌骨骨折的治疗方法

1.2.1手法整复：本组患者有5例髌骨横形无移位骨折，用长腿石膏托固定患肢于伸直位3～4周，在此期间练习股四头肌收缩，去除石膏后练习膝关节屈伸活动。

1.2.2钢丝环扎内固定术：钢丝环扎术的原理是将钢丝包绕在整个髌骨周围，从而产生相等的周边平衡应力和多向内聚力，使骨块向中心会聚起到骨折复位固定的作用。具体方法是在髌骨骨折复位后，用钢丝环绕髌骨一圈，在髌骨外侧收紧钢丝固定。该手术方法简单，但不能限制在膝关节屈伸过程中骨折块前方分离移位，若固定不稳常可发生创伤性关节炎。

1.2.3张力带固定术：张力带固定术是治疗髌骨骨折的经典术式，以其理学结构特性及可靠的效果得到骨科专家的推崇，其改良术式较多，均以髌股关节的运动特点为依据而设计。AO张力带固定术在髌骨骨折复位后用2枚克氏针做平行贯穿固定，使骨折块不发生侧向旋转或前后旋转，始终保持关节面平整。

1.2.4聚髌器内固定术：聚髌器治疗髌骨骨折其原理为其利用镍钛合金热弹性马氏体相变的结果，并根据髌骨解剖力学特点而设计，在体温驱动下功能爪可从从多个方面对髌骨产生持续、稳定、立体、向心的加压聚合力。聚髌器服帖于髌骨表面产生的纵向压应力可以抵消股四头肌收缩或屈膝时产生的张应力，并在近关节面产生持续的压应力，达到术中稳定骨折的目的，并且骨折固定接触面积大，可以使骨折聚合于解剖复位直至骨折愈合；对于一些严重粉碎骨折，可采用先将粉碎的骨折块环扎缝合后用聚髌器内固定取得了较好的疗效。

1.2.5改良张力带钢丝用两枚2mm的克氏针自髌骨上极穿入，经骨折块由下极穿出，两针位于股骨四头肌腱两侧，并平行，然后用钢丝，环绕克氏针四个尖端固定。在粉碎骨折，还可加用横行或斜克氏针加钢丝固定。

1.2.6髌骨部分切除术：髌骨下极骨折，骨折块较小，切除后对膝关节的稳定和活动没有影响，可考虑切除下极游离骨块。

1.2.7口字型钢丝固定术：该方法针对各型骨折都可以使用，清除关节腔瘀血，分别在骨折上极和下极有1.5克氏针横行打孔，将钢丝由外向内经上极孔穿入，再将钢丝由内向外经下极孔穿出，直视下将骨折复位，于外侧逐渐收紧，一手扪及髌骨关机面平整并维持复位，完全拎紧钢丝，用长腿石膏托或石膏管形固定患肢于伸直位3～4周，在此期间练习股四头肌收缩，去除石膏后练习膝关节屈伸活动。

2结果

术后石膏外固定时间：钢丝环扎内固定组平均外固定30天，张力带组平均外固定15天，聚髌器内固定组不予外固定。功能评定标准。优：膝关节功能正常，无疼痛、无肌萎缩，行走自如，屈伸及下蹲无困难;良：膝关节活动功能接近正常，无疼痛，有轻度肌萎缩，行走自如，下蹲稍差;可：有时疼痛，有肌萎缩，膝关节屈伸受限但大于90°，平地行走无跛行，下蹲及上下楼梯不便;差：疼痛，有肌萎缩，膝关节屈伸明显受限不足90°，跛行、下蹲及上下楼梯困难。本组54例有48例获得随访，时间3～18个月，平均8个月，骨折全部愈合。依疗效评定标准：口字型钢丝固定术优30例，良5例，钢丝环扎内固定组，优4例，良1例；张力带组优4例，聚髌器组优2例；髌骨部分切除术2例；无1例发生固定失败及骨不连等并发症。

3讨论

髌骨是体内最大的籽骨，是膝关节的一个重要组成部分，起到保护膝关节并增强股四头肌肌力和伸直膝关节最后10°～15°的滑车作用，因此对髌骨骨折的治疗临床要求较高。治疗的目的是恢复髌骨关节面的平整，修复股四头肌扩张部的横行断裂，早期进行股四头肌和膝关节屈伸功能锻炼，最终恢复膝关节的功能。笔者认为髌骨骨折若关节面错位超过2mm或骨折分离超过3mm就具有手术指征。因为髌骨骨折为关节内骨折，如果处理不当将影响膝关节功能，严重影响患者的生活质量。对于有手术指征的髌骨骨折治疗治疗方法很多，如上述介绍的七种方式，同时还有很多固定方式如粗丝线缝合固定、可吸收螺钉等。目前报道最多的为张力带内固定和聚髌器内固定。选择适合的内固定方式一方面可以最大限度地允许早期功能锻炼，利于膝关节功能的恢复;另一方面合适的内固定可以保证骨折端的稳定性，利于骨折的愈合。另外，作为基层工作者，还要考虑病人的经济负担及二期手术的情况，张力带内固定治疗髌骨骨折，力学设计合理，可以将骨折块间有害的张应力转变为能促进骨折愈合的压应力，为骨折愈合创造了良好的生物力学条件，并且固定可靠，能进行早期的功能锻炼，是一种可靠的内固定方式，但部分患者术后出现克氏针刺破皮肤致针眼感染，二期取内固定时常需暴露整个髌骨，创伤较大；聚髌器内固定优点是局部刺激性小，生物相容性好，手术时间相对较短，固定可靠，术后并发症少且术后可以早期进行功能锻炼，但聚髌器价格较贵，多数患者不接受内固定无长期值体内，要求取出内固定物，在取出内固定物时比较困难，常需暴露露整个髌骨表面，笔者一般用大力剪将髌骨爪剪断取出。笔者认为，口字型钢丝固定术手术操作简单，骨折复位可靠，固定稳妥，对于髌骨横形骨折、纵形骨折以及粉碎型骨折疗效确切，并且费用相对较低，是一种理想的内固定方式。

【参考文献】

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骨折的生物力学篇2

胫骨骨折在临床上较为常见，由于胫骨表浅，又是负重骨，易受直接暴力损伤，如重物撞击、车祸等，引起胫骨横形、斜形、粉碎性骨折。我科自2002年6月～2007年6月采用有限切开复位单臂外固定架外固定治疗126例胫骨骨折，收到一定的效果，现报告如下：

1资料与方法

1.1一般资料本组共126例，其中男84例，女42例，年龄14～58岁，平均37岁。骨折部位：上段17例，中段61例，下段48例。骨折类型：横形18例，螺旋型62例，粉碎性骨折46例，开放性骨折38例。对开放性骨折手术在6h内进行，其余病例在5天内完成。

1.2手术方法采用硬膜外麻，对合并伤者采用气管插管全麻。开放性骨折先予以创口彻底清创，去除失活及血供差的组织。用生理盐水多次冲洗，再用双氧水、淡碘伏冲洗，适当扩大切口后复位。对于闭合性骨折，取骨折为中心的胫前小切口，显露两骨折端后直视下复位。对粉碎性骨折块，据情况可用螺钉或钢丝内固定。在胫前内侧的骨折远端和近端适合位置上钻骨孔，分别拧入两枚固定螺钉，然后装配外固定架，使架子距皮肤3～4cm左右。

2结果

126例均达到解剖复位，进行4～16个月的随访，平均10个月，定期X线检查，无固定物松动或断裂，骨折愈合时间4～12个月，平均愈合时间为6个月，无骨不连发生。15例钉道有分泌物，经用75%酒精擦洗后分泌物消失。

3讨论

我科采用的有限切开复位单臂外固定架术对胫腓骨骨折的治疗，尤其是治疗中下段骨折，凸显其优势。

3.1有限切开复位应用外固定架的适应证一般适用于平台下4cm到踝关节上4cm间各类型骨折，尤其适用于伴有软组织损伤的开放性骨折［1］。我们的体会是：①稳定型骨折仅需有限切复位外固定；②对不稳定型骨折行简单内固定再上外固定架。

3.2有限切开复位应用外固定架外固定的优势胫骨是长管状骨中最常发生骨折的部位，约占全身骨折的13.7%［2］。胫骨骨折的手术治疗方式很多，良好的内固定手术应达到复位满意，固定牢固，操作简单，不进一步破坏骨折端血运，可早期邻近关节功能锻炼的要求［3］。单臂外固定架的力学原理是在骨折远、近端各钻入两枚固定针，穿过双侧骨皮质，与固定主杆产生杠杆作用，并使纵向应力分散沿外固定支架传递。在骨折治疗的后期，可通过放松旋钮通过主杆延长，压缩装置，即主杆动力化，使骨折端产生纵向应力，更利于骨折愈合［4］。胫骨骨折采用单臂外固定架固定时，克服了钢板固定手术创伤大，软组织伤口严重及剥离骨膜范围宽等不足之处，能充分保留骨折端的有效血供，促使骨折愈合，不占用软组织空间，减少了感染的机会，固定较牢固，能早期做邻近关节功能锻炼，能较好达到手术治疗的标准。我们通过对126例胫骨骨折单臂外固定架外固定方法的疗效观察，体会到胫骨骨折用有限切开复位单臂外固定架外固定治疗，和其他方法相比有如下优点：①小切口复位不剥离骨膜和组织，在保护血运的同时达到解剖复位。②简单内固定可防止骨折碎块在外固定架加压时移位，既有内固定作用，又最大程度地保护血供。③外固定架安装简单，手术创伤小，骨折端又有加压作用，可缩短骨头愈合时间。④对严重开放性粉碎骨折及软组织条件不好的患者术后换药处理方便。⑤单臂外固定支架不限制关节活动，肢体康复与治疗同时进行，避免了“骨关节固定综合征”的发生。我们选择在胫骨前内侧，正确安装单臂外固定支架操作简单，使用安全，且小腿内侧为张力侧，符合张力侧固定的力学原理。术后病人根据骨折程度及软组织修复情况早期行不负重的功能锻炼。⑥拆除简单便捷，避免了二次手术取出内固定，减少患者的痛苦和经济压力，患者易于接受。⑦缩短了病人的卧床时间，减少骨折并发症的发生，提高了病人的生活质量。⑧缩短了手术时间，减少了术后感染机会。

3.3钉道感染问题钉道感染是外固定常见的并发症，钉道感染发生率报道差别很大，认识和诊断上不一，但绝大数为无菌性炎症。本组病例15例钉道出现分泌物，经培养无细菌生长，钉道口用酒精擦洗，局部保持干燥，分泌物消失，无钉道所致骨感染。针皮界面不稳定，针皮之间的摩擦及钢针对皮肤和筋膜的压迫是引起钉道无菌性炎症的主要原因，在手术过程中，需要使用套筒保护软组织及术后钉道口的干燥，不能让钉道口有渗液及痂壳，能有效地预防钉道感染。

总之，我们认为对于胫骨骨折的治疗，采用有限一期切开复位单臂外固定架外固定具有方法简单、能直视下复位骨折、不需要特殊设备、手术时间短、疗效佳、能早期活动关节、并发症少等优点，适合在基层医院开展。

参考文献

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骨折的生物力学篇3

方法：将30具成年（30-60ys）新鲜尸体（T11-L3）随机分三组，用PMMA包埋后，用MTS机压缩速度及下降距离，制作骨折模型，三组分别行跨节段椎弓根钉固定、跨节段椎弓根钉固定加伤椎椎体成形术、跨节段椎弓根钉固定附加伤椎置钉术进行固定，而后对各组标本背伸、屈曲、左右侧弯以及左右旋转的运动范围进行计算，对比分析各组测定结果。

结果：经统计，在骨折后脊柱在以上6个方向的运动范围均较完整状态发生明显增加（P

结论：骨折后脊柱生物力学发生了改变，运动范围增加，经合理的内固定后可缩小运动范围，且不同的固定方式其生物力学测定结果也有所不同，临床应给予关注。

关键词：后路内固定胸腰椎爆裂骨折生物力学

Doi：10.3969/j.issn.1671-8801.2013.08.031

【中图分类号】R4【文献标识码】A【文章编号】1671-8801（2013）08-0032-01

胸腰椎爆裂骨折为比较常见的一种脊柱损伤，一般情况下会采取内固定术对其进行治疗，疗效相对理想。然而近几年有研究发现，对该类患者采取短节段椎弓根螺钉固定方式进行治疗，在后期会诱发进行性后凸畸形、复位丢失、腰背部疼痛以及内固定失效等诸多严重并发症，对预后效果产生了严重影响[1]。本次研究中出于对三种后路内固定方法在对胸腰椎爆裂骨折进行治疗中生物力学变化情况进行对比评价分析的目的，对搜集得到的脊柱标本展开了不同模式下的生物力学测定，并对其测定结果进行了对比分析，现汇报如下。

1材料与方法

1.1实验材料。本次实验中脊柱标本来源于近期我院搜集的到的新鲜尸体脊柱标本，共30具，包括男性18具，女性12具，年龄在43-62岁之间，平均（53.4±14.2）岁。生前均未发生脊柱损伤，通过X线检查证实脊柱未出现任何病变。

1.2方法。

1.2.1研究方法。将30具成年（30-60ys）新鲜尸体（T11-L3）随机分三组，用PMMA包埋后，用MTS机压缩速度及下降距离，制作骨折模型（椎体压缩

1.2.2测定方法。在测定过程中对标本给予10Nm的力矩，而后分别展开3轮预加载，从而对蠕变对测量的影响予以消除。第3次对其最大载荷时的瞬时空间坐标值进行测量。每个方向上的最大载荷加载完成后，采集标记点三维坐标值，而后经数学公式对背伸、屈曲、左右侧弯以及左右旋转各个方向的活动度进行计算。

1.3数据处理。研究中相关数据资料采用SPSS18.0统计学软件处理，各个方向的活动度测量结果等计量资料均采取均数加减标准差（X±S）形式表示，在对比分析中，针对计量资料的对比采取t检验，而计数资料的对比则是采取X2检验，在P

2结果

经统计，不同状态下各个方向的活动度测量结果存在明显差异，详见表1。

3讨论

在生物力学研究领域中，将活动度作为脊柱稳定性衡量的一个重要标准，活动度越大，证明脊柱的稳定性越差。在脊柱损伤治疗中，内固定术为常用的一种理想手段，稳定性测定为对疗效进行评价的一个重要指标[2]。本次研究中对不同内固定方式的生物力学稳定性进行了对比，结果发现，跨节段椎弓根钉固定加伤椎椎体成形术、跨节段椎弓根钉固定附加伤椎置钉术的各个方向互动度较跨节段椎弓根钉固定组发生明显缩小。由此可知，跨节段椎弓根钉固定术的稳定性效果不如跨节段椎弓根钉固定加伤椎椎体成形术、跨节段椎弓根钉固定附加伤椎置钉术，临床应对其给予关注，在今后的脊柱骨折治疗中对内固定方式进行合理的选择，以改善临床治疗效果。

参考文献

骨折的生物力学篇4

肘部骨折占儿童所有骨折的10％，而其中髁上骨折占75％［1］。多发于6～7岁的儿童。若处理不当常可导致神经、血管损伤，Wolkmann缺血挛缩以及肘内翻并发症的发生。因此治疗颇有争议。对儿童肱骨髁上骨折的治疗目前临床上非手术及手术治疗均较为普遍，在强调选择最佳治疗方法使骨折断端解剖复位的同时固定方法十分重要。手术内固定方式多，有闭合复位经皮穿刺克氏针内固定、切开复位克氏针内固定、切开复位张力带钢丝克氏针内固定、骨片钉内固定、可吸收螺丝钉内固定。本文就儿童肱骨髁上骨折内固定治疗及有关细节问题综述如下。

1闭合复位经皮穿刺克氏针内固定

Swenson［2］1948年首次使用闭合复位经皮穿刺交叉克氏针固定技术以来，因该方法创伤小，复位效果好，固定时间短等优点得到了广泛的推广。但是其并发症较多：包括骨折再移位、肘内翻、医源性尺神经损伤和针道感染等。其中医源性尺神经损伤为较严重的并发症，其发生率0～8％不等［3］。Charles等［4］报道这种治疗方法在降低感染率方面起到了主要作用。但在克氏针的最佳入路和配置方式上国内外学者存在有争议。为避免此并发症，人们先后对克氏针的固定方法进行了改良，包括交叉克氏针固定、外侧2根平行克氏针固定和外侧2根克氏针交叉固定(交叉点不通过骨折线)。对这3种固定方法进行生物力学分析后发现外侧交叉在内外翻力学测试时稳定性强于外侧平行。外侧交叉与交叉克氏针相比，在伸屈内翻、外翻稳定性相似；在轴向旋转测定中，交叉克氏针更稳定［5］。国内潘立勇等［6］以儿童尸体上肢标本作生物力学试验，比较了3种克氏针固定方法（内外髁交叉克氏针、外侧交叉克氏针、外侧平行克氏针)在生物力学方面的稳定性，结果发现内外髁交叉克氏针组与外侧交叉克氏针组、外侧平行克氏针组相比，在抗旋转、抗侧弯、抗侧向移位等方面均有明显的优越性(P

2切开复位克氏针内固定

切开复位克氏针固定的指征包括闭合复位不满意或有明显神经、血管损伤者。Mulhall等［15］认为开放复位内固定治疗儿童移位性肱骨髁上骨折是安全有效的基本治疗方法。手术入路包括前方入路、外侧入路、内侧入路和后方入路。Maarten等［16］应用前方入路治疗了26例肱骨髁上骨折的患儿，同时32例患儿采用外侧入路或者外侧+内侧入路治疗作为对照。他们认为，前路手术的优点在于：(1)可以清除前方血肿，降低软组织内的压力；(2)清除暴露骨折端，并且可以观察是否有神经、血管、肌肉的损伤或嵌插；(3)可以观察到有无对位不良包括旋转，并可同时触及内外髁；(4)暴露清楚，术中易于穿过克氏针。所以前方入路简单、安全，且愈合后的瘢痕与肘前皮肤横纹融合，外观不明显且肘关节功能良好。Richard等［17］提出肱骨髁上骨折远端向后外侧移位者采用内侧入路，向后内侧移位者外侧入路；后方移位者前方入路。屈曲性骨折宜采用内侧入路。他们认为这样选择入路理由是因为通过撕裂的骨膜暴露骨折断端，可以使骨折端不致于进一步缺血或不稳定。王晓等［18］将病人分成2组，分别以后方入路和外侧入路进行手术，比较2组术后肘关节功能，结果后方入路肘关节功能优良率63.6％，侧方入路96.6％；并指出后方入路弊大于利，其对肘部创伤较大，特别是肱三头肌腱的切断，破坏了肱三头肌的完整性，影响了肘关节后方的稳定。雷伟等［19］认为手术应尽可能地选用前外侧或后外侧切口，除非必要，最好不选用肘后部纵劈肱三头肌腱的手术切口，这种切口对组织损伤大。杨建平等［9］认为肘后侧入路有严格的手术适应证。葛亚东［20］报道，利用肘前小切口入路治疗严重的儿童肱骨髁上骨折，优良率90％，肘内翻发生率10％。虽然国内外在手术的入路问题上存在有争议，但多数学者认为外侧入路为佳。手术切开复位内固定虽有时能获得较满意的复位，但不能防止肘内翻发生［21］，因此，对儿童肱骨髁上骨折防止肘内翻有待进一步探索。

3切开复位张力带钢丝克氏针内固定

王春等［22］分别用交叉克氏针加“8”字形钢丝、平行克氏针、交叉克氏针等3种方法固定，分拉伸、弯曲和扭转3种情况进行测试。结果交叉克氏针加“8”字形钢丝固定无论在强度还是刚度方面均优于单用交叉克氏针，更比平行克氏针内固定的效果强得多，前者比后者强度平均高出12％、30％，刚度平均高出15％、13％。杨勇等［23］做生物力学试验证实了改良张力带钢丝的内固定效果明显优于交叉克氏针，其稳定性能可以满足术后肘关节主动活动的生物力学要求，且可随活动的程度将骨折分离、侧倾、旋转等有害应力转化为利于骨折愈合与塑型模造的可变化压应力，术后可早期进行肘关节伸屈功能锻炼。连鸿凯等［24］在张力带内固定治疗肱骨髁上骨折中，先在尸体上模拟造成尺偏型肱骨髁上骨折，采用克氏针张力带内固定，进行生物力学试验，证实固定牢靠，并观察到应用张力带后由于外侧加压，使内侧稍有分离，纠正压缩缺损，防止肘内翻，而且可有效避免肢体重力及前臂位置导致肘内翻发生。作者认为切开复位张力带钢丝克氏针内固定虽然符合肘关节生物力学要求，能早期进行肘关节伸屈功能锻炼可以减少肘关节僵硬、减少肘内翻发生，是较为理想的内固定方法，但因创伤大，出血多，操作相对较困难，术后有感染、会造成新的神经及血管损伤的危险，故也应严格其适应证。

4骨片钉内固定

随着内固定材料的发展，人们逐渐认识到骨片钉内固定的优点，应用骨片钉治疗儿童肱骨髁上骨折也取得较好的效果［25，26］。传统上使用克氏针或螺钉作为内固定，但因克氏针自身无螺纹，而易造成骨片固定不牢，易松动旋转，且因克氏针无加压作用，易造成骨折愈合延迟，甚至骨不连。而螺钉固定操作过程又较复杂，需预先钻孔，钻孔时骨片不易固定，且钻孔过程中可能造成骨片碎裂，而不适用于较小的骨片。新设计的骨片钉系统，与常规螺钉一样，骨片钉系统的螺纹部分有不同规格的长度，适合于不同部位，不同大小的骨块［27］。它可以在骨折远端构成适当的压缩，增加了骨折的稳定性，有利于骨折的愈合［25］。而且，由于固定可靠，缩短了外固定时间，有利于关节功能的恢复［28］。尽管带螺纹的骨片钉穿越骨骺违反了儿童骨折的治疗原则［29］，但李敬中等［25］近期的随访显示骨片钉穿越骨骺并未造成明显的生长障碍，这与Conner、Smith的观察结论是一致的［30］。另外在骺软骨上加压是否会导致骨骺的生长障碍尚待进一步的观察。由于骨片钉其脆性大，易折断，钻入操作时不宜过多改变方向，需接触放射线，设备要求高，增加针道感染的机会。骨片钉内固定治疗儿童肱骨髁上骨折目前尚缺乏大宗的远期随访资料。

5可吸收螺丝钉内固定

金属张力带技术被认为是较为理想的内固定方法，缺点是金属腐蚀及皮肤刺激感，且需2次手术取出内固定物。郑建英等［31］用可吸收螺丝钉固定儿童肱骨髁上骨折也取得满意效果。可吸收螺丝钉固定儿童肱骨髁上骨折虽然能免去2次手术的痛苦，也无金属内固定物的腐蚀性，可逐渐将骨折的机械固定转化为生物学固定，利于骨质重建，钉尾露出骨缘较少，避免对尺神经的损伤，利于儿童早期功能锻炼，最大限度促进肘关节功能的恢复。但可吸收螺丝钉直径较大，有螺纹结构，穿过骨骺进行固定，损伤儿童骺板，这与儿童骨折治疗AO原则［32］不相符。可吸收螺丝钉内固定儿童肱骨髁上骨折目前也缺乏大宗的远期随访资料。

综上所述许多学者对儿童肱骨髁上骨折的治疗方法的选择作了研究。具有相当丰富的经验，但由于其损伤年龄及解剖位置特殊，儿童肱骨髁上骨折的治疗方法的选择，应根据临床实际情况作出判断并灵活应用，应用适当的治疗方法力求解剖复位，合理的固定及适当的体位，以保证骨折的迅速愈合和早期肢体功能的顺利恢复。

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骨折的生物力学篇5

[关键词]复骨方；骨折；愈合；骨组织形态计量学；生物力学；糖皮质激素性骨质疏松

[中图分类号]R285.5[文献标识码]A[文章编号]1673-7210（2014）10（a）-0014-05

EffectsofChineseMedicineFuguPrescriptiononfracturehealingofratswithglucocorticoid-inducedosteoporosis

ZHUBing1LIMinyan1LIUZhihua2SHIJingwen3

1.DepartmentofPharmacy，PanyuDistrictHexianMemorialHospitalofGuangzhouCity，GuangdongProvince，Guangzhou511400，China；2.DepartmentofSurgery，PanyuDistrictHexianMemorialHospitalofGuangzhouCity，GuangdongProvince，Guangzhou511400，China；3.DepartmentofLaboratory，GuangdongPharmaceuticalUniversity，GuangdongProvince，Guangzhou510006，China

[Abstract]ObjectiveToobservetheeffectsofChineseMedicineFuguPrescriptiononfracturehealingofratswithglucocorticoid-inducedosteoporosis（GIOP）.Methods48SDratswererandomlydividedinto3groups，with16ratsineachgroup.Ratsofbasicgroupwerereceivedintramuscularinjectionof1mg/kgsaline.RatsofothergroupsgivenintramuscularinjectionofDexamethasone（1mg/kg，onceaday，3timesaweek）for8weekstoestablishGIOPanimalmodel.Intheendof8thweek，allratswereestablishedthebonefractureinthemiddleofrightfemora.Onthe2nddayofmodeling，basicandmodelgroupweregivendistilledwater10mL/kgbyintragastricadministration，treatmentgroupwasgivenChineseMedicineFuguPrescription，onceperdayfor8weeks.Bonemineraldensity（BMD）wasexaminedbydual-energyX-rayabsorptiometry.Ratsweresacrificedafterfracture8weeks，femurswereremovedforbiomechanicstestandmorphologicobservation.ResultsTheBMDvalueofmicefemorainthetreatmentgroupwashigherthanthatinthemodelgroup，therewasstatisticallysignificantdifferencebetweenthem（t=11.2532，P<0.05）.Theareapercentoftrabecular（TbAr%），thenumberandthethicknessoftrabecular（TbN，TbTh）inthemodelgroupwerealllowerthanthoseinthebasicgroup，butthetrabecularbonespace（TbSp）washigherthanthatinthebasicgroup，therewerestatisticallysignificantdifferences（t=3.5885，7.4488，9.0512，10.0270，P<0.05）.TheTbAr%，TbN，TbThinthetreatmentgroupwerehigherthanthoseinthemodelgroup，whileTbSpwaslowerthanthatinthemodelgroup，therewerestatisticallysignificantdifferences（t=2.3329，5.3328，5.9512，10.9590，P<0.05）.Themaximumload，themaximumdeflectionandmaximumstressinmodelgroupwerelowerthanthoseinthebasicgroup，therewerestatisticallysignificantdifferences（t=3.8944，5.3915，4.4739，P<0.05）.Themaximumload，themaximumdeflectionandmaximumstressinthetreatmentgroupwerehigherthanthoseinthemodelgroup，thereweresignificantdifferences（t=2.9251，3.7628，6.6926，P<0.05）.ConclusionChineseMedicineFuguPrescriptioncanincreaseBMDofGIOPratswithbonefracture，improvebonemicrostructure，improvebonebiomechanicalproperties.ChineseMedicineFuguPrescriptioncanpromotefracturehealingofratswithGIOP.

[Keywords]ChineseMedicineFuguPrescription；Fracture；Healing；Bonehistomorphometry；Biomechanicstest；Glucocorticoid-inducedosteoporosis

糖皮质激素（Glucocorticoid，GC）具有抗炎、抗病毒、抗免疫、抗休克等多种作用，由于GC良好和独特的药理作用，很多患者必须长期服用，大剂量长期使用糖皮质激素会对骨骼产生不良影响，造成糖皮质激素性骨质疏松，引发病理性骨折。目前，GC已成为继发性雌激素缺乏、老年因素之后导致骨质疏松症的第三大原因[1]。有调查表明，20%的患者在口服GC后的前12个月内发生了骨质疏松性骨折[2]，口服GC5～10年后这一比例上升至50%[3]。骨折是糖皮质激素性骨质疏松症（GIOP）最严重的副作用之一，GC引起的骨折常常延迟愈合，致残率极高，又缺乏有效的预防和治疗方法。GIOP所致骨折是临床常见疾患，其发病急、愈合难，是骨科临床领域的一项难题。本研究以肌内注射地塞米松致大鼠GIOP，并建立GIOP大鼠股骨闭合骨折模型，观察分析中药复骨方促进模型大鼠骨折愈合的作用机制，为临床治疗GIOP骨折探索新的药物。

1材料与方法

1.1实验动物

选取3个月龄雌性SD大鼠48只，清洁级，体质量（280±20）g，由广东省医学实验动物中心提供，动物合格证号：SCXK（粤）2008-0002。实验过程中，所有动物在同等清洁环境下分笼饲养，饲养房温度（24±1）℃，湿度50%～70%，每天光照与黑暗时间各12h，喂饲全价营养鼠饲料（购自广东中医药大学实验动物中心，合格证号：No.11002900006734），自由进水。在动物处死前第3、4天及第13、14天颈部皮下注射钙黄绿素20mg/kg，进行体内荧光标记。

1.2实验药物

地塞米松磷酸钠注射液（天津药业集团新郑股份有限公司，国药准字号H41021255，批号0807031）；青霉素（广州白云山天心制药股份有限公司，国药准字号H20013260）；麻醉剂水合氯醛为国产分析纯，3.5%水合氯醛（天津科密欧化学试剂有限公司生产，批号20110514）。

实验用中药复骨方由骨碎补、杜仲、续断、千年健、红花、归尾、川芎等组成，药材购自广州大参林药房，由广州市番禺区何贤纪念医院药房加工，药物煎煮后浓缩到含生药0.5g/mL药液，4℃保存。

1.3试剂与仪器

钙黄绿素（美国Sigma公司，规格5g，批号C0875）。实验仪器：双能X线仪DEXA（LUNAR-DPXIQ型，美国GELunar公司）；SP1600型切片机（德国Leica公司）；RM2500型包埋机（德国Leica公司）；J-D200生物显微镜（深圳拓天仪器设备有限公司）；TE2000型荧光显微镜（日本Nikon公司）；计算机X射线摄像仪（日本柯尼卡美能达公司）；骨组织形态计量仪（型号OLYMPUSBX-51，美国BIOQUANT公司）；EleetroForce3200生物材料实验仪（美国BoseCorporation公司）；骨折造模支架参照文献[4]制作。

1.4方法

1.4.1分组及建模将实验动物随机分为3组，基础组、模型组和治疗组，各16只。每周称体重1次，并按体重调整给药剂量。基础组：给予肌内注射生理盐水1mL/（kg・d），3次/周，8周后按照文献[4]方法手术造成大鼠右侧股骨骨折，骨折处采用金属内固定，术后3d常规抗感染处理，予肌内注射青霉素100万U/kg。术后第2天开始给予蒸馏水10mL/kg灌胃，1次/d，持续8周。模型组：予肌内注射地塞米松（DEX）1mg/kg，1次/d，3次/周，8周后手术造成大鼠右侧股骨骨折，骨折处采用金属内固定，术后常规抗感染处理同基础组，术后第2天开始给予蒸馏水10mL/kg灌胃，1次/d，持续8周。治疗组：前8周造模同模型组，骨折术后第2天以中药复骨方药液10mL/kg灌胃给药，1次/d，持续8周。

1.4.2骨密度测定实验8周末基础组和模型组大鼠腹腔注射麻醉剂，以双能X射线吸收仪及所附带的小动物软件测量大鼠活体全身骨密度（BMD），验证骨质疏松模型的建立是否成功。16周末麻醉后处死大鼠，在无菌条件下取双侧股骨，4℃避光保存在70%乙醇中，应用DEXA以右侧股骨骨痂为中心，扫描2cm阶段，测定骨痂骨密度值。骨密度采用单位面积内的骨矿物质含量表示（g/cm2）。

1.4.3放射学观察骨折术后8周，在麻醉状态下，大鼠俯卧位，双下肢分开，膝关节微屈曲，用X线机拍右侧股骨CR片，摄片条件为：投射球管距离标本90cm，电压45kV，电流3.2mA；观察大鼠骨痂生长及骨折愈合情况。

1.4.4骨组织形态计量学检测实验16周末将大鼠按期处死后剥离股骨，分离股骨及所附着的组织，截取股骨干骺端组织，生理盐水冲洗后，进行固定、乙醇梯度脱水，石蜡包埋，Leica机连续切片（5μm），采用甲苯胺蓝染色，在光学显微镜和荧光显微镜下观察其形态学改变，应用数字图像分析系统测定骨组织形态参数。

1.4.5生物力学测量[5]16周末大鼠按期处死后剥离股骨，取术侧股骨，剔除软组织，拔除加锁髓内针，湿生理盐水纱布包裹-20℃冰箱保存备用。采用ElectroForce3200生物材料实验仪分别行术侧股骨三点弯曲实验，支点跨距为20mm，中央垂直（股骨与载荷成90°角）施加载荷，速率5mm/min，测量和运算出各样本的最大载荷、最大挠度和最大应力。

1.5统计学方法

应用SSPS12.0统计学软件进行数据分析，计量资料数据用均数±标准差（x±s）表示，两组间比较采用t检验；以P<0.05为差异有统计学意义。

2结果

2.1实验大鼠骨密度的变化

骨折术前模型组与基础组大鼠骨密度比较：实验第8周末骨折术前，模型组大鼠BMD值为（0.219±0.013）g/cm2，基础组BMD值为（0.283±0.015）g/cm2，模型组骨密度值显著低于基础组，差异有统计学意义（t=12.8970，P<0.05），说明GIOP模型建立成功。

实验16周末各组大鼠股骨骨密度比较：治疗组股骨BMD高于模型组，模型组BMD低于基础组，差异均有统计学意义（均P<0.05）。见表1。

表1实验16周末各组大鼠股骨骨密度比较（g/cm2，x±s）

注：t1为基础组与模型组比较；t2为治疗组与模型组比较

2.2放射学检查结果

实验16周末，三组大鼠骨折部位愈合良好，骨折对位对线好，治疗组、基础组骨折部位的骨痂皮质厚于模型组，治疗组与基础组骨痂厚度无明显差异。见图1。

①基础组；②模型组；③治疗组

图1实验16周末三组大鼠骨折部位CR片

2.3骨组织形态计量学结果比较

骨折术后8周，模型组大鼠股骨骨小梁面积百分数（TbAr%）、骨小梁数量（TbN）、平均骨小梁厚度（TbTh）均较基础组下降，骨小梁分离度（TbSp）较基础组增高，差异有统计学意义（P<0.05）；治疗组TbAr%、TbN、TbTh均高于模型组，TbSp低于模型组，差异有统计学意义（P<0.05）。见表2。

表2各组大鼠股骨骨形态计量学测量结果比较（x±s）

注：t1为基础组与模型组比较；t2为治疗组与模型组比较

2.4大鼠股骨生物力学测量比较

骨折术后8周对三组大鼠术侧股骨进行生物力学比较，模型组和治疗组的最大载荷、最大挠度及最大应力均低于基础组，但治疗组结果显著高于模型组，模型组与基础组、治疗组与模型组间比较差异有统计学意义（P<0.05）。见表3。

3讨论

骨质疏松症是公认的社会公共卫生健康问题，其发病率位居世界各种常见病的第6位[6]。继发性骨质疏松症是由于疾病或药物等原因所致的骨量减少、骨微结构破坏、骨脆性增加和易于骨折的代谢性疾病[7]。引起继发性骨质疏松症的病因很多，由于GC在临床上的广泛使用，GIOP的发病率亦逐年提高，并成为最常见的继发性代谢性骨病[8]。骨折是骨质疏松的主要并发症，骨折的发生率在服用糖皮质激素的最初3～6个月即明显增加[9]。骨质疏松性骨折以椎骨、腕部及髋部多见，其中以髋部骨折的发生率最高。英国的调查资料显示，75岁以上女性每年有1%发生髋部骨折，髋部骨折占骨折病患的15%～25%[10]。骨质疏松症患者骨强度低，抗骨折能力差，骨折发生率高，愈合慢，易发生内固定松动和再骨折，致残率较高。

骨密度是反映骨量的主要指标，与骨折危险度密切相关。本实验对大鼠肌注地塞米松8周后，模型组大鼠骨密度显著降低，说明大鼠骨质疏松模型复制成功。实验16周末，治疗组股骨全长骨和骨痂BMD均高于模型组，说明复骨方治疗可有效提高模型大鼠的BMD，促进骨折的愈合。

骨的力学强度和骨痂内骨结构是反映骨折愈合的重要指标，骨骼生物力学性能降低是骨折发生的主要原因之一[11]。骨组织形态计量学是应用数学和几何学的方法，研究骨骼组织的结构和骨量等形态学静态特性的测量技术[12]。三点弯曲试验是生物力学中常用的方法。最大载荷反映了骨的刚度，最大应力反映骨质的内在硬度[13]。本实验生物力学检测以及骨形态计量学观察结果显示：骨折术后8周，治疗组大鼠股骨TbAr%、TbN、TbTh均较模型组提高，TbSp较模型组下降，而模型组TbAr%、TbN、TbTh数据较基础组降低，TbSp较基础组升高；治疗组最大载荷、最大挠度及最大应力结果显著高于模型组。实验结果提示，GC可使模型大鼠骨小梁数量、厚度减少，骨量减少，骨小梁分离度增加，骨强度降低，大鼠股骨生物力学性能下降，因而GIOP大鼠骨折风险增大。经中药复骨方治疗后，治疗组大鼠的骨形态参数有所改善，骨量增加，骨小梁分离度降低，连接性加强，骨微结构得到加强改善，实验大鼠的力学性能显著提高，因此，中药复骨方可促进模型大鼠骨折愈合。

我国传统医药治疗骨质疏松、骨折历史悠久，清代陈士铎在《百病辨证录》中对骨折的治疗提出了“血不活则瘀不去，瘀不去则新不能生，新不能生则骨不能合”。因此，中药多应用补肾和活血化瘀类药物治疗骨折。中药复骨方由骨碎补、杜仲、续断、千年健、红花、归尾、川芎等组成，方中骨碎补能提高血钙、血磷水平，激活成骨细胞，能明显增加骨小梁宽度和密度，减少骨小梁间隙[14]。杜仲能在骨折早期降低血钙，升高血磷，促进骨痂生长和骨折愈合[15]。研究发现，续断能有效促进大鼠成骨细胞分化、增殖，防止成骨细胞凋亡[16]，促进骨髓间充质干细胞增殖和向成骨细胞分化[17]，并且在一定的浓度范围内可以促进人成骨细胞的分化和增殖[18]。千年健能够增加成骨细胞和骨髓基质细胞（MSC）护骨素（OPG）蛋白及其mRNA表达，抑制细胞核因子-κB受体活化因子配基（RANKL）蛋白及其mRNA的表达，使骨形成大于骨吸收[19]。复骨方组方合理，以骨碎补、杜仲、续断和千年健强肾壮骨，同时配伍归尾、川芎和红花行气活血，化瘀止痛。

本实验结果证实，中药复骨方能够提高GIOP骨折大鼠的BMD，增加骨小梁数量，使骨小梁增粗，骨小梁间隙变窄，改善骨的显微结构，增强骨强度，提升骨生物力学性能。因此，中药复骨方对模型大鼠骨折的愈合有促进作用。

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骨折的生物力学篇6

【摘要】目的探讨以生物学内固定及间接复位技术为基础，微创非扩髓交锁髓内钉治疗合并多发伤胫腓骨骨折的临床疗效。方法应用微创髓内钉固定技术治疗胫腓骨骨折52例。依据AO胫骨干分型，A型6例，B型31例，C型15例。结果49例获得随访，3个月内膝、踝关节功能恢复正常，6个月内骨折全部愈合。2例开放性骨折患者术后发生轻度感染。结论微创髓内钉固定治疗胫腓骨骨折符合生物学固定的原则，创伤小、并发症少、骨折愈合率高，临床疗效满意，尤其适用于合并多发伤的胫腓骨骨折。

【关键词】微创；胫腓骨骨折；骨折固定术

近年来，随着生物力学研究的逐步深入，骨干骨折的治疗从坚强内固定模式转移到生物内固定模式，也就是不再强调骨折坚强固定及骨片间加压，而是力求间接复位，恢复骨干长度、轴线及旋转对位，提供相对稳定的固定方式，其核心是保护骨折端局部的血供，为骨折愈合提供良好的生物学环境。为此，我科近年来收治的52例合并多发伤的胫腓骨骨折患者，经采用微创交锁髓内钉固定技术进行治疗后取得了良好的效果，现分析如下。

1资料与方法

1.1一般资料本组52例，男37例，女15例；年龄18～68岁，平均34.8岁。致伤原因：交通事故伤39例，坠落伤8例，其他伤5例。其中胫腓骨双骨折47例，胫骨单骨折5例。双侧胫骨骨折4例(4例双侧胫腓骨骨折者算作4例)，开放性骨折26例(依据Gustilo［1］分度Ⅰ度12例，Ⅱ度14例)。合并伤：合并颅脑及胸部外伤28例，颅脑及腹部闭合性损伤17例，其他部位骨折及软组织损伤7例。创伤严重度评分：ISS小于16分7例，ISS大于25分14例，在两者之间的31例。骨折分型根据AO骨折分型法，A型6例，B型31例，C型15例。

1.2治疗方法本组均为多发伤，绝大多数选用全麻，少数采用连硬或臀部神经阻滞麻醉。开放伤口均一期清创闭合，待合并伤手术或多发伤病情后择期行骨折内固定术，手术时间一般在伤后3～14d。手术均使用不扩髓交锁髓内钉在闭合复位(绝大多数手法复位，少数在C臂透视机引导下)情况下顺行穿入髓内钉，利用导向装置Ⅰ期静力锁定，腓骨骨折未予固定。术后即可行邻近关节的主动活动，3～5d可视局部伤口情况部分负重(重量20kg左右)。

2结

果

本组52例中3例失访，余49例于术后1～1.5个月来院复查，了解临床症状、关节活动度，绝大多数术后1个月膝关节功能恢复至正常的95％左右、踝关节功能恢复到85％左右，术后3个月关节活动度恢复正常；平均6个月左右X线显示有成熟骨痂通过骨折线，患者可完全负重。2例开放骨折患者术后伤口轻度感染，经抗炎及局部换药后痊愈，4例开放伤口局部术后出现皮肤红肿，经抗生素使用及局部酒精外敷后消退。所有病例无延迟愈合、畸形愈合，未发生术后锁钉折断及髓内弯曲等情况。

3讨

论

传统的骨折治疗原则是基于骨骼的解剖重建及坚强内固定以保证骨折断端的绝对稳定，从而达到骨折的一期愈合。然而，此方法需要比较广泛的剥离骨膜及软组织，使骨折局部本以损伤的血液供应遭到进一步破坏，有时甚至丧失血供，不仅不利于骨折愈合，而且还增加了感染的机会及其他术后并发症的发生率，与骨折治疗的最终目的相去甚远。近年来，随着对骨折治疗观念的转变——坚强内固定向生物学内固定转变，认识到合理的骨折治疗除了维持骨折端机械稳定外，还应充分重视骨折局部软组织血运的保护，促使有活力的骨块与骨干以及骨折断端的迅速连接，以期达到骨折稳定与局部软组织完整之间的一种平衡，也就是达到生物学接骨术的要求。由此，许多学者［2～5］提出通过间接复位技术—微创技术来治疗创伤骨折，即手术时只需在远离骨折部位的皮肤上切开一小口，通过开孔器在正确部位开孔，通过间接闭合复位将髓内钉顺行穿入髓腔，利用导向装置进行静力锁定。这样既不切开骨折处的皮肤及软组织，又不用剥离骨膜，更不用破坏髓腔的微循环，最大程度地保护骨折断端及周围组织的血供，为骨折愈合提供良好的生物环境。另外，髓内针固定属非坚强内固定，它既可使骨折获得较好的对位、对线，又可在术后早期功能锻炼的同时骨折断端间有微小活动，使骨折端不断产生轴向应力刺激，为骨折愈合提供了最佳生物力学环境，加速骨折早期愈合［6］。本组52例应用上述微创技术治疗，除失访的3例外，余49例如期骨性愈合，无延迟愈合及骨不连等并发症发生，获得满意的临床效果。尽管本组无延迟愈合及骨不连发生，仍不能说明经微创技术治疗就不发生上述并发症，只是我们觉得在临床实践中，对合并多发损伤的胫腓骨骨折采用微创手术尤其必要。原因是多发创伤病人病情危重，开放伤口多，抵抗力下降，感染发生率高及愈合能力低下，采用微创手术治疗胫腓骨骨折需要时间短(一般45min左右)，对患者打击小，避免骨折断端及周围组织血供的再破坏，方便护理，更重要的是有利于骨折的愈合，降低感染及并发症的发生率。

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