骨盆环损伤治疗的生物力学研究

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1、骨盆环损伤治疗的生物力学研究【关键词】生物力学　　随着交通事故及工伤事故增多，骨盆骨折发病率逐年增多，目前已占骨折总例数的1%~3%，骨盆骨折病死率在5%~20%左右，致残率高达50%~60%。以往骨盆骨折以保守治疗为主，20世纪70年代广泛应用骨盆外固定器，80年代开展了切开复位内固定术治疗不稳定骨盆骨折,近年来骨盆骨折手术治疗方法不断涌现，使稳定骨盆技术取得了突破性进展[1]。本文拟就骨盆环损伤和内固定的生物力学研究进展作一综述，以期对进一步提高骨盆骨折的诊治水平提供力学上的参考。1　正常骨

2、盆的生物力学及致伤外力研究　　骨盆环由各韧带将髋骨与骶骨连接而成,前环结构是耻骨联合和耻骨支,对骨盆的稳定作用占40%,后环结构由骶髂关节、周围韧带、骶棘韧带及骶结节韧带构成,其稳定作用占60%。骶髂后负重复合体的稳定除骶骨和髂骨外，还依赖于坚强韧带，主要是骶髂韧带，骶结节和骶棘韧带的完整。　　骨盆环损伤分为稳定性损伤和不稳定性损伤两类。稳定的骨盆定义为在生理条件下的力作用于骨盆上而无明显的移位；不稳定骨盆的定义为垂直方向的不稳定，即后骶髂复合由于骨和韧带的移位所造成的不稳定。Tile[2]认为

3、，作用在骨盆上的暴力分为外旋暴力，内旋暴力和垂直剪切力3种。外旋暴力常由于外力作用于髂后上棘或作用于单髋或双髋上的强力外旋力所造成，并引起“开书型”损伤，即耻骨联合分离。如外力进一步延伸，则可引起骶髂前韧带和骶嵴韧带损伤；内旋暴力或侧方挤压力可由暴力直接作用在髂嵴上而产生半骨盆向内旋转或所谓“桶柄式”骨折，或外力间接通过股骨头作用于骨盆产生同侧损伤；垂直剪力为纵向暴力，可造成骨盆的纵向明显移位和广泛软组织的破坏。外旋力造成的开书型损伤在外旋位是不稳定的，而内旋力或侧方挤压伤所造成的“关书型损伤”

4、在内旋位是不稳定的，但两者在垂直平面上是稳定的。如骶髂后复合同时撕裂，则垂直亦不稳定，这将造成整个骨盆的不稳定。2　骨盆环损伤治疗的生物力学　　目前对不稳定型骨盆环损伤手术复位内固定已逐渐成为治疗原则。Letournal根据损伤部位将骨盆损伤分为前环和后环损伤。前环损伤：①单独耻骨联合分离；②闭孔环或相邻耻骨支纵行骨折；③髋臼骨折。后环损伤：①不累及骶髂关节的髂骨骨折；②半月形骨折—骶髂关节骨折错位并累及髂骨或骶骨骨折；③单纯骶髂关节分离；④骶骨骨折。以下将分述前后环各种内固定方法的生物力学研究

5、进展。2.1　后环固定：后环的稳定主要依赖于骶髂关节复合体的稳定，90年代以来对围绕骶髂关节复合体损伤的治疗成为骨盆损伤研究的热点。目前国内外常用的后环损伤的内固定方法有：①利用骶骨棒将损伤的骨盆同对侧的骨盆固定；②钢板前方固定骶髂关节；③用松质骨拉力螺钉将髂骨经骶髂关节固定于S1，2椎体等方法。Yinger等[3]对9种方法固定骶髂关节复合体的生物力学研究表明,2枚骶髂螺钉固定使骨盆后环获得较大的纵向及旋转稳定性。但是最终哪种方法最为可靠不能肯定，因为骶髂关节的稳定性除与固定的方法和器械有关外

6、，与其自身形状、复位程度也有密切关系。Damian[4]等研究发现，骶髂螺钉治疗垂直不稳定骨折失败主要与纵型骶骨骨折的复位和固定有关。stock等[5]对最常用的后路内固定技术治疗的伴有一侧耻骨支骨折的不稳定骨盆骶髂关节脱位进行生物力学比较：4种内固定分别是骶髂关节螺钉、前路的骶髂关节钢板、经髂骨棒及骶髂关节螺钉与骶骨棒的结合使用；与完整骨盆的稳定性相比,单纯后路内固定的抗轴向和扭曲负重可达70%~85%,骶髂关节螺钉与骶骨棒的结合固定可达90%，并认为后环牢固固定后，骨盆已足够稳定，前环可以不

7、用固定。宋连新[6]生物力学研究表明，骶骨棒抗垂直剪切但几乎不能抗扭转，钉板固定抗垂直剪切及旋转的强度均不及骶髂螺钉，骶髂螺钉在受损的BC-处形成“钢结点”，抗剪切和旋转优于骶骨棒及钉板固定。Sar等[7]描述了一种新的骶髂固定技术,将S1椎弓根螺钉与髂后上棘处的髂骨板间螺钉通过2根棒和连接螺母连接,此技术与前路双钢板固定和骶髂螺钉固定比较,骨折移位10mm的垂直疲劳负荷强度比钢板高,比骶髂螺钉固定低;最大失效负荷比前路双钢板固定稍高,比骶髂螺钉固定低。Schildhauer[8]等设计的三角形

8、骨折连接（triangularosteosynthesis，TOS）方法，是在经下腰椎骨盆支撑的基础上加用骶骨横向固定装置从而形成的三角形框架结构，适用于各型骶骨骨折，单腿站立测试及循环负荷试验表明，TOS是迄今为止最可靠的后环内固定方法，但其缺点是手术创伤较大。　　综览国内外研究，骶髂关节螺钉固定已是目前固定骨盆后环较为常用的方法，对其研究颇多。尽量应用最大可能的粗螺钉固定骶髂关节以取得最大的稳定性已得到肯定。关于骶髂关节螺钉放置的数量和位置对力学稳定的影响目前研究较多。２枚螺钉较１枚直径相同