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一、背景与目的:随着运动、交通事故伤不断增多,胫骨髁间隆突骨折发病率有不断增高的趋势。骨折能够解剖复位,获得坚强固定,满足膝关节早期功能锻炼,恢复ACL解剖结构与力学功能是此类骨折治疗的目的。目前,关节镜下微创治疗已取代了以往的开放手术,减少了并发症的出现。固定的方法主要是应用张力带技术,通过下拉韧带及骨块从而达到骨折复位固定。存在的问题是张力带属于弹性固定,早期的关节运动往往会造成固定骨块的切割、松动,增生的骨痂有撞击髁间窝的可能,松弛的韧带可导致远期关节不稳。因此临床上还需进一步寻求更佳的固定方法。随着内固定器械不断更新,空心拉力螺钉逐渐被用来治疗此类骨折,其操作简便,能产生较强的轴向拉力,固定可靠,具有较好的应用前景。如何在关节镜下选择合适的螺钉固定角度是手术操作中的关键点及难点,以往主要依靠术者的经验进行固定角度的选择,然而固定角度与固定稳定性密切相关。理论上,螺钉固定方向与骨折块垂直可获得最大稳定性。但在关节镜手术下,由于髌骨及股骨前髁的阻挡,要想实现理想中的最佳固定角度其实较为困难,实际操作中的螺钉方向往往与骨折块形成一定的角度。因此,明确关节镜下螺钉可固定的最大角度对临床手术操作具有重要意义。尚须明确的另一个问题是螺钉固定的力学稳定性,由于选择的螺钉必须是与撕脱骨块相匹配的小型号螺钉,在与骨折块成一定的角度下进行固定,其力学稳定性如何目前尚不清楚。本研究的目的是通过研究膝关节屈曲状态与螺钉固定角度的关系,获得临床上螺钉可选取的最大固定角度,并通过生物力学测试,评价螺钉固定的力学稳定性,为临床的术式选择和螺钉固定技术的应用提供理论依据。同时,选择部分病例应用空心拉力螺钉固定,初步评价其临床疗效。二、方法:1.随机选取30名成人胫骨髁间隆突骨折患者,按膝关节镜手术体位对健侧肢体进行固定。分别在膝关节屈曲15°、30°、45°、60°、90°、110°、120°及最大屈曲时,留取标准侧位片,对不同屈曲状态下螺钉可选择的最大固定角度进行分析研究。2.选用18具新鲜猪后腿膝关节标本,随机分为3组,每组6具,1组为对照组,其余2组制成Meyers-MckeeverⅢB型骨折模型,骨块长1.5cm,宽1cm,厚1cm。其中螺钉固定组选用直径3.5mm,长度30mm的空心拉力螺钉,应用角度测量中获得的固定角度,与骨折块成45°角固定。张力带固定组选用直径0.2mm钢丝进行固定。固定方法按照临床手术操作要求。在标本上粘贴电阻应变片、位移传感器,连接测试系统硬件,在生物力学实验机上进行单轴拉伸试验,测量不同载荷下骨块及前交叉韧带的应变、位移以及失效载荷,以评价空心拉力螺钉与钢丝张力带两种方法内固定力学稳定性。所用载荷为100N~600N分级载荷,应变速度为14mm/min。3.应用空心拉力螺钉,取平均45°的固定角度,治疗18例成人胫骨髁间隆突骨折患者。随访3月～2年,通过骨折愈合时间,膝关节活动度,关节稳定性,Lysholm膝关节功能评分对临床疗效进行评价。三、结果:1.关节镜手术下螺钉可选取的最大固定角度随膝关节屈曲角度增加而增加,平均为44.17±5.79°,范围在32°～56°之间。2.(1)载荷600N时,螺钉固定组固定强度值平均为0.42±0.03 MPa,钢丝张力带固定组平均为0.37±0.02 MPa,二者比较具有统计学差异(P<0.05);轴向刚度前者平均为214.29±15.20N/mm,后者平均为185.19±14.82 N/mm(P<0.05)。(2)载荷600N时,螺钉固定组抬高位移平均为2.80±0.13mm,钢丝张力带组平均为3.24±0.09mm(P<0.05)。(3)载荷600N时,螺钉固定组骨块应变ε平均为190±2.67,钢丝张力带组平均为270±3.40(P<0.05)。(4)螺钉固定组的极限载荷平均为786±64N,钢丝张力带组平均为658±51N(P<0.05);对照组的极限载荷平均为854±60N,与螺钉固定组比较无显著性差异(P>0.05)。(5)载荷状态下骨块上所受应力变化最大,大于平台两侧应力,内侧平台应变大于外侧平台应变(P<0.05)。(6)不同内固定方法影响ACL的受力情况,同样载荷下螺钉固定组ACL的应变及位移均小于钢丝张力带固定组(P<0.05)。3.临床上应用空心拉力螺钉治疗胫骨髁间隆突骨折,所有受试对象均未发现并发症,骨折愈合时间平均为8周,未见畸形愈合、骨不连发生,骨折部无明显骨赘形成,无髁间窝撞击症出现。术后3个月时,患膝伸屈功能均恢复到健侧水平,膝关节稳定性恢复正常。Lysholm膝关节功能评分,新鲜骨折从术前平均39.4±4.8分提高到术后平均94.5±2.4分;陈旧性骨折从术前平均为65.8±5.2分提高到术后平均93.7±4.2分。四、结论:1.关节镜手术下螺钉可固定的最大角度随着膝关节屈曲角度增加而增加,范围在32°～56°之间,平均44.17±5.79°。临床关节镜手术下应用空心拉力螺钉固定胫骨髁间隆突骨折时,可选取的参考角度在此范围,此时膝关节屈曲应超过90°至最大屈曲。2.3.5mm×30mm空心拉力螺钉与骨折面成45°固定时,其力学稳定性优于0.2mm钢丝张力带固定,临床上对合适病例应该首选空心拉力螺钉固定。3.载荷下胫骨平台关节面上的应力分布以骨块上应力变化最大,大于平台两侧应力,内侧应力大于外侧应力,临床上应重视胫骨平台内侧结构的重建。4.不同内固定方法对骨块以及ACL的力学性能都会产生影响。5.关节镜下单枚空心拉力螺钉治疗胫骨髁间隆突骨折复位固定可靠,可以满足早期功能锻炼要求,具有较好临床疗效。