胫骨骨干端延长后对膝关节内压力的影响

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1、胫骨骨干端延长后对膝关节内压力的影响【摘要】［目的］活体内测量胫骨骨干端延长后膝关节内压力的变化。［方法］16只周龄为8周的健康新西兰幼兔的左腿放置双侧外固定架，于胫骨中段截骨后以每天分2次共0.8mm的速度延长30%，16只动物平均分为2组，分别于延长结束时(8只兔子,周龄13周)及随后的5周（8只兔子,周龄18周）测量膝关节内压力。压力的测定是通过两侧超膝关节牵引器内装的压力感应器与跨膝关节固定的关节牵引距离测定器实现的。当牵引器逐渐牵引关节时，关节牵引的力量和距离就通过与测定器相连的显示器纪录下来。［结果］延长侧膝关节内压

2、力在30%胫骨骨干端延长结束时，较对侧正常关节有显著的升高(44.4±7.8N对27.2±4.0N),并维持至随后的5周后(44.3±6.5N对31.3±3.0N)。［结论］30%胫骨骨干端延长能升高膝关节内压力，有造成关节软骨损伤的风险。【关键词】肢体延长；膝关节；关节压力　　肢体延长术临床上被用来矫正肢体的不等长、骨缺损及身材矮小症，延长端骨愈合的问题已基本上解决，但是软组织挛缩、关节活动范围下降、关节僵硬的问题依然存在，可能导致临近关节内压力增高和损伤关节软骨［1］，但临床还无法直接测量肢体延长术后关节内压的变化，只有Ol

3、neyJayaraman［2］直接测量了尸体膝和髋关节的关节内压，然而这种尸体测量有很大的局限性。尸体的肌肉缺乏活体内主动收缩的力学特性；尸体内下肢的延长是一次性完成的，而活体内则是逐渐在相当长的时间内完成的，并在这相应的时间内肌肉本身又发生了继发性的改变反而影响关节内压；尸体内测量需要打开关节腔后置于压力感应器，这会改变关节的状态。本研究目的是要摹拟临床肢体延长的状况，在不破坏关节结构的情况下活体内测量关节内压的变化。　　1材料和方法　　1.1测量方法的理论依据　　理论上假定关节内压是由跨越关节的肌肉和软组织被动张力-长度变化

4、决定的，整个肌肉和软组织的被动拉伸特性可由一曲线关系T(D)所描述，如图1所显示的T为张力，D为拉伸度。肢体延长中组织结构和材料特性的改变可改变曲线关系的参数值。假定存在一基础水平关节内压，那么一相同幅度的张力T()和一度的拉伸必然产生于肌肉和软组织中。这个关节内压将导致关节表面压缩δ，其幅度是很小的。如果一外来的力量P牵引关节，从零开始逐渐增加而导致增加的关节位移d,在这过程中，软组织张力增加，关节内应力下降。当关节被牵开δ，起初关节表面压缩变形就恢复过来，关节内应力就是零，此时牵引力量P(δ)=T(Δ+δ)=T(Δ)+k

5、δ　　(1)其中k=［T(Δ+δ)-T(Δ)］/δ,它是位于和(Δ+δ)之间T-D曲线的斜率，位于零和δ之间P-d曲线的斜率是K=P(δ)/δ=T(Δ+δ)/δ=T(Δ)/δ+k　　(2)当关节牵引大于δ，关节表面被分开，P-d曲线就和T-D曲线一样。如果δ足够小，P-d曲线就有两个重要特征：(1)由于公式(1)中kδ接近零，牵引力P(δ)接近起初加压力T(Δ)；(2)公式(2)中K接近无限，远高于当D>Δ+δ时那部分T-D曲线的斜率，换句话说，在关节面分开前，关节牵引力量P的增加引起关节位移的变化非常小，而当关节面分开

6、后，牵引力量P的增加就会引起比较大的关节位移的变化。依据以上理论考虑，关节压力就相当于关节牵引力量-关节位移曲线变形点处的关节牵引力量。　　图1测量方法示意图（略）　　2.2实验步骤　　16只幼年新西兰兔（平均周龄9±0.6周,重量1.4±0.3kg）在全麻下行左侧胫骨干横向截骨,双臂外固定器固定。截骨后5d开始牵引，每天牵引2次，每次0.4mm。胫骨延长至其起初长度30%后停止，动物在笼中自由活动，右侧胫骨作为对照。其中8只兔子（平均周龄14±0.6周,重量2.4±0.4kg）在延长结束时测关节内压，另外8只（周龄平均19±0

7、.7周,重量2.9±0.5kg）在延长结束5周后测关节内压。用双侧牵引杆各内置一压力感应器的关节牵引器测量关节压力，U形变形测定器测量关节移动的距离。来自变形测定器和压力感应器的信号被放大并以数码的形式显示在显示器上。所有的测量在动物麻醉状态下进行。测量关节压力前照前后方向放射照片，量角器测膝关节和踝关节的活动范围。测膝关节的活动范围时保持髋和踝关节屈曲90°，测踝关节的活动范围时髋关节屈曲90°和膝关节伸直位。　　测延长端关节内压时踝关节维持45°跖屈位，2根2.0mm的钢针由内向外穿于股骨远端以连接膝关节牵伸器于股骨远端和胫

8、骨近端的钢针上，U形变形测定器固定于膝关节的内侧，与关节牵伸器平行并处于自然放松状态下。此时检查显示器的数据应该为零，表示没有力量作用于膝关节。通过拧关节牵伸器两侧牵引杆螺丝逐渐牵开关节，每转一圈螺丝牵伸0.8mm（牵伸杆的直径0.8mm），并记录牵伸力和移动的