[目的]近年來,隨著老齡化社會到來,治療肱骨近端骨折患者逐年提升,由于屬于骨質(zhì)疏松性骨折,復(fù)雜Neer三、四部分骨折占65%左右,由于骨質(zhì)原因及易形成干骺端粉碎骨折,復(fù)位后出現(xiàn)肱骨距內(nèi)側(cè)皮質(zhì)缺損或復(fù)位不良,應(yīng)用鎖定鋼板結(jié)合內(nèi)側(cè)支撐螺釘進(jìn)行固定,通過術(shù)后隨訪部分患者仍然出現(xiàn)頸干角復(fù)位丟失或肱骨頭內(nèi)翻發(fā)生,嚴(yán)重影響肩關(guān)節(jié)功能。對于此類現(xiàn)象發(fā)生擬尋求新的技術(shù)突破,試圖采取堅強(qiáng)內(nèi)固定方式可否解決并發(fā)癥發(fā)生,目前需要新的生物力學(xué)研究支持。由于肱骨近端骨折伴內(nèi)側(cè)柱缺損在臨床治療一直為熱點,治療上尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),盡管鎖定鋼板結(jié)合內(nèi)側(cè)支撐螺釘治療取得較滿意效果,但在干骺端粉碎骨折治療仍存在不足。本研究將通過不同方法探討肱骨近端外側(cè)和后側(cè)聯(lián)合鈦板應(yīng)用在肱骨近端骨折的治療效果。Brekelmans等在20世紀(jì)70年代在骨科生物力學(xué)領(lǐng)域引入有限元分析方法,近年來,該方法在骨科領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。本文采用醫(yī)學(xué)建模軟件Mimics17.0及有限元分析軟件abaqus快速建立肱骨近端三維有限元模型,模擬生理及測試狀態(tài)下肱骨近端外側(cè)和后側(cè)聯(lián)合鋼板應(yīng)用在肱骨近端骨折內(nèi)側(cè)柱支撐生物力學(xué)受力情況,分析應(yīng)力分布特征,分析肱骨及鋼板負(fù)重應(yīng)力應(yīng)變特點,旨在指導(dǎo)臨床內(nèi)固定治療方案的制定。[方法]第一部分:通過體外生物力學(xué)實驗探討肱骨近端外側(cè)和后側(cè)聯(lián)合鈦板應(yīng)用在肱骨近端骨折內(nèi)側(cè)柱支撐的生物力學(xué)性能。將十八個人工合成左側(cè)SAWBONES肱骨隨機(jī)分成三組,建立外科頸骨折內(nèi)側(cè)柱缺損模型,采用肱骨近端鎖定鋼板固定,根據(jù)不同固定方式分為以下三組:A組PHILOS鈦板支撐;B組不帶有內(nèi)側(cè)柱的支撐螺釘?shù)腜HILOS鈦板與后側(cè)鎖定鈦板的聯(lián)合固定;C組帶有內(nèi)側(cè)柱的支撐螺釘?shù)腜HILOS鈦板與后側(cè)鎖定鈦板的聯(lián)合固定。使用Bose ElectroForce?3510測試系統(tǒng)分別對三組標(biāo)本進(jìn)行軸向壓縮、抗扭、剪切力壓縮、模型失效、疲勞測試及微應(yīng)變分析。第二部分:基于計算機(jī)三維有限元分析方法,模擬生理及測試狀態(tài)下肱骨近端外側(cè)和后側(cè)聯(lián)合鋼板應(yīng)用在肱骨近端骨折內(nèi)側(cè)柱支撐生物力學(xué)受力情況,分析不同應(yīng)力狀態(tài)下不同固定裝置的力學(xué)分布特征。首先使用六十四排螺旋CT掃描一名正常成年男性的肩關(guān)節(jié),獲得連續(xù)斷層掃描影像,導(dǎo)出DICOM數(shù)據(jù),然后將DICOM數(shù)據(jù)導(dǎo)入Mimicsl7.0軟件中,利用計算機(jī)模擬生成肱骨近端三維幾何模型,使用ANSYS有限元分析軟件進(jìn)行網(wǎng)格劃分、材料屬性賦值并生成有限元模型,約束邊界條件,模擬生理及加力狀態(tài)下肱骨近端外側(cè)和后側(cè)聯(lián)合鋼板應(yīng)用在肱骨近端骨折內(nèi)側(cè)柱支撐生物力學(xué)受力情況,分析應(yīng)力分布特征。結(jié)果:建立有限元模型,模擬肩關(guān)節(jié)實驗狀態(tài)條件:對肱骨近端三維有限元模型施加600 N的軸向載荷;標(biāo)本外展20°的位置同樣進(jìn)行600N的軸向載荷制造模擬摔倒時上肢撐地剪切力;作用于肱骨頭中心合力進(jìn)行5 N·M的扭轉(zhuǎn)加載。第三部分:比較采用肱骨近端外側(cè)和后側(cè)聯(lián)合應(yīng)用鎖定鈦板(LPDP)與PHILOS鈦板固定治療肱骨近端骨折的臨床療效分析。2016年01月—2017年12月隨機(jī)對照分組診治的29例肱骨近端骨折,采用外側(cè)和后側(cè)聯(lián)合應(yīng)用鎖定鈦板內(nèi)固定治療14例(LPDP),PHILOS內(nèi)固定治療15例(PHILOS組)。比較2組手術(shù)時間、術(shù)中出血量、骨折愈合時間、肱骨頸干角,以及術(shù)后6、12個月肩關(guān)節(jié)功能Neer和Constant評分。[結(jié)果]第一部分:PHILOS鈦板支撐、不帶有內(nèi)側(cè)柱的支撐螺釘?shù)腜HILOS鈦板與后側(cè)鎖定鈦板的聯(lián)合固定、帶有內(nèi)側(cè)柱的支撐螺釘?shù)腜HILOS鈦板與后側(cè)鎖定鈦板的聯(lián)合固定三種不同固定方式,其中PHILOS鈦板支撐組軸向壓縮最大載荷為177.10±5.1N,不帶有內(nèi)側(cè)柱的支撐螺釘?shù)腜HILOS鈦板與后側(cè)鎖定鈦板的聯(lián)合固定組軸向壓縮最大載荷為217.83±8.3N,帶有內(nèi)側(cè)柱的支撐螺釘?shù)腜HILOS鈦板與后側(cè)鎖定鈦板的聯(lián)合固定組軸向壓縮最大載荷為249.57±20.5N,P0.05;其中PHILOS鈦板支撐組抗壓剛度為170.25±10.3N/mm,不帶有內(nèi)側(cè)柱的支撐螺釘?shù)腜HILOS鈦板與后側(cè)鎖定鈦板的聯(lián)合固定組抗壓剛度為225.49±17.9 N/mm,帶有內(nèi)側(cè)柱的支撐螺釘?shù)腜HILOS鈦板與后側(cè)鎖定鈦板的聯(lián)合固定組抗壓剛度為245.11±27.5N/mm,P0.05;其中PHILOS鈦板支撐組抗扭測試最大扭矩為2.262±0.6 N·m,不帶有內(nèi)側(cè)柱的支撐螺釘?shù)腜HILOS鈦板與后側(cè)鎖定鈦板的聯(lián)合固定組抗扭測試最大扭矩為2.675±0.2N·m,帶有內(nèi)側(cè)柱的支撐螺釘?shù)腜HILOS鈦板與后側(cè)鎖定鈦板的聯(lián)合固定組抗扭測試最大扭矩為2.609±0.12 N·m,P0.05;其中PHILOS鈦板支撐組剪切力壓縮測試最大載荷為86.87±7.7N,不帶有內(nèi)側(cè)柱的支撐螺釘?shù)腜HILOS鈦板與后側(cè)鎖定鈦板的聯(lián)合固定組剪切力壓縮測試最大載荷為98.43±9.4 N,帶有內(nèi)側(cè)柱的支撐螺釘?shù)腜HILOS鈦板與后側(cè)鎖定鈦板的聯(lián)合固定組剪切力壓縮測試最大載荷為115.43±15.6 N,P0.05;其中PHILOS鈦板支撐組抗壓剛度為80.79±12.5 N/mm,不帶有內(nèi)側(cè)柱的支撐螺釘?shù)腜HILOS鈦板與后側(cè)鎖定鈦板的聯(lián)合固定組抗壓剛度為100.4±14.7N/mm,帶有內(nèi)側(cè)柱的支撐螺釘?shù)腜HILOS鈦板與后側(cè)鎖定鈦板的聯(lián)合固定組抗壓剛度為123.66±20.4 N/mm,P0.05;其中PHILOS鈦板支撐組模型失效載荷為790.35±60.8 N,不帶有內(nèi)側(cè)柱的支撐螺釘?shù)腜HILOS鈦板與后側(cè)鎖定鈦板的聯(lián)合固定組模型失效載荷為1261.23±97.88 N,帶有內(nèi)側(cè)柱的支撐螺釘?shù)腜HILOS鈦板與后側(cè)鎖定鈦板的聯(lián)合固定組模型失效載荷為1593.7±144.7 N,P0.05;其中PHILOS鈦板支撐組疲勞測試初末位移差值為0.52±0.12 mm,不帶有內(nèi)側(cè)柱的支撐螺釘?shù)腜HILOS鈦板與后側(cè)鎖定鈦板的聯(lián)合固定組疲勞測試初末位移差值為0.39±0.08 mm,帶有內(nèi)側(cè)柱的支撐螺釘?shù)腜HILOS鈦板與后側(cè)鎖定鈦板的聯(lián)合固定組疲勞測試初末位移差值為0.21±0.04 mm,P0.05。電阻應(yīng)變片測試所得不同固定方式的微應(yīng)變變化趨勢與電阻片位置相關(guān),骨折斷端內(nèi)側(cè)有內(nèi)側(cè)柱支撐螺釘?shù)腜HILOS鈦板與后側(cè)鎖定鈦板的聯(lián)合固定方式,其軸向壓縮最大微應(yīng)變、抗扭最大微應(yīng)變、剪切力最大微應(yīng)變及疲勞測試最大微應(yīng)變差值均顯著小于不帶有內(nèi)側(cè)柱支撐螺釘?shù)腜HILOS鈦板與后側(cè)鎖定鈦板的聯(lián)合固定以及單純PHILOS鈦板;而在骨折斷端外側(cè),三種固定方式的微應(yīng)變均小于骨折斷端內(nèi)側(cè)且三者之間無明顯差異。第二部分:有限元實驗表明肱骨近端內(nèi)側(cè)皮質(zhì)骨缺損單鋼板制成與雙鋼板支撐比較,帶有內(nèi)側(cè)柱的支撐螺釘?shù)腜HILOS鈦板與后側(cè)鎖定鈦板的聯(lián)合固定、不帶有內(nèi)側(cè)柱的支撐螺釘?shù)腜HILOS鈦板與后側(cè)鎖定鈦板的聯(lián)合固定以及單純PHILOS鈦板支撐的軸向抗壓強(qiáng)度逐漸降低且有統(tǒng)計學(xué)差異;帶有內(nèi)側(cè)柱的支撐螺釘?shù)腜HILOS鈦板與后側(cè)鎖定鈦板的聯(lián)合固定、不帶有內(nèi)側(cè)柱的支撐螺釘?shù)腜HILOS鈦板與后側(cè)鎖定鈦板的聯(lián)合固定以及單純PHILOS鈦板支撐的抗剪切力強(qiáng)度逐漸降低且有統(tǒng)計學(xué)差異;帶有內(nèi)側(cè)柱的支撐螺釘?shù)腜HILOS鈦板與后側(cè)鎖定鈦板的聯(lián)合固定、不帶有內(nèi)側(cè)柱的支撐螺釘?shù)腜HILOS鈦板與后側(cè)鎖定鈦板的聯(lián)合固定以及單純PHILOS鈦板支撐的抗扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度逐漸降低且有統(tǒng)計學(xué)差異。第三部分:肱骨近端骨折患者均獲得隨訪12-16個月,平均13.6個月。LPDP組和PHILOS組術(shù)后6月在Neer和Constant評分有統(tǒng)計學(xué)差異,LPDP組優(yōu)于PHILOS組(P0.05)。在手術(shù)時間PHILOS組優(yōu)于LPDP組(P0.05),骨折愈合時間LPDP組優(yōu)于PHILOS組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P0.05);但2組術(shù)中出血量比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P0.05);術(shù)后PHILOS組術(shù)后頸干角均顯著小于LPDP組(P0.05);LPDP組與PHILOS組術(shù)后12個月肩關(guān)節(jié)功能Neer和Constant評分無明顯統(tǒng)計學(xué)差異(P0.05)。[結(jié)論]1.本實驗通過體外生物力學(xué)實驗分析,結(jié)果表明帶有內(nèi)側(cè)柱的支撐螺釘?shù)耐鈧?cè)鋼板與后側(cè)鋼板的聯(lián)合支撐具有最佳的生物力學(xué)性能,較傳統(tǒng)單鋼板支撐明顯增強(qiáng)。通過帶有內(nèi)側(cè)柱的支撐螺釘?shù)耐鈧?cè)鋼板與后側(cè)鋼板的聯(lián)合撐值得臨床運(yùn)用,以預(yù)防術(shù)后內(nèi)固定失敗;2.本實驗建立肱骨近端有限元模型,模擬生理及測試狀態(tài)下肱骨近端外側(cè)和后側(cè)聯(lián)合鋼板應(yīng)用在肱骨近端骨折內(nèi)側(cè)柱支撐生物力學(xué)受力情況,分析應(yīng)力分布特征。帶有內(nèi)側(cè)柱的支撐螺釘?shù)耐鈧?cè)鋼板與后側(cè)鋼板的聯(lián)合支撐具有最佳的生物力學(xué)性能,較傳統(tǒng)單鋼板支撐明顯增強(qiáng)。通過帶有內(nèi)側(cè)柱的支撐螺釘?shù)耐鈧?cè)鋼板與后側(cè)鋼板的聯(lián)合撐值得臨床運(yùn)用,以預(yù)防術(shù)后內(nèi)固定失敗;3.外側(cè)聯(lián)合后側(cè)鎖定鋼板治療肱骨近端粉碎骨折或內(nèi)側(cè)距不穩(wěn)定骨折,患者可早期功能訓(xùn)練,獲得滿意肩關(guān)節(jié)功能結(jié)果,避免肱骨頭內(nèi)翻、二次手術(shù)率并發(fā)癥發(fā)生。
【學(xué)位單位】：天津醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：R687.3
【部分圖文】：

博士學(xué)位論文 一、外側(cè)和后側(cè)聯(lián)合應(yīng)用鈦板在肱骨近端骨折內(nèi)側(cè)柱支撐的生物力)沿此線截骨，擺鋸打透全部皮質(zhì),沿肱骨干冠狀面斜行 50°對大結(jié)皮質(zhì)缺損模型的制備參考 Sanders 方法：在骨折線以遠(yuǎn)端 5mm 處截骨，保留肱骨近端外側(cè)大結(jié)節(jié)部 1／3 周徑皮質(zhì)，以便復(fù)位及固標(biāo)本模型的鋼板放置：鋼板放置于肱骨外側(cè)，上端距大結(jié)節(jié)內(nèi)側(cè)距結(jié)節(jié)間溝外側(cè) 5mm。后側(cè)鋼板置于肱骨外科頸后側(cè)干骺端固定方式如下：A 組 PHILOS 鋼板支撐；B 組 不帶有內(nèi)側(cè)柱的支ILOS 鋼板與后側(cè)鋼板的聯(lián)合；C 組 帶有內(nèi)側(cè)柱的支撐螺釘?shù)?PH側(cè)鋼板的聯(lián)合。于骨折線以遠(yuǎn) 15cm 切除遠(yuǎn)端肱骨，標(biāo)本長約 2夾具固定，義齒基托樹脂包埋，包埋深度約 12cm。

組PHILOS鋼板支撐X線正、側(cè)位像

不帶有內(nèi)側(cè)柱的支撐螺釘?shù)腜HILOS鋼板與后側(cè)鋼板的聯(lián)合固定X線正、側(cè)位像

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本文編號：2807625