研究背景不稳定性骨盆骨折多由高能量损伤所致,常合并有严重的血管、神经和其他脏器损伤,具有较高的死亡率和致残率。早期不稳定性骨盆骨折的治疗以抢救生命为主,降低死亡率是其治疗目的；后期以重建骨盆环的连续性和稳定性为主,以减少并发症、降低致残率、恢复患者的劳动和生活能力为目的。随着对骨盆的解剖、损伤机制及生物力学特点的深入了解和现代医学技术的进步,骨盆骨折的治疗已取得较大进展,但目前对广大临床骨科医生来说,无论是在骨盆骨折早期急救上,还是在后续的骨盆环修复重建上都仍极具挑战性。骨盆后环不仅是人体承重或负载的必经之路,也是维持骨盆环稳定性的主要结构。生物力学己证明后环对骨盆环的稳定作用占60%,而前环对骨盆环的稳定作用仅占40%。因此,如何重建后环的稳定性一直是骨盆骨折治疗研究的重点和焦点。目前常用的骨盆后环内固定方式有经髂骨棒(骶骨棒)、骶髂关节前方钢板、骶髂螺钉、三角形固定系统、后方张力带钢板等,这些内固定方式各有不同适应症和优缺点。最佳的固定方式还尚待于进一步深入研究。张力带钢板修复重建不稳定性骨盆骨折后环的损伤已获得临床上的一定认可,尤其是经皮手术的开展,更是使其具有了微创、操作简单的优点,临床应用越来越广泛。但目前国内外对张力带钢板固定骨盆后环的系统生物力学研究还较少,对其固定的力学原理以及如何应用可以达到最佳的生物力学稳定性还缺乏深入认识。本研究旨在通过系统生物力学研究为临床进一步合理有效地应用张力带钢板重建骨盆后环的稳定性提供生物力学依据。并通过生物力学研究验证一种新的改良张力带钢板固定不稳定性骨盆后环损伤的效果。第一部分固定位置对张力带钢板重建骨盆后环稳定性影响的生物力学研究目的比较三种不同张力带钢板固定位置对重建骨盆后环稳定性的影响,以期选出最佳的张力带钢板固定位置,为临床进一步更合理有效地应用后方张力带钢板提供生物力学依据。方法选取8具成人防腐骨盆标本,其中男性骨盆标本5具,女性骨盆标本3具,年龄24-53岁,平均41.4岁。各骨盆标本在完成正常完整骨盆检测后,制成不稳定性骨盆环损伤(A0分类C1.2：前环耻骨联合分离,后方骶髂关节脱位)模型,每个骨盆标本后环随机依次应用三种不同位置张力带钢板固定,固定位置1：钢板固定在双侧髂后上棘水平、钢板两端指向耻骨联合(大致与骨盆界线平行)；固定位置2：钢板固定在髂后上棘上方水平、钢板两端指向前方；固定位置3：钢板固定在髂后上棘下方水平、钢板两端指向前上方。所有骨盆标本前环均用3.5mm重建钢板固定。将固定好的骨盆标本置于生物力学试验机上,分别依次予以0-600N的垂直加载和0-8N·m扭转加载,通过生物力学实验机自带的位移传感器测量并记录整体骨盆垂直位移和扭转角度,并计算骨盆的轴向刚度和扭转刚度；在垂直加载时通过放置在骨盆后环的位移传感器测量并记录损伤侧骶髂关节在垂直、水平和前后方向上骶骨与髂骨的相对位移以及骶骨相对于髂骨在矢状面上的旋转。所得数据采用重复测量的方差分析进行处理,并进行两两比较。结果在0-600N的垂直载荷下,固定位置1的整体骨盆环垂直位移最小(平均2.470±0.201mm),与固定位置2(平均2.896±0.271mm)和固定位置3(平均2.714±0.232mm)相比,差异有统计学意义(P<0.05)。固定位置3与固定位置2相比也有统计学差异(P<0.05)。固定位置1的轴向刚度为完整骨盆的73.3%,而固定位置2和固定位置3分别为62.5%和66.7%。在0-8N·m扭转载荷下固定位置1的扭转角度最小(平均3.285±0.354。),与固定位置2(平均3.644±0.388。)和固定位置3(平均3.610±0.420。)相比,差异有统计意义(P<0.05)。固定位置3与固定位置2相比无统计学差异(P>0.05)。固定位置1固定后骨盆整体扭转刚度为完整骨盆的72.7%,固定位置3为完整骨盆的66.2%,固定位置2仅为完整骨盆65.5%。在0-600N的垂直载荷下骨盆后环骶髂关节在垂直、左右和前后方向上位移以及在矢状面上的旋转位移,固定位置1与固定位置2和3相比均有统计学差异(P<0.05),固定位置1最小(垂直：1.390±0.118mm、左右：0.340±0.070mm、前后：0.441±0.056mm、矢状面旋转：1.125±0.282。),其次为固定位置3(垂直：1.565±0.069mm、左右：0.438±0.107mm、前后：0.548±0.098mm、矢状面旋转：1.475±0.212。),固定位置2位移最大(垂直：1.661±0.072mm、左右：0.484±0.105mm、前后：0.621±0.066mm、矢状面旋转：1.613±0.285。),固定位置3与相比固定位置2也有统计学差异(P<0.05)。结论张力带钢板固定骨盆环的生物力学原理类似于“箍桶”力学原理。在其固定后环时不仅需要考虑骨盆后环的结构形态,也需要从整体骨盆环的结构形态来考虑。张力带钢板选择在髂后上棘水平、钢板两端指向耻骨联合(大致与骨盆界线平行)固定,无论是从骨盆环局部,还是从整体骨盆环来说,都接近于“中心性”固定,更符合张力带钢板重建骨盆环的生物力学机制。在垂直和扭转载荷下,虽然不及完整骨盆环的刚度和骨盆后环的稳定性,但与选择在髂后上棘上方、钢板两端指向前方固定和选择在髂后上棘下方、钢板两端指向前上方固定相比,无论是对骨盆环的整体固定还是对后环的固定都能提供更好的生物力学稳定性。张力带钢板固定在髂后上棘下方、两端指向前上方次之,张力带钢板固定在髂后上棘上方,两端指向前方最差。第二部分一种改良张力带钢板重建骨盆后环稳定性的生物力学研究目的通过生物力学研究验证一种新的改良张力带钢板固定不稳定性骨盆后环损伤的效果,并与其它两种临床常用内固定方法进行比较。方法选取8具成人防腐骨盆标本,其中男性骨盆标本6具,女性骨盆标本2具,年龄29-54岁,平均43.8岁。各骨盆标本在完成正常完整骨盆检测后,制成不稳定性骨盆环损伤(A0分类C1.2：前环耻骨联合分离,后方骶髂关节脱位)模型,每个骨盆标本随机依次应用三种不同内固定来重建骨盆后环：标准张力带钢板固定：第一部分研究所证实的最佳固定位置；改良张力带钢板固定：在标准张力带钢板固定的基础上,将重建钢板塑为“M”形,并在骶髂关节损伤侧经钢板将1枚螺钉植入骶骨翼来加强张力带钢板的固定效果；双骶髂螺钉固定。所有骨盆标本前环均用3.5mm重建钢板固定。将固定好的骨锍标本置于生物力学试验机上,分别依次予以0-600N的垂直加载和0-8N·m的扭转加载,通过生物力学实验机自带的位移传感器测量并记录整体骨盆环垂直位移和扭转角度,并计算整体骨盆环的轴向刚度和扭转刚度；在垂直加载时通过放置在骨盆后环的位移传感器测量并记录损伤侧骶髂关节在垂直、左右和前后方向上骶骨与髂骨的相对位移以及骶骨相对于髂骨在冠状面上的旋转。所有数据采用重复测量的方差分析进行处理,并进行两两比较。结果在0-600N的垂直载荷下,改良张力带钢板固定后的整体骨毓环垂直位移(2.261±0.383mm)明显小于标准张力带钢板固定后的位移(2.646±0.394mm),差异有统计学意义(P<0.05)。与双骶髂螺钉固定相比,改良张力带钢板固定后整体骨盆环垂直位移虽大于双骶髂螺钉固定后的位移(2.144±0.324mm),但差异无统计学意义(P>0.05)。改良张力带钢板固定后的整体骨盆环轴向刚度为完整骨盆的83.1%,与骶髂螺钉固定(87.4%)相近,比标准张力带钢板固定(70.7%)提高12.4%,差异有统计学意义(P<0.05)。在0-8N·m扭转载荷下改良张力带钢板固定后的整体骨盆环扭转角度(2.719±0.507。)小于标准张力带钢板固定后的扭转角度(3.089±0.472。),差异有统计学意义(P<0.05)。与双骶髂螺钉相比,改良张力带钢板固定后的整体骨盆扭转角度虽然小于与双骶髂螺钉固定后的扭转角度(2.608±0.419。),但两者之间差别无统计学意义(P>0.05)。改良张力带钢板固定后的整体骨盆环扭转刚度为完整骨盆的84.8%,与双骶髂螺钉固定(88.1%)相近,比标准张力带钢板固定(74.3%)提高10.5%,差异有统计学意义(P<0.05)。在O-600N的垂直载荷下骨盆后环骶髂关节在垂直、左右和前后方向上位移以及在矢状面上的旋转位移,双骶髂螺钉最小(垂直：0.741±0.164mm、左右：0.214±0.031mm、前后：0.308±0.085mm、矢状面旋转：0.975±0.271。),其次为改良张力带钢板(垂直：0.824±0.183mm、左右：0.235±0.030mm、前后：0.318±0.078mm、矢状面旋转：1.088±0.300。),标准张力带钢板最大(垂直：1.248±0.205mm、左右：0.291±0.034mm、前后：0.475±0.107mm、矢状面旋转：1.425±0.377。)。改良张力带钢板固定明显小于标准张力带钢板固定(P<0.05),虽不及双骶髂螺钉固定,但两者之间差异无统计学意义(P>0.05)。结论改良张力带钢板通过将重建钢板塑形为“M”形,并经钢板增加一枚螺钉置放于骶骨翼,在传统张力带钢板的基础上,将固定扩展到骶骨,更加接近损伤部位,进一步模仿了正常骶髂关节复合体后方韧带组成的“悬吊桥”稳定机制,比传统张力带钢板更符合骨盆后环的生物力学特点和稳定机制。在垂直和扭转负荷下,与传统的张力带钢板相比,改良张力带钢板无论对骨盆环的整体固定还是对后环骶髂关节的固定都起到了很好的加强作用,其固定的稳定性与双骶髂螺钉相近,因此可作为一种相对安全、固定效果可靠的重建骨盆后环特别是骶髂关节骨折脱位稳定性的新选择。