骨盆骨折病情严重,治疗不当的话往往出现较严重的并发症。据文献[1-2]报道,骨盆骨折致死率为5%~20%左右,而致残率却高达50%~60%。因此,本研究通过对标本骨盆进行生物力学研究,为治疗提供一种能有效减少骨折损伤并发症的生物力学依据,现报告如下。
1 材料与方法
1.1 一般材料
选取实验室用一年内尸体标准6具,其中男4具,女2具;死亡年龄35~54岁,平均(42.5±8.3)岁。所用标本经X线摄片均未有骨质疏松等骨骼相关疾病。取标本包括腰四及股骨近端三分之一之间的完整骨盆模型,除去皮肤、肌肉、结缔组织,只保留髋关节囊、骨间韧带、耻骨联合及骨盆后方诸韧带。
1.2 方法
1.2.1 单纯垂直作用力 将制作好的模具放入夹具内,模拟人体正常站立。以应变花布置测试点,如图1所示,选取20个观察点(骶髂关节两侧)。将模具置于力学实验机上,以10N/S的垂直作用力作用于模具上,应用应变仪分别记录模具在耻骨联合正常、耻骨联合分离1cm、2cm、2.5cm时模具承受依次100N/S、200N/S、300N/S、400N/S、500N/S作用力时的应变值。每个模具实验过程重复三次取平均值。
1.2.2 垂直作用力结合扭转作用力 在对模具施以垂直作用力同时,向模具逆时针方向加以10~80N/S的力,同时采集相应的应变值。
1.3 统计学处理
应用SPSS16.0统计软件进行数据分析,正态分布的各统计指标均以均数±标准差(x-±s)表示,不同耻骨联合分离数据作用于同一位点产生的数值比较应用t检验,P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 单纯垂直作用
(1)耻骨联合未分离:点1~3、6、7、9、10、13、14、17~19处随垂直作用力加大时应变值变化逐步增大(P<0.05)。其余各点应变值稍有变化,但是差异无统计学意义(P>0.05)。
(2)耻骨联合分离从1cm逐步增大至2cm时,点1~5、8~10、12、15~19处应变值也随之增大(P<0.05),而点6、7处应变值则随之减小(P<0.05)。其余各点差异无统计学意义(P>0.05)。
(3)耻骨联合分离从2cm增大到2.5cm时,点6~8、13、14应变值变小(P<0.05),点11先增大后减小(P<0.05),其余各点差异无统计学意义(P>0.05)。
2.2 垂直作用结合扭转作用
随着扭转力增大,点1~3、13、14压应变值差异无统计学意义(P>0.05),拉应变值逐步增大(P<0.05)。点4~7压应变值逐步增大,而拉应变值逐步减小(P<0.05)。
2.3 前后环损坏与固定
耻骨联合分离后,导致模具前环不稳;而破坏骶髂关节、关节囊、切断韧带,模具后环不稳。应用钢板固定耻骨联合可稳定前环(P<0.05),对后环影响不确(P>0.05)。
3 讨论
在所有骨盆环损伤患者中,高处坠落伤占绝大部分,患者在下肢着地骨盆环不仅仅承受来自垂直作用的作用力,往往带有旋力。故本研究除了选择垂直作用的外力外,还加有逆时针扭转作用力。在垂直作用力较小时,由于骨盆的结构复杂性及牢固性,可以将垂直作用力均匀分散,故本研究在耻骨联合未分离时,除了个别观察点,几乎所有观察点应变值随着作用力的增加而增大,且主要体现在骨盆后环处(1~3、6、7、9、10、13、14)。前人研究骨盆后环承受大概60%的作用力,本实验结果与其吻合。耻骨联合分离即“开书型分离”,主要是由于强烈的外旋暴力,所造成的危害是破坏了骨盆的正常结构,故易行成各类并发症,本研究分离耻骨联合后发现,点1~5、8~10、12、15~19处应变值也随之增大,而点6、7处应变值则随之减小,说明分离后由于增大了骨盆环面积导致骶棘韧带紧张,进而骶髂关节缝隙增大。而随着耻骨联合分离到2.5cm,骶髂关节缝隙进一步增大,当韧带断裂时,两侧受力开始减小。
故盆腔前环损伤可以引起骶髂关节功能障碍。而垂直结合外旋作用时,骶髂关节髂骨侧(点4~7)受压力逐渐增大,骶骨侧收拉力减小,易发生挫裂。本研究显示,随着扭转力增大,点1~3、13、14压应变值差异无统计学意义(P>0.05),拉应变值逐步增大(P<0.05)。点4~7压应变值逐步增大,而拉应变值逐步减小(P<0.05)。耻骨联合分离后,导致模具前环不稳;而破坏骶髂关节、关节囊、切断韧带,模具后环不稳。应用钢板固定耻骨联合可稳定前环(P<0.05),对后环影响不确(P>0.05)。提示随着作用力加大,相关观察点应变值随即变化。
以往对骨盆骨折的治疗往往采取保守治疗或者仅仅内固定耻骨联合,本研究发现耻骨联合固定后仅仅对前环稳定性增强,并不影响后环,因此建议对于复杂骨盆骨折患者应采取前后环协同固定,以加强骨盆的稳定性,最大程度减少骨折后并发症。综上所述,本研究通过对骨盆受力研究,加强了对骨盆损伤的认识,对未来应用微创治疗骨盆骨折提供了理论基础。
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