下脛腓聯(lián)合分離不同平面螺釘固定的生物力學研究

下脛腓聯(lián)合由脛腓骨遠端和下脛腓韌帶復合體構成，下脛腓聯(lián)合分離是踝關節(jié)骨折脫位的常見并發(fā)損傷。踝穴上橫向螺釘固定是臨床上常用的手術方式，但容易導致螺釘斷裂、脛腓下聯(lián)合骨化、踝關節(jié)創(chuàng)傷性關節(jié)炎、踝關節(jié)活動度變小等并發(fā)癥[1，2，3]。不同的螺釘固定的位置對下脛腓關節(jié)的影響已引起骨科醫(yī)生的關注，但是尚沒有定論。作者進行了生物力學實驗研究，為臨床治療下脛腓聯(lián)合分離提供依據(jù)。 1材料與方法 1.1實驗材料與設備 8 具近期成年男性防腐下肢標本（河北醫(yī)科大學人體解剖學教研室提供）。儀器包括 CSS-44020 生物力學試驗機（長春試驗機研究所）、位移傳感器（長春試驗機研究所）、NWS-10000扭轉試驗機（長春試驗機研究所）等。 1.2 試驗方法 標本的準備 8具近期防腐成人男性尸體標本。肉眼觀察及X 線攝片骨骼系統(tǒng)的疾病。自踝關節(jié)上25cm離斷，保留小腿及足、踝。小心去除踝關節(jié)以上的皮膚、肌肉等軟組織，保留脛腓骨骨間膜、踝關節(jié)三角韌帶、外側副韌帶及下脛腓韌帶和關節(jié)囊。將所截小腿的脛腓骨近端用皮質螺釘自腓骨向脛骨穿三皮質骨固定，模擬上脛腓聯(lián)合。 標本的分組和測試 所有標本隨機分為兩組，足外翻位垂直壓力試驗和扭轉試驗各4具。 足外翻位垂直壓縮試驗 將肢體固定在夾具中保持脛骨豎直。足外側緣墊以楔形木塊與足固定，制作踝關節(jié)外翻10°模型。位移傳感器的探針固定于踝關節(jié)上1cm，同時測量下脛腓聯(lián)合前、后位移，一切就緒后，使生物力學試驗機在脛骨處通過底座垂直向下加壓，以 25 牛頓/秒的速度加載至 700 牛頓，維持半分鐘。記錄下脛腓聯(lián)合的前方位移及后方位移。 扭轉試驗 將肢體與扭轉試驗夾具連接。扭轉力學試驗機以足側向外旋轉，以6°/分鐘速度扭轉至30°，維持半分鐘。記錄所抗扭矩。 測試順序:每組試驗首先測量下脛腓聯(lián)合韌帶完整條件下下脛腓聯(lián)合的位移、扭矩。然后切斷下脛腓聯(lián)合韌帶造成下脛腓聯(lián)合分離，分別于踝關節(jié)上1、3、5cm處置入三皮質螺釘固定，分別行外翻位垂直壓縮試驗和扭轉試驗，測量下脛腓聯(lián)合的位移或扭矩。 1.3統(tǒng)計學分析 用統(tǒng)計軟件SPSS15.0做單因素方差分析，Newman-Keuls法q檢驗進行均數(shù)間的兩兩比較。p<0.05 有統(tǒng)計學意義。 2結果 2 實驗數(shù)據(jù) 各組實驗數(shù)據(jù)見表（1-5），各組數(shù)據(jù)均經方差齊性檢驗，證明方差齊，有可比性。 2.1下脛腓聯(lián)合位移 2.1.2足外翻位組 足外翻位下脛腓聯(lián)合前、后位移，（1）完整標本組下脛腓聯(lián)合位移：前0.706±0.045mm，后0.516±0.038mm；（2）踝穴上1cm組下脛腓聯(lián)合位移：前0.883± 0.051mm，后0.745±0.044mm與完整標本組相比，有顯著統(tǒng)計學差異 (p<0.05)；(3) 踝穴上3cm組（三皮質）下脛腓聯(lián)合位移：前1.049±0.050mm， 后0.911±0.042mm與完整標本組相比，有顯著統(tǒng)計學差異 (p<0.05)；(4) 踝穴上5cm組下脛腓聯(lián)合位移：前1.211±0.049mm， 后0.911± 0.042mm與完整標本組相比，有顯著統(tǒng)計學差異 (p<0.05)；進一步作兩兩比較發(fā)現(xiàn)，(5)踝穴上3cm組（三皮質）與踝穴上1cm組相比，無顯著統(tǒng)計學差異 (p>0.05)；(6)踝穴上5cm組與踝穴上3cm組（三皮質）相比，有顯著統(tǒng)計學差異 (p<0.05)；(7)踝穴上5cm三皮質組與踝穴上1cm三皮質組相比，有顯著統(tǒng)計學差異 (p<0.05)。在本組試驗中下脛腓分離前方位移均較后方位移大，有顯著統(tǒng)計學差異 (p<0.05)。 2.2 下脛腓聯(lián)合扭矩 下脛腓聯(lián)合所抗扭矩，完整標本組足外旋30°所抗扭矩32.157±1.976Nm；踝穴上1cm組下脛腓聯(lián)合扭矩28.093±2.083Nm，與完整標本組相比，有顯著統(tǒng)計學差異 (p<0.05)；踝穴上3cm組（三皮質）下脛腓聯(lián)合扭矩23.916±2.011Nm，與完整標本組相比，有顯著統(tǒng)計學差異(p<0.05)；踝穴上5cm組下脛腓聯(lián)合扭矩22.682±2.023Nm，與完整標本組相比，有顯著統(tǒng)計學差異 (p<0.05)。進一步作兩兩比較發(fā)現(xiàn)，踝穴上3cm組（三皮質）與踝穴上1cm組相比，有顯著統(tǒng)計學差異 (p<0.05)；踝穴上5cm組與踝穴上3cm組相比，無顯著統(tǒng)計學差異 (p<0.05)；踝穴上5cm組與踝穴上1cm組相比，有顯著統(tǒng)計學差異 (p<0.05)。 Table 2 Distal tibiofibular syndesmosis displacement of vertical compression on neutral position(mm) Table3 Distal tibiofibular syndesmosis displacement of vertical compression on Strephexopodia position(mm) Table 5 Distal tibiofibular syndesmosis torque with three cortices fixed 討 論 下脛腓螺釘?shù)闹踩胛恢门c踝關節(jié)距離尚無統(tǒng)一標準。有人主張將螺釘置于踝關節(jié)上1～5cm內任何地方或距下脛腓聯(lián)合1cm處，或距踝關節(jié)4cm處，螺釘位置過低可能會通過骨間韌帶，造成局部鈣化或疼痛，過高又會造成腓骨螺釘承受過大的剪力易致螺釘斷裂。McBryde等[4]通過生物力學實驗發(fā)現(xiàn)，踝關節(jié)面上2cm處植人螺釘穩(wěn)定，可發(fā)揮最大的抗踝關節(jié)外旋的作用。Miller等[5]則認為螺釘植入的最佳位置在踝關節(jié)面上5cm處，固定效果優(yōu)于2cm處固定。馬寶通等[6]建議螺釘位置不應超過踝上3cm。而AO的建議是，螺釘一般應置于下脛腓韌帶近側，距踝關節(jié)水平間隙2-3cm。關于踝穴螺釘置入方向目前較為統(tǒng)一，自后外向前內傾斜25～30°，與脛骨縱軸垂直且平行于脛骨關節(jié)面。Kukreti等[7]分析比較經下脛腓聯(lián)合(踝關節(jié)面上2cm以內)和經下脛腓聯(lián)合近側(踝關節(jié)面上2-5cm)植人螺釘，發(fā)現(xiàn)兩組無顯著性差異；認為螺釘植入位置對踝關節(jié)功能恢復及影像學檢查結果無影響。Hahn等[8]認為經下脛腓聯(lián)合植人螺釘時下脛腓聯(lián)合異位骨化的發(fā)生率較高，但損傷本身、螺釘植入時鉆孔、絲攻等操作也都是異位骨化的誘因。 本試驗比較了在踝關節(jié)上1cm、3cm、5cm處進行固定后的效果，發(fā)現(xiàn)固定位置越接近踝關節(jié)，螺釘對下脛腓聯(lián)合的控制越有效。踝穴上1cm螺釘固定較踝穴3cm螺釘固定下脛腓位移小，但無明顯統(tǒng)計學差異，（p>0.05）；踝穴上1cm、3cm螺釘固定較踝穴上5cm螺釘固定下脛腓位移小，且有明顯統(tǒng)計學差異，（p<0.05）。但是踝穴上1cm螺釘固定易損傷下脛腓韌帶，而踝穴上3cm螺釘位于下脛腓韌帶近側（下脛腓韌帶高度約2.5cm）符合AO觀點，生物力學穩(wěn)定。 8 本試驗的臨床意義 踝穴螺釘位置越接近踝關節(jié)，螺釘對下脛腓聯(lián)合的控制越有效。踝關節(jié)上3cm螺釘固定，生物力學接近正常，螺釘位于下脛腓韌帶近側，避免對下脛腓韌帶的進一步破壞。 參考文獻 Ajay M， David W Sanders， Christina T， et al. 5 馬寶通，曹清，葉偉勝，等.下脛腓聯(lián)合固定螺釘斷裂的治療與預防. 骨與關節(jié)損傷雜志， 2002，17(4):306-307. 4 McBryde A. Chiasson B. Wilhelm A， et al. Syndesmotic screw placement; a biomechanical analysis. Foot Ankle Int. 1997; 18(5); 262-266 6 Miller RS， Weirzhold PS. Dahners LE Comparison of tricortical screw fixation versus a modified suture construct for fixation of ankle syndesmosis injury; a biomechanical study. J Chthop Trauma.1999; 13(1)： 39-42 7 Kukreti S. Faraj A.Miles JN. Dozs position of syndesmotic screw affect functionat and radiological outcome In ankle fractures? Injury， 2005: 36(9):1121-1124 8 Hahn DM， Colton CL Malleolar fractures[A]. 1n: ruedi TP， Murphy WM， eds AO Principle of Fracture Management[M].Thieme:NewYork-Stuttgart，2000:559-581