不同移位垂直不稳定骨盆骨折内固定稳定性的生物力学研究

　　作者：金建华 郭晓山 万曲桥 王向阳 作者单位：325600 浙江省乐清市人民医院 325000 温州医学院附属第二医院

　　【摘要】 目的 探讨垂直不稳定骨盆骨折在不同移位下行后环骶髂关节螺钉和前环钢板螺钉固定的稳定性差异。方法 将12具尸体骨盆随机取3具做压力测试为正常组，然后制成垂直不稳定骨盆骨折模型，骶髂关节和耻骨联合在移位0mm、4mm(低度移位组)、8mm、12mm(高度移位组)行后环骶髂关节螺钉和前环钢板螺钉固定，压力下测量骶髂关节和耻骨联合的垂直和水平移位。结果 在不同移位下的垂直不稳定骨盆骨折行前后环内固定，低度移位组骶髂关节垂直稳定性显著高于高度移位组。结论 垂直不稳定骨盆骨折尽量取得解剖复位固定，确保骶髂关节移位<4mm，以提高骨盆环内固定的生物力学稳定性，有利于功能康复。

　　【关键词】 骨盆骨折 垂直不稳定 内固定 生物力学

　　资助基金项目：温州市科技局Y2005A073号

　　【Abstract】 Objective To explore the feasibility of establishing the diabetic animal model for the study of erectile dysfunction. Methods Three out of twelve cadaver pelvic specimens randomly were measured as normal group, then vertically unstable pelvic fractures were produced, and the biomechanical stability of internal fixation by sacroiliac screws with four hole LC-DC symphyseal plate were tested and compared in the different reduction placement with 0mm、4mm(low displace group) and 8mm 、12mm( high displace group) ,gauging the vertical and horizontal displacement of the sacroiliac joint and pubic symphysis under axial compression . Results Low displace group were superior to high displace group in pelvic stability for vertically unstable pelvic fracture. Conclusions Open reduction and internal fixation ensures the displacement of the sacroiliac joint less than 4mm is important in order to enhance the pelvic biomechanical stability.

　　【Key word】 pelvic fracture vertically unstable internal fixation biomechanics

　　不稳定骨盆骨折多发生于高能量的创伤，常伴有多发损伤及内脏和血管神经的损伤，影响骨盆骨折复位的质量。慢性腰背痛、骶髂关节疼痛及跛行。旨在通过对不同移位的垂直不稳定骨盆骨折内固定的生物力学稳定性研究，予以探讨。

　　1 材料与方法

　　1.1 标本与分组

　　2007年3至4月取南方医科大学成年防腐湿性完整尸体骨盆12具，保留L5和股骨近端1/3，保留髋关节囊和骨盆的各条韧带，剔除其它软组织。选取其中3具骨盆标本，以树脂包埋固定L5和双侧股骨端，置于实验夹具上，模拟站立姿势，使用MTX(858 Mini Bionix)生物力学实验机，在L5上垂直加压，通过在骶髂关节和耻骨联合两侧分别放置两枚标志物，测量骶髂关节和耻骨联合两枚标志物之间的相对垂直和水平位移。然后，将上述骨盆标本切断左侧骶髂关节全部韧带以及骶棘韧带和骶结节韧带，同时锯断耻骨联合，制成垂直不稳定骨盆骨折(Malgaigne骨折)标本。分为4组，每组3具。在Malgaigne骨折骶髂关节和耻骨联合不同移位下内固定，同上法加载测试，测量骶髂关节和耻骨联合两侧之间的相对垂直和水平位移。

　　1.2 实验步骤

　　(1)将完整骨盆置于实验夹具上，模拟站立姿势，在L5椎体上垂直加载，压力从0牛顿(N)开始逐渐连续增加，在压力200、400、600、800、1000N时，分别记录骶髂关节和耻骨联合两侧标志点的垂直和水平移位，记为正常组。(2)将上述12具骨盆制成上述垂直不稳定骨盆骨折模型，分为4组，每组3具。A组：骶髂关节和耻骨联合移位0mm，以2枚直径6.5mm空心螺钉固定骶髂关节，置于S1椎体;1枚4孔LC-DC钢板固定耻骨联合，同上法进行测试及记录;B组：移位4mm;C组：移位8mm;D组：移位12mm，同上述方法固定骨盆前后环，进行测试及记录。A、B组为低度移位组，C、D组为高度移位组。

　　2 结果

　　3个实验组测得的移位数据均取平均值。随着加载压力的逐渐增加，骶髂关节和耻骨联合的移位均呈逐渐增大的趋势，结果见图1～4。

　　在1000N加载压力下，骶髂关节和耻骨联合的垂直和水平移位见表1。对于Malgaigne骨折，前后环内固定其稳定性A、B组>C、D组。

　　表1 骶髂关节和耻骨联合的垂直和水平位移位(略)

　　3 讨论

　　对于伴有骶髂关节脱位和耻骨联合分离的Malgaigne骨折，多数作者[1，2]均认为骨外固定支架可有效减少骨盆容积，控制出血，有利于复苏及相关损伤的治疗，但不能提供足够垂直方向位骨盆环的稳定。许多作者[3，4]通过生物力学实验及临床工作均主张前后环同时内固定，以提高骨盆环的稳定性，以利于功能康复。经皮松质骨螺钉内固定骶髂关节结合前环钢板螺钉内固定，可较好地恢复骨盆环的稳定性，有利于病人功能康复，故骶髂关节螺钉结合耻骨联合钢板内固定是目前比较认可、坚强的治疗Malgaigne骨折的内固定方式。

　　虽然多数作者[6，7]将移位骨盆环骨折手术复位后残存移位<4～5mm定为优秀，并认为良好复位可有利于功能康复，减少后遗症的发生。Semba等[8]认为骨盆环移位>10mm将导致严重下腰痛等并发症的较高发生率。但是有关复位质量与骨盆骨折生物力学稳定性的关系未见报道，本研究探讨Malgaigne骨折在不同移位下，采用相同的内固定方式术后其生物力学稳定性的差异。

　　本研究显示：对于Malgaigne骨折，A、B组内固定后骶髂关节矢状位上骨盆环的稳定性与正常组相似，A组为正常组的90%，B组为正常组的122%，说明此组内固定后骨盆环具有良好的生物力学稳定性;而C组为正常组的39%，D组为正常组33%，生物力学稳定性显著下降。在水平面上，A、B组与C、D组差异不著。骶髂关节为耳状关节面，关节面之间的凹凸面相匹配，形成交锁结构，增加关节的稳定性。

　　Ebraheim[9]等研究发现，髂骨上移5mm，骶髂关节接触面积减少25%，髂骨上移10mm，则骶髂关节接触面积减少近似50%。因此，随着骶髂关节移位的增加，关节面接触面积显著减少，同时关节面不匹配，失去交锁机制，从而使内固定的稳定性明显下降。在耻骨联合矢状位上，A、B组>C、D组，估计与骨盆连续加载时高度移位组因为后环移位明显增加从而使前环受力减少有关。

　　本研究显示：Malgaigne骨折后环骶髂关节松质骨螺钉内固定结合前环钢板螺钉内固定，A、B组骶髂关节在矢状位的稳定性与正常组相似，能较好地恢复其垂直稳定性，C、D组内固定术后垂直稳定性仍较差。故术前大重量骨牵引达到解剖复位，术中C臂X线机监视下确保Malgaigne骨折骨盆环的良好复位，以取得解剖复位固定，确保骶髂关节移位<4mm，以提高骨盆环内固定术后生物力学稳定性，有利于功能康复，以减少后遗症的发生。

　　(本课题由南方医科大学解剖学教研室提供标本，其医用生物力学重点实验室赵卫东指导下完成生物力学测试，特在此一并致谢!)

　　【参考文献】

　　1 刘利民，雍宜民，沈惠良. 不稳定型骨盆骨折骨外固定技术的应用.中华创伤杂志,2000,16(1):10～13.

　　2 张伟佳,侯树勋,张健,等. 骨盆骨折的手术治疗.中国矫形外科杂志,2003,11(21):1451～1453.

　　3 宋连新，张英泽，彭阿钦，等. 垂直不稳定骨盆骨折各种内固定的生物力学研究.中华实验外科杂志,2000，17(2)：126～127.

　　4 Leighton RK,Waddell JP. Biomechanical testing of new and old fixation device for vertical shear fractures of the pelvic. J Orthop Trauma,1991,5(3):313～317.

　　5 劳继军，何荣新.Tile's C型不稳定性骨盆骨折的治疗分析.浙江临床医学杂志,2007,9(7)：955～956.

　　6 Matta JM,Paul Tornetta. Internal fixation of unstable pelvic ring injuries. Clin Orthop,1996,329(8):129～140.

　　7 Slatis P,Karaharju E. External fixation of unstable pelvic fractures.Clin Orthop,1980,151:73～80.

　　8 Semba R, Yasukawa K, Gustilo R. Critical analysis of results of 53 Malgaigne fractures of the pelvis. J Trauma,1983,23:535～537.

　　9 Ebraheim NA,John Mehalik MS,Madsen TD,et al. Dynamic changes in the contact area of the sacroiliac jiont. Orthopedics,2003,26(7):711～714.