文献来源：AugatP,PenzkoferR,NolteA,MaierM,PanzerS,vOldenburgG,PueschlK,SimonU,BührenV.Interfragmentarymovementindiaphysealtibiafracturesfixedwithlockedintramedullarynails[J].JOrthopTrauma,,22(1):30-6.Doi:10./BOT.0becb.PMID:.
1背景
胫骨干骨折占所有骨折的2%，是最常见的长骨骨折。既往研究显示，这类骨折的愈合速度主要取决于骨折间隙宽度与骨折块间移动。有学者认为适当的骨折块间轴向运动利于骨折愈合，而过度运动将会造成骨折延迟愈合或骨不连，然而，目前尚不清楚关于轴向运动对骨折愈合的具体量化标准。除此之外，在应用髓内钉固定时，植入物的刚度以及骨、髓内钉和螺钉之间的力学行为也会对骨折块间的运动幅度和方向带来不同程度的影响。目前尚不清楚这些影响的程度，因此，本研究拟通过一项尸体生物力学试验，以量化髓内钉在固定胫骨干骨折时其骨折块间的运动。
2资料与方法
①取6具尸体的左下肢胫骨标本，通过上外侧平台入口前方打开髓管，并使用Bixcut铰刀扩孔至直径10mm，插入髓内钉（9mmT2胫骨标准钉）并锁定，包括近端2枚螺钉和远端3枚螺钉，螺钉规格为5.0mm全螺纹锁定螺钉。
②在胫骨中段处，使用摆动锯进行2次横向截骨术，形成8mm的骨缺损间隙，以模拟多段或粉碎性骨折（AO-4.2C1-C3）。为测量截骨间隙的三维运动，使用基于超声波的运动分析系统，在距离截骨间隙的近端10mm和远端10mm分别各安装了1枚Schanz螺钉。
③对胫骨标本进行CT扫描，测量前后和内外侧方向的扩髓后髓腔内径以及内侧骨皮质内径，计算见图1。
图1A图表示在CT扫描胫骨横断面扩髓后髓内钉的内径；B图显示皮质间隙是对侧内侧皮质总内径剪去髓内钉内径，分别在前后与内外侧两个方向进行测量。
④根据之前相关的步态研究，模拟骨折后的部分负重，先对完整的胫骨进行轴向、扭转、弯曲和剪切工况下的力学测试，以0.1mm/min的速度分别完整的胫骨施加3个周期的N压缩力和50N张力、在胫骨轴施加3个周期的速度为1.0°/min，幅度为+/-5Nm扭转载荷、在矢状面和冠状面两个方向对两骨折端上施加+/-N的剪切载荷和+/-20Nm的4点弯曲载荷。进而，在同等工况下对截骨术后的胫骨内固定模型进行力学测试。其中，轴向以及扭转工况在伺服液压试验机（如图2A）中进行加载；剪切和4点弯曲工况则通过机电材料试验机进行加载（如图2B、图2C）。图2图A是生物力学试验装置，近端是万向铰链，给予扭转及轴向载荷；图B是剪切加载装置，将近端骨和远端骨分别固定在左右两端桥架上；图C在近端骨折块及远端骨折块连接的超声装置进行四点弯曲试验。
3结果
①扩髓腔与髓内钉的间隙几乎恒定，内外侧和前后方向之间没有差异；髓内钉与内侧骨皮质的间隙在前后侧大于内外侧，符合胫骨近端三角形截面的解剖形态。如图3所示。图3沿胫骨长度不同位置的胫骨-髓内钉间隙。水平虚线反映了扩髓器直径10mm和髓内钉直径9mm之间所产生的1mm间隙。
②在轴向压缩工况下，骨折块间隙在上下存在着0.3-1.5mm的位移变化；骨折块间的水平相对位移可达2mm，前后侧方向的位移量明显大于内外侧方向。如下图4所示。图4轴向压缩载荷下骨折块在轴向和横向（前后和内外侧）方向的位移的差异有统计学意义，P＜0.05。
③在轴向扭转工况下，近端骨块相对于远端骨块旋转15°，髓内钉本身扭转10°（占总变形的67%），在前后方向观察到的最大偏移量高达6mm，在上下方向的偏移量最小。如图5所示。图5完整胫骨、髓内钉以及截骨后带钉的胫骨在扭转载荷下的旋转值（A）。在轴向和横向（前至后、内侧至外侧）扭转载荷下骨折块的位移（B）。不同的方向间的位移差异具有统计学意义，P＜0.05。
④在剪切工况下，大部分骨折间隙出现约5mm的位移，其中小于0.2mm（4%）的位移是由髓内钉变形引起的；前后方向的偏移量通常高于内外侧方向；个别骨折块间相对位移接近10mm。如图6所示。图6在剪切载荷下骨折块在前后向的位移以及内外侧方向的位移。
⑤在四点弯曲工况下，骨折块在矢状弯曲下的前后偏移量明显大于冠状弯曲下的内外偏移量；骨折块在上下方向的位移达2mm，相当于骨折间隙宽度的25%；近端和远端骨折块之间的倾斜度在3°和5°之间变化，矢状弯曲度比冠状弯曲度大。如图7所示。图74点弯曲载荷下，骨折块在冠状位及矢状位的弯曲度差异都具有统计学意义，p＜0.05。
4讨论
骨折块的间隙移动的两个重要原因是髓内钉与骨皮质的间隙、髓内钉以及锁定螺钉本身的柔韧性。髓内钉固定的胫骨骨折中，骨折块的横向运动不利于骨折愈合；横向运动主要是由于穿过骨折间隙的剪切和扭转载荷引起。减少扭转产生的横向运动就需要增加髓内钉的扭转刚度，而髓内钉的扭转刚度与髓内钉直径成正比；同时骨与钉的间隙也将减少，所以一般倾向于选择直径较大的主钉。在加载剪切和扭转载荷中更容易引起骨折块间的横向运动，而骨折块的横向运动不利于骨折的愈合，扩髓打钉使得骨折愈合更快可能是减少骨与钉的间隙从而减少了骨折块的横向运动，弥补了扩髓破坏了骨膜与血运的弊端。本研究中的载荷相比真实的人体生理载荷更偏保守，真实人体往往还会有骨骼周围的软组织，在一定程度上会抑制骨折块间的移动，更有利于骨折的愈合。编辑:王义昌
校审：欧阳汉斌
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