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1、歡迎各位專家蒞臨指導(dǎo)螺釘位置對鋼板螺釘內(nèi)固定結(jié)構(gòu)載荷的影響碩士研究生：周榮平碩士研究生：周榮平 導(dǎo)導(dǎo) 師：舒師：舒 勇勇 教授教授前 言前 言1886年Hansmann第一次報(bào)告了應(yīng)用接骨板治療骨折 前 言內(nèi)固定常見的并發(fā)癥：鋼板螺釘?shù)乃蓜?dòng)、脫出、游離、斷裂、異物反應(yīng)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(diǎn)折彎實(shí)驗(yàn)前言四點(diǎn)折彎實(shí)驗(yàn)前言尸體尺骨扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)前言PVC管聚氨甲酸乙酯塊前 言聚氨甲酸乙酯塊前言四點(diǎn)折彎實(shí)驗(yàn)第三掌骨前 言本實(shí)驗(yàn)通過用平行于鋼板表面長軸方向的三點(diǎn)折彎實(shí)驗(yàn)和扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)，測試螺釘位置不同的十二孔醫(yī)用不銹鋼鋼板上應(yīng)力變化，分析鋼板螺釘內(nèi)固定結(jié)構(gòu)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(jī)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(dòng)力加壓鋼板24塊 螺釘：螺釘直徑均為4.5mm、長3cm的皮質(zhì)骨螺釘144個(gè) 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(shí)驗(yàn)操作工具實(shí)驗(yàn)操作工具 鉆頭：直徑為3.2mm的鉆頭十個(gè) 電動(dòng)鉆：一套 絲攻：直徑為4.5mm ，兩個(gè)螺絲刀：4.5mm皮質(zhì)骨螺釘配套的內(nèi)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(jī)床：上海材料工業(yè)器械有限公司。實(shí)驗(yàn)測試工具實(shí)驗(yàn)測試工具 多功能臺式材料實(shí)驗(yàn)機(jī)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(shí)驗(yàn)機(jī)：上海華龍測試儀器廠TS3861靜態(tài)電子應(yīng)變儀一臺：揚(yáng)州泰司電子有限公司。BF120-3AA型電阻應(yīng)變計(jì)144個(gè)：上海應(yīng)變計(jì)廠。（測試工具由南昌航空工業(yè)學(xué)院力學(xué)實(shí)驗(yàn)室提供） 實(shí)驗(yàn)操作方法實(shí)驗(yàn)操作方法 1 每個(gè)樣本從中點(diǎn)用C620加工機(jī)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(shí)避免加壓破壞木條3 在鋼板中點(diǎn)對準(zhǔn)樣本中點(diǎn)（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(yán)格按照AO組織推薦的鋼板

4、螺釘固定方法，由同一個(gè)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(yīng)變計(jì)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(cè)面和表面(45d)分別粘貼應(yīng)變計(jì)，共六個(gè)，用導(dǎo)線連接到電子應(yīng)變儀上 三點(diǎn)折彎實(shí)驗(yàn)在多功能臺式材料實(shí)驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行三點(diǎn)折彎實(shí)驗(yàn)（在模擬骨折端用21.5 cm2厚2 mm的鋼材墊片作為中間支點(diǎn)，在離骨折斷端對稱長11.5cm為兩個(gè)外側(cè)支點(diǎn)），加載速度為10NS。同時(shí)在每加載200 N負(fù)荷時(shí)分別記錄三個(gè)應(yīng)變計(jì)感應(yīng)的數(shù)據(jù)。在加載到400 N時(shí)停止三點(diǎn)折彎實(shí)驗(yàn) 扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)用夾具固定栗木條正方形兩端，在全功能有效力矩實(shí)驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行抗扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)，設(shè)定為固定

5、的相同的扭轉(zhuǎn)力臂（11.5cm）和相同的扭轉(zhuǎn)速度（1N m/deg）。每加載扭轉(zhuǎn)0.714度時(shí)分別記錄三個(gè)感應(yīng)片感應(yīng)的數(shù)據(jù)。加載到2.142時(shí)停止抗扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn) 扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)處理采用SPSS11.5統(tǒng)計(jì)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,將在不同負(fù)荷和扭轉(zhuǎn)角度下各組的應(yīng)變數(shù)據(jù)用單因素方差分析（One-way Analysis of Variance），并進(jìn)行組間比較各組之間應(yīng)變是否有差異，p0.05 表示差異有顯著性三點(diǎn)折彎實(shí)驗(yàn)結(jié)果在第一感應(yīng)片，負(fù)荷為200N時(shí)，A組和C組，A組和D組,B組和D組之間平均應(yīng)變有顯著性差異（p0.05）；在400N時(shí)，除了B組和C組之間平均應(yīng)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(yīng)變都有顯著性差異（p0.05） 在第二感應(yīng)片，負(fù)荷為 200N和400N時(shí)，除了B組和C組之間平均應(yīng)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(yīng)變都有顯著性差異（p0.05） 三點(diǎn)折彎實(shí)驗(yàn)結(jié)果在第三感應(yīng)片，負(fù)荷為200N和400N時(shí)，只有A組和D組之間的平均應(yīng)變有顯著性差異（p0.05）。在抗扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)中鋼板應(yīng)力集中在鋼板中央，向鋼板兩端逐漸遞減，在鋼板末端應(yīng)力最小 扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)（平均數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差）2.142度時(shí)四組平均應(yīng)變比較扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)0100200300400ABCD1.428度四組平均

7、應(yīng)變比較第一感應(yīng)片平均應(yīng)變扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)0100200300400ABCD2.142度四組平均應(yīng)變比較第一感應(yīng)片平均應(yīng)變扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果討 論在骨折內(nèi)固定手術(shù)中，骨科醫(yī)師在選擇鋼板螺釘內(nèi)固定時(shí)，經(jīng)常遇到難以確定到底該應(yīng)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(nèi)固定時(shí)解剖力線的恢復(fù)是關(guān)鍵，并提倡間接的復(fù)位技術(shù)用于穩(wěn)定骨折的內(nèi)固定 內(nèi)固定鋼板應(yīng)該是起內(nèi)夾板的作用而不是以前認(rèn)為的起應(yīng)力傳導(dǎo)作用在長骨骨折的內(nèi)固定中要求有一個(gè)保持良好力線的彈性固定，這樣有利于促進(jìn)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(nèi)固定結(jié)構(gòu)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(yīng)力越小。骨折端應(yīng)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小（四點(diǎn)折彎實(shí)驗(yàn)）Thomas Ellis; Craig A. Bourgeault; J Orthop Trauma 2001; 15:333-337 螺釘位置對內(nèi)固定結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響Tornkvist等研究表明螺釘固定間隔較大的內(nèi)固定結(jié)構(gòu)比螺釘固定間隔較小的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度更大（四點(diǎn)折彎實(shí)驗(yàn)和懸臂實(shí)驗(yàn)）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(nèi)固定結(jié)構(gòu)的軸向剛度，螺釘越靠近骨折端固定，內(nèi)固定結(jié)構(gòu)軸向壓縮剛度越大（軸向壓縮實(shí)驗(yàn)）Karl stoffel, Ulrich Pieter, Injury 2003; 34(suppl 2): S-B11-19螺釘位置對內(nèi)固定結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響螺釘位置對內(nèi)固定結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響*鋼板應(yīng)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(yīng)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(yīng)力越小；越遠(yuǎn)離骨折端，骨折區(qū)應(yīng)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(diǎn)折彎實(shí)驗(yàn)（平均數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差）400N時(shí)四組平均應(yīng)變比較螺釘位置對內(nèi)固定結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響螺釘位置對內(nèi)固定結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)中表明螺釘位置的改變對內(nèi)固定結(jié)構(gòu)的抗扭轉(zhuǎn)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(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)（平均數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差）2.142度時(shí)四組平均應(yīng)變比較螺釘位置對內(nèi)固定結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響螺釘數(shù)量對內(nèi)固定結(jié)構(gòu)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(nèi)固定結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性沒有顯著性差異。*較長的鋼板上固定四個(gè)螺釘都比六孔鋼板六個(gè)螺釘固定的結(jié)構(gòu)剛度更大，而且實(shí)驗(yàn)組和對照組結(jié)構(gòu)剛度沒有顯著性差異。*在骨折兩端各用三個(gè)以上的螺釘固定不能明顯增加內(nèi)固定系統(tǒng)的軸向剛度，用四個(gè)以上螺釘固定不能增加抗扭轉(zhuǎn)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(nèi)固定結(jié)構(gòu)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(nèi)固定結(jié)構(gòu)抗扭轉(zhuǎn)剛度，增加固定的螺釘數(shù)量能增加內(nèi)固定抗扭轉(zhuǎn)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(nèi)固定結(jié)構(gòu)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(xué)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(nèi)固定中靠骨折端最近兩個(gè)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(zhuǎn)穩(wěn)定性。當(dāng)鋼板螺釘內(nèi)固定系統(tǒng)在負(fù)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(nèi)固定結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響鋼板與骨之間的距離 對內(nèi)固定結(jié)構(gòu)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(shí)，其內(nèi)固定軸向剛度和抗扭轉(zhuǎn)穩(wěn)定性均下降 Kowalski Milek實(shí)驗(yàn)表明增加鋼板與骨表面之間的距離明顯降低了內(nèi)固定結(jié)構(gòu)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(jié)結(jié) 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(gè)螺釘和鋼板末端兩個(gè)螺釘?shù)臋M斷骨折，在三點(diǎn)折彎實(shí)驗(yàn)中，螺釘固定的位置對內(nèi)固定結(jié)構(gòu)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(yīng)力越小。在抗扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)中，

17、螺釘固定的位置對內(nèi)固定結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的穩(wěn)定性沒有顯著性影響 致 謝感謝導(dǎo)師舒勇教授悉心指導(dǎo)我的課題設(shè)計(jì)、資料分析和論文撰寫；導(dǎo)師三年來對我學(xué)習(xí)、臨床實(shí)踐的教導(dǎo)；導(dǎo)師教我的治學(xué)之道、為人之道；舒老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，謙虛謹(jǐn)慎的學(xué)者作風(fēng)，兢兢業(yè)業(yè)的工作作風(fēng)使我終生受益。我衷心地感謝導(dǎo)師對我的嚴(yán)格要求和悉心培養(yǎng)!感謝江西醫(yī)學(xué)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(shí)驗(yàn)的完成和在臨床實(shí)習(xí)中的指導(dǎo)!感謝江西醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院骨一科全體老師們的在工作、學(xué)習(xí)方面的指導(dǎo)和幫助!感謝南昌航空工業(yè)學(xué)院力學(xué)實(shí)驗(yàn)室張育遠(yuǎn)主任、劉老師、向老師在實(shí)驗(yàn)過程中的大力支持、指導(dǎo)和幫助!感謝家人在多年的求學(xué)經(jīng)歷中給予的無私奉獻(xiàn)!感謝師兄弟劉志禮、何長街、阮志勇、何劍穎、黃江等在工作、學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)過程中的幫助!感謝室友們、全班同學(xué)在工作、學(xué)習(xí)、生活上等各方面的幫助和支持!