螺釘位置對鋼板螺釘內固定

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1、歡迎各位專家蒞臨指導螺釘位置對鋼板螺釘內固定結構載荷的影響碩士研究生：周榮平碩士研究生：周榮平 導導 師：舒師：舒 勇勇 教授教授前 言前 言1886年Hansmann第一次報告了應用接骨板治療骨折 前 言內固定常見的并發(fā)癥：鋼板螺釘?shù)乃蓜印⒚摮?、游離、斷裂、異物反應等；骨折后感染、延期愈合、畸形愈合、骨折不愈合、再骨折等。四點折彎實驗前言四點折彎實驗前言尸體尺骨扭轉實驗前言PVC管聚氨甲酸乙酯塊前 言聚氨甲酸乙酯塊前言四點折彎實驗第三掌骨前 言本實驗通過用平行于鋼板表面長軸方向的三點折彎實驗和扭轉實驗，測試螺釘位置不同的十二孔醫(yī)用不銹鋼鋼板上應力變化，分析鋼板螺釘內固定結構穩(wěn)定性 材料與方法

2、材料與方法栗樹樹干：年齡均為十三年的栗木樹樹干二十四根,隨機分成四組,每組六根 鋼板：鋼板均為長十二孔、厚4mm的醫(yī)用不銹鋼動力加壓鋼板24塊 螺釘：螺釘直徑均為4.5mm、長3cm的皮質骨螺釘144個 鋼板螺釘由江蘇省常州市康輝醫(yī)療器械有限公司生產(chǎn)的并提供 實驗操作工具實驗操作工具 鉆頭：直徑為3.2mm的鉆頭十個 電動鉆：一套 絲攻：直徑為4.5mm ，兩個螺絲刀：4.5mm皮質骨螺釘配套的內六角螺絲刀 （以上工具由江蘇省常州市康輝醫(yī)療器械有限公司 提供）臺鉗：上海材料工業(yè)器械有限公司 C620加工機床：上海材料工業(yè)器械有限公司。實驗測試工具實驗測試工具 多功能臺式材料實驗機一臺 ：上海華

3、龍測試儀器廠SX-948型數(shù)字測試儀一臺 ：上海華龍測試儀器廠BNJ-1000全功能有效力矩實驗機：上海華龍測試儀器廠TS3861靜態(tài)電子應變儀一臺：揚州泰司電子有限公司。BF120-3AA型電阻應變計144個：上海應變計廠。（測試工具由南昌航空工業(yè)學院力學實驗室提供） 實驗操作方法實驗操作方法 1 每個樣本從中點用C620加工機床加工模擬橫斷 骨折 2 用臺鉗固定好模擬橫斷骨折的栗木條，固定時避免加壓破壞木條3 在鋼板中點對準樣本中點（即模擬骨折線處），對稱性用螺釘固定。螺釘固定位置為：A組1-2-6；B組1-3-6；C組1-4-6；D組1-5-6。鋼板螺釘固定方法嚴格按照AO組織推薦的鋼板

4、螺釘固定方法，由同一個人手工操作 螺釘位置A組1-2-6；B組1-3-6；C組1-4-6；D組1-5-6應變計位置分別在鋼板中間，螺釘孔位置3和4中間、5和6中間側面和表面(45d)分別粘貼應變計，共六個，用導線連接到電子應變儀上 三點折彎實驗在多功能臺式材料實驗機上進行三點折彎實驗（在模擬骨折端用21.5 cm2厚2 mm的鋼材墊片作為中間支點，在離骨折斷端對稱長11.5cm為兩個外側支點），加載速度為10NS。同時在每加載200 N負荷時分別記錄三個應變計感應的數(shù)據(jù)。在加載到400 N時停止三點折彎實驗 扭轉實驗用夾具固定栗木條正方形兩端，在全功能有效力矩實驗機上進行抗扭轉實驗，設定為固定

5、的相同的扭轉力臂（11.5cm）和相同的扭轉速度（1N m/deg）。每加載扭轉0.714度時分別記錄三個感應片感應的數(shù)據(jù)。加載到2.142時停止抗扭轉實驗 扭轉實驗統(tǒng)計學處理采用SPSS11.5統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進行分析,將在不同負荷和扭轉角度下各組的應變數(shù)據(jù)用單因素方差分析（One-way Analysis of Variance），并進行組間比較各組之間應變是否有差異，p0.05 表示差異有顯著性三點折彎實驗結果在第一感應片，負荷為200N時，A組和C組，A組和D組,B組和D組之間平均應變有顯著性差異（p0.05）；在400N時，除了B組和C組之間平均應變無差異之外，A組和B組，A組和C組，

6、A組和D組，B組和D組，C組和D組之間平均應變都有顯著性差異（p0.05） 在第二感應片，負荷為 200N和400N時，除了B組和C組之間平均應變無差異之外，其余各組：A組和B組，A組和C組，A組和D組，B組和D組，C組和D組之間平均應變都有顯著性差異（p0.05） 三點折彎實驗結果在第三感應片，負荷為200N和400N時，只有A組和D組之間的平均應變有顯著性差異（p0.05）。在抗扭轉實驗中鋼板應力集中在鋼板中央，向鋼板兩端逐漸遞減，在鋼板末端應力最小 扭轉實驗結果扭轉實驗（平均數(shù)標準差）2.142度時四組平均應變比較扭轉實驗結果扭轉實驗0100200300400ABCD1.428度四組平均

7、應變比較第一感應片平均應變扭轉實驗結果扭轉實驗0100200300400ABCD2.142度四組平均應變比較第一感應片平均應變扭轉實驗結果討 論在骨折內固定手術中，骨科醫(yī)師在選擇鋼板螺釘內固定時，經(jīng)常遇到難以確定到底該應用多長的鋼板固定、鋼板上固定多少螺釘、螺釘固定在什么位置比較合適等問題長骨干骨折內固定時解剖力線的恢復是關鍵，并提倡間接的復位技術用于穩(wěn)定骨折的內固定 內固定鋼板應該是起內夾板的作用而不是以前認為的起應力傳導作用在長骨骨折的內固定中要求有一個保持良好力線的彈性固定，這樣有利于促進骨痂形成和改善愈合過程 *Mast J， Berlin, Springer-Verleg, 1989

8、彈性固定理念螺釘位置對內固定結構穩(wěn)定性的影響Thomas等發(fā)現(xiàn)螺釘越靠近骨折端固定，骨折端應力越小。骨折端應力在鋼板上有間隔的螺釘固定比沒有間隔的螺釘固定明顯更?。ㄋ狞c折彎實驗）Thomas Ellis; Craig A. Bourgeault; J Orthop Trauma 2001; 15:333-337 螺釘位置對內固定結構穩(wěn)定性的影響Tornkvist等研究表明螺釘固定間隔較大的內固定結構比螺釘固定間隔較小的結構強度更大（四點折彎實驗和懸臂實驗）Tornkvist H, Hearn TC, Schatzker J. J Orthop Trauma 1996; 10:20-208. K

9、arl Stoffel研究發(fā)現(xiàn)骨折兩端螺釘固定的位置明顯影響內固定結構的軸向剛度，螺釘越靠近骨折端固定，內固定結構軸向壓縮剛度越大（軸向壓縮實驗）Karl stoffel, Ulrich Pieter, Injury 2003; 34(suppl 2): S-B11-19螺釘位置對內固定結構穩(wěn)定性的影響螺釘位置對內固定結構穩(wěn)定性的影響*鋼板應力集中在鋼板中央（即骨折端），向鋼板兩端逐漸遞減，在鋼板末端應力最小*相同長度的鋼板上螺釘固定越靠近骨折端，骨折區(qū)應力越?。辉竭h離骨折端，骨折區(qū)應力越大 *Karl stoffel, Ulrich Pieter, Injury 2003; 34(suppl

10、 2): S-B11-19 *John R.Field, Hans Tornkvist, Injury. Care Injured 1999; 30: 591-598 三點折彎實驗（平均數(shù)標準差）400N時四組平均應變比較螺釘位置對內固定結構穩(wěn)定性的影響螺釘位置對內固定結構穩(wěn)定性的影響John Field用掌骨，Karl Stoffel用聚甲氨乙酯纖維管，Thomas Ellis和Tornkvist用聚甲氨乙酯塊在扭轉實驗中表明螺釘位置的改變對內固定結構的抗扭轉剛度沒有顯著性影響Karl stoffel, Ulrich Pieter, Injury 2003; 34(suppl 2): S-B

11、11-19 Tornkvist H, Hearn TC, Schatzker J. J Orthop Trauma 1996; 10:20-208. Thomas Ellis; Craig A. Bourgeault; J Orthop Trauma 2001; 15:333-337 John R.Field, Hans Tornkvist, Injury. Care Injured 1999; 30: 591-598 扭轉實驗（平均數(shù)標準差）2.142度時四組平均應變比較螺釘位置對內固定結構穩(wěn)定性的影響螺釘數(shù)量對內固定結構穩(wěn)定性的影響*鋼板上部分螺釘孔不固定螺釘與鋼板上全部螺釘孔都固定螺釘?shù)?/p>

12、內固定結構的穩(wěn)定性沒有顯著性差異。*較長的鋼板上固定四個螺釘都比六孔鋼板六個螺釘固定的結構剛度更大，而且實驗組和對照組結構剛度沒有顯著性差異。*在骨折兩端各用三個以上的螺釘固定不能明顯增加內固定系統(tǒng)的軸向剛度，用四個以上螺釘固定不能增加抗扭轉剛度 * John R.Field, Hans Tornkvist, Trevor C. Injury,. Care Injured 1999; 30: 591-598 *Sanders, Roy; Haidukewych, George J; J Orthop Trauma 16(3): 166-171,2002 * Karl stoffel, Ulri

13、ch Pieter, Injury 2003; 34(suppl 2): S-B11-19螺釘數(shù)量對內固定結構穩(wěn)定性的影響固定在骨折兩端的螺釘數(shù)量明顯影響內固定結構抗扭轉剛度，增加固定的螺釘數(shù)量能增加內固定抗扭轉剛度Karl stoffel, Ulrich Pieter, Injury 2003; 34(suppl 2): S-B11-19 Tornkvist H, Hearn TC, Schatzker J. J Orthop Trauma 1996; 10:20-208. Thomas Ellis; Craig A. Bourgeault; J Orthop Trauma 2001; 15

14、:333-337 John R.Field, Hans Tornkvist, Injury. Care Injured 1999; 30: 591-598 Sanders, Roy; Haidukewych, George J; J Orthop Trauma 16(3): 166-171,2002 鋼板長度對內固定結構穩(wěn)定性的影響長鋼板用較少的螺釘固定比短鋼板上全部固定螺釘相對有更好的生物力學特性,長鋼板相對比短鋼板有更好的彈性形變能力 Dennis J, Sanders R, Milne T, Latta L: J Orthop Trauma 1993: 7(2): 152-153 *所謂

15、工作長度是指骨折的內固定中靠骨折端最近兩個固定螺釘之間的距離。*工作長度主要影響軸向剛度和抗扭轉穩(wěn)定性。當鋼板螺釘內固定系統(tǒng)在負荷作用下，鋼板的偏離度與工作長度的四次方成正比例 *Sanders, Roy; Haidukewych, George J; J Orthop Trauma 16(3): 166-171,2002 *Karl stoffel, Ulrich Pieter, Injury 2003; 34(suppl 2): S-B11-19 工作長度工作長度對內固定結構穩(wěn)定性的影響鋼板與骨之間的距離 對內固定結構穩(wěn)定性的影響Karl stoffel發(fā)現(xiàn)骨與鋼板之間的距離從2mm增加到

16、6mm時，其內固定軸向剛度和抗扭轉穩(wěn)定性均下降 Kowalski Milek實驗表明增加鋼板與骨表面之間的距離明顯降低了內固定結構的剛度Karl stoffel, Ulrich Pieter, Injury 2003; 34(suppl 2): S-B11-19 Kowalski,Milek J; Schemitsch,Emil H. J Trauma 1996; 40(1):5-9結結 論論相同的鋼板長度和相同的螺釘數(shù)量，固定骨折端最近的兩個螺釘和鋼板末端兩個螺釘?shù)臋M斷骨折，在三點折彎實驗中，螺釘固定的位置對內固定結構系統(tǒng)的穩(wěn)定性有影響。螺釘越靠近骨折端固定，骨折端應力越小。在抗扭轉實驗中，

17、螺釘固定的位置對內固定結構系統(tǒng)的穩(wěn)定性沒有顯著性影響 致 謝感謝導師舒勇教授悉心指導我的課題設計、資料分析和論文撰寫；導師三年來對我學習、臨床實踐的教導；導師教我的治學之道、為人之道；舒老師嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，謙虛謹慎的學者作風，兢兢業(yè)業(yè)的工作作風使我終生受益。我衷心地感謝導師對我的嚴格要求和悉心培養(yǎng)!感謝江西醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院骨科韓志敏副教授、黃山虎副教授、稂明業(yè)副教授、高志增副教授對實驗的完成和在臨床實習中的指導!感謝江西醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院骨一科全體老師們的在工作、學習方面的指導和幫助!感謝南昌航空工業(yè)學院力學實驗室張育遠主任、劉老師、向老師在實驗過程中的大力支持、指導和幫助!感謝家人在多年的求學經(jīng)歷中給予的無私奉獻!感謝師兄弟劉志禮、何長街、阮志勇、何劍穎、黃江等在工作、學習、實驗過程中的幫助!感謝室友們、全班同學在工作、學習、生活上等各方面的幫助和支持!