基于成人掌骨形态学数据设计的掌骨弹性髓内针治疗掌骨骨折的生物力学研究

摘要：

目的 探讨基于成人掌骨形态学数据设计的掌骨弹性髓内针的生物力学性能,为临床应用提供基础.方法 选用成人新鲜冰冻手掌标本12例,取第2～5掌骨共计48根,按照随机数字表法将切取的掌骨分为3组,钢板螺丝钉内固定组、交叉克氏针内固定组和弹性髓内针内固定组,每组包含第2～5掌骨各4根,共16根掌骨;其中8根用于悬臂折弯测试,8根用于扭转测试.用骨刀距掌骨远端20 mm处横行截骨,制作简单横行骨折模型.钢板螺丝钉内固定组以直列4孔掌骨锁定接骨板,以骨折线为中心,在骨折线远端、近端各采用2枚2.0 mm双皮质锁定螺钉固定;交叉克氏针内固定组采用1.0 mm不锈钢克氏针以骨折线为中心交叉固定;弹性髓内针内固定组使用笔者团队设计的直径2.0 mm的掌骨弹性髓内针,配合把持器和开髓器,自掌骨基底部顺行穿入髓腔,经骨折线到达掌骨头关节面下固定.使用生物力学测试机对3组进行悬臂折弯和扭转测试,计算3组的最大折弯力、折弯刚度和最大扭矩、扭转刚度.数据比较采用单因素方差分析、SNK法.结果(1)在悬臂折弯测试中,钢板螺丝钉内固定组、交叉克氏针内固定组和弹性髓内针内固定组的最大折弯力分别为(126.3±53.9)、(48.7±18.2)、(88.4±13.9)N,3 组比较差异有统计学意义(F=10.530,P=0.001);组间两两比较差异均有统计学意义(P＜0.05).钢板螺丝钉内固定组、交叉克氏针内固定组和弹性髓内针内固定组的折弯刚度分别为(12.33±4.90)、(5.86±5.02)、(10.49±2.05)N/mm,3组比较差异有统计学意义(F=4.988,P=0.017);交叉克氏针内固定组分别与另2组比较,差异均有统计学意义(P＜0.05),钢板螺丝钉内固定组和弹性髓内针内固定组比较差异无统计学意义(P＞0.05).(2)扭转测试中,钢板螺丝钉内固定组、交叉克氏针内固定组和弹性髓内针内固定组的最大扭矩分别为(1.98±0.42)、(0.61±0.39)、(0.50±0.34)N·m,3组比较差异有统计学意义(F=36.635,P＜0.05);钢板螺丝钉内固定组分别与另2组比较,差异均有统计学意义(P＜0.05),交叉克氏针内固定组与弹性髓内针内固定组比较差异无统计学意义(P＞0.05).钢板螺丝钉内固定组、交叉克氏针内固定组和弹性髓内针内固定组的扭转刚度分别为(0.093±0.040)、(0.022±0.021)、(0.032±0.029)N·m/°,3组比较差异有统计学意义(F=12.554,P＜0.05);钢板螺丝钉内固定组分别与另2组比较,差异均有统计学意义(P＜0.05),弹性髓内针内固定组和交叉克氏针内固定组比较差异无统计学意义(P＞0.05).结论 应用笔者团队基于成人掌骨形态学数据设计的弹性髓内针,最大折弯力,折弯刚度在钢板和交叉克氏针之间,且明显优于交叉克氏针;而最大扭矩和扭转刚度与交叉克氏针相当.该新型弹性髓内针能够满足掌骨骨折内固定术后早期功能康复需求.

关键词：掌骨、骨折固定术、内、生物力学、髓内针

分类号：R687.32;R274.11;R726.8

资助基金：北京市科学技术委员会医药协同科技创新研究科研Z181100001918030Z181100001918030

在线出版日期：2022-09-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：330-335