肱骨近端交锁髓内钉和锁定接骨板治疗肱骨 [复制链接]

肱骨近端骨折是老年骨质疏松患者的一种常见骨折。相对于其他手术治疗手段,目前最流行的是锁定钢板和髓内钉内固定,两种内固定手术方法各有优缺点。对其术前内固定方式的选择,目前是创伤骨科医师需要面临的问题[1]。本研究体外模拟人体防腐肱骨近端骨折,分别应用肱骨近端锁定接骨板和肱骨近端交锁髓内钉进行骨折固定。模拟内固定术后肩关节的负重状态,测量和计算骨折内固定模型的轴向载荷及刚度,探讨两种内固定器械的固定强度。从生物力学角度分析这两种内固定方式的特点。

资料与方法一、肱骨标本的选取选取甲醛浸泡的18具60~85岁尸体标本,取双侧肱骨标本共36根,其中男性标本14根,女性标本22根。修整标本,去除附着的软组织。首先应用Definium型RX线拍片机(美国通用公司)拍摄标本正、侧位X线片,排除先天性畸形、骨折和肿瘤。应用UnigammaX-rayPlus骨密度仪(意大利I,acn公司)测量骨密度(统一划定肱骨头区域进行测量)[2]。二、骨折内固定模型的建立按Neer标准[3]及Kwon等[4]所介绍的方法,制作肱骨近端3部分骨折模型。在外科颈平面用摆锯对肱骨头进行截骨,锯片厚度1mm,在截骨面上确定结节间沟的位置,再沿结节间沟垂直于结节面向远端锯开,直至小结节基底水平(肱骨头截骨面的内侧最低点),在小结节基底水平垂直于肱骨干长轴将大结节由肱骨干近端截骨分离,复制肱骨近端3部分骨折模型见图1。

三、分组及内固定方法所有手术操作在首都医科医院外科试验室完成,所有手术均由同一个三人小组完成,术后复查X线片确定内固定螺钉的位置。将36根防腐处理成人肱骨干随机平均分为6组:试验组(A1髓内钉压缩组、A2髓内钉拉伸组、B1锁定板压缩组、B2锁定板拉伸组)和对照组(C1压缩对照组、C2拉伸对照组)。(1)A1和A2组:制作骨折模型,骨折复位后,使用施乐辉TRIGENTM肱骨近端钛合金交锁髓内钉固定(由北京施洛辉SmithNephew公司提供,其中主钉长度18cm,近端直径9mm,远端直径7.5mm,近端弯曲4°;近端锁钉10枚,长度36~60mm,直径5mm,螺距2mm;远端锁钉3枚,长度30mm,直径4mm,螺距2mm),肱骨干端为2枚锁钉固定,肱骨头端为4枚交锁螺钉固定。(2)B1和B2组:制作骨折模型,骨折复位后,于肱骨外侧使用AO/ASIF锁定肱骨近端钛板内固定(AO/ASIF五孔锁定肱骨近端钛合金接骨板及相关手术器械由PHILOS,Synthes公司提供,其中钛板长度mm,厚度3.7mm,近端锁钉8枚,长度36~50mm,直径3.5mm,远端锁钉4枚,长度30mm,直径3.5mm),肱骨干端为3枚皮质骨螺钉固定,肱骨头端为5枚松质骨螺钉固定。(3)C1和C2组:不做骨折模型及固定。6组标本均自肱骨髁上方10cm处横行锯断,上下两端置入圆柱形钢管夹具内,用甲基丙烯酸甲酯(自凝牙托粉)包埋备用,其中自凝牙托粉购于上海贝康公司。四、生物力学测试方法及检测指标1.轴向压缩试验:A1、B1、C1组每组6个标本。将标本竖直放置于WDW微机控制电子万能生物力学试验机(中国长春试验机研究所生产)上,远端完整地夹于试验机下部的夹具中,调整上压盘的位置,使之与标本近端完全接触,模拟人体肩部负重状态,持续加压,设定加载速度为0.01mm/s,直至固定失效。固定失效判定1)出现新骨折;或者骨折缝明显增宽;应力形变曲线中线性负载曲线出现偏离或中断,出现其一即为固定失效。(2)固定失效时的载荷为极限压缩载荷。(3)记录压缩位移曲线及极限压缩载荷。2.轴向拉伸试验:A2、B2、C2组每组6个标本。将标本竖直放置于生物力学试验机上,近端夹于试验机上部的特制夹具中,远端完整地夹于试验机下部的夹具中,模拟人体重力拉伸的肩部受力情况,设定拉伸速率0.01mm/s,直至固定失效。固定失效判定1)出现新骨折;或者骨折缝明显增宽;应力形变曲线中线性负载曲线出现偏离或中断,出现其一即为固定失效。(2)固定失效时的载荷为极限拉伸载荷。(3)记录拉伸位移曲线及极限拉伸载荷。五、统计学分析应用SPSS12.0版统计软件对标本骨密度和生物力学测试所得数据进行统计学分析处理,试验结果均用x-±s表示,多组均数比较采用方差分析,两两比较采用t检验。P0.05为差异具有统计学意义。

结果一、操作前后肱骨标本大体和X线片如图2~4所示。

二、骨密度如表1所示,各组之间差异无统计学意义(t=2.,P0.05)。

三、压缩试验如表2所示,A1、B1组的极限压缩载荷低于C1组(t=2.、t=2.,P值均0.05),A1、B1组间比较差异无统计学意义(t=1.,P0.05);A1、B1组的刚度低于C1组(t=2.、t=2.,P值均0.05),A1、B1组间比较差异无统计学意义(t=2.,P0.05)。

四、拉伸试验如表3所示,A2、B2组的极限拉伸载荷低于C2组(t=3.、t=3.,P值均0.05),A2、B2组间差异无统计学意义(t=2.,P0.05);A2、B2组的刚度低于C2组(t=2.、t=2.,P值均0.05),A2、B2组间差异无统计学意义(t=2.,

P0.05)。

讨论肱骨近端骨折是老年骨质疏松患者临床常见的骨折类型,对于大部分无移位或轻微移位的骨折,非手术治疗可取得较好的临床疗效[5]。但是非手术治疗不能对骨折部位进行有效的原位固定和减压,手术治疗可以实现有效的内固定,并可以尽早进行功能锻炼以恢复肩关节功能。肩关节是人体活动范围最大的关节,肱骨近端骨折内固定术后需要可以耐受各个方向活动受力,同时保持骨折断端复位的稳定,内固定手术内植物需要承担活动范围的多向应力,以保持肱骨的解剖长度和序列稳定性[6]。本研究比较肱骨交锁髓内钉和锁定接骨板内固定术后的生物力学特性,发现肱骨近端交锁髓内钉和锁定接骨板在抗压缩和抗拉伸方面的生物力学强度无明显差异,交锁髓内钉可以提供与锁定接骨板相近的固定强度。所有内固定都有各自的优缺点,交锁髓内钉可以通过闭合复位,与锁定接骨板相比,可以有效的防止软组织剥离破坏。另外,锁定接骨板减压和螺钉的植入过程时间相对较长,且增加了术中出血量。但是,在植入肱骨髓内钉的过程中,会对肩袖造成损伤,造成术后肩部疼痛的长期残留[7]。两种内固定方式都取得了积极可靠的临床疗效。当内固定失败的时候,经常发生内翻塌陷,是否可以有效地防止内翻塌陷的发生,也是影响内固定方式选择的因素之一[8-10]。在内固定手术中,内固定材质的刚度通常不是内固定选择的影响因素。文献回顾发现过度的坚强内固定可以减小内固定的微活动,后续影响骨痂的形成,并导致延迟骨愈合甚至骨不连的发生。而对骨愈合影响最小的内固定角度、强度等参数尚且没有定论,既往的生物力学研究主要集中在循环负荷加载、扭转和其他的物理测试,而没有进行轴向负荷测试[11-12]。Edwards等[13]比较了肱骨近端髓内钉和3.5mm锁定钢板的生物力学特性,发现锁定钢板优于髓内钉,但是他们仅仅进行循环负荷,而没有进行纯粹的轴向应力试验直到固定失败生物力学测试。在本研究中,不仅进行轴向压缩试验,也进行了拉伸试验,发现两者之间差异无统计学意义。

该研究的最大局限性是:目前还没有肱骨近端处理的标准流程,因此也没有肩关节的生物力学的基础数据可以参考。另外,作者没有进行模拟生理条件下肩关节多向运动的生物力学情况,在实际生理状态下,扭力剪切以及环形运动都会影响到内固定的应力效果,而在本研究中没有进行模拟考虑。

此外,在临床工作中,大部分内固定失败的患者,不是因为进行单一动作导致的,而本研究中则是进行单一轴向压缩和拉伸进行到内固定失败。肱骨髓内钉系统和锁定钢板在体外肱骨近端骨折模型上,抗压缩和抗拉伸方面的生物力学强度无明显差异,肱骨髓内钉系统可以提供与锁定钢板相近的固定强度。