新型点式接触动力加压接骨板的研制与实验研究

新型点式接触动力加压接骨板的研制与实验研究

邢叔星[1]2007年在《新型点接触锁定加压接骨板的研制与初步实验研究》文中研究说明接骨板内固定是治疗四肢骨折的常用方法。近年来随着人们对骨折愈合生物学特征的重视,在AO基础提出了BO理念,其目的为进一步减少接骨板与骨面的接触面积,减少其对骨皮质及骨折断端血运的破坏,降低术后并发症的发生。这一理念促进了接骨板研制地极大发展,并相继推出了有限接触动力加压钢板(Limited Contact-Dynamic Compression plate, LC-DCP)、锁定加压接骨板(Locking Compression plate, LCP)、点式接触固定器(Point Contact- Fixator, PC-Fix)及锥状点式接触钢板(Conical Cylinder Point Contact-Fixator, CCPC-Fix)等微创接骨板。但这类接骨板仍存在不同的问题,LC-DCP的有限接触作用被许多学者质疑,其仍依靠与骨面间的摩擦力来达到骨折断端稳定;LCP螺钉孔采用圆锥形螺纹锁定孔和动力加压孔一体化设计,降低了接骨板本身的生物力学性能,同时其与骨面间的接触面积仍然很大;点式接触内固定器(PC-Fix)解决了接骨板与骨面间的接触问题,但PC-Fix螺钉孔仍被设计为圆孔,传统接骨板对骨折断端加压的优点未于保留;CCPC-Fix保留加压作用,其固定力学模式仍是依靠接骨板与骨面间的摩擦力。为了进一步保护骨折端及骨皮质血运,提供骨折愈合的最佳生物学环境。我们研制出了一种新型点接触锁定加压接骨板(Point Contact-Locking Compression plate, PC-LCP),其结合了AO研究进展中骨科接骨板的所有优点,集点接触、锁定及加压功能于一体。点接触设计能最大限度减少接骨板与骨面间接触面积,充分保护骨皮质及骨折断端的血循环,同时保留了加压功能,以适应不同类型骨折,选择性地对骨折断端行加压固定作用,锁定功能改变了接骨板与骨面间的作用模式,转化接骨板与骨面间的摩擦力为锁定螺钉与接骨板间的作用力,使接骨板与螺钉形成一体化结构,可作为一种内在‘外固定架’来应用。本研究以LC-DCP、DCP (Dynamic Compression Plate)为对照,对PC-LCP的生物力学性能、固定不同骨面时的接触特征及其对接骨板板下骨皮质、固定骨折愈合的影响进行研究,为PC-LCP应用于临床提供理论及实验依据。PC-LCP固定骨折生物力学及与骨面接触特性的研究结果:1. PC-LCP在抗弯曲、抗扭转等生物力学特性与DCP、LC-DCP无明显差异;2. PC-LCP与骨面间的接触面积较LC-DCP有明显减少,PC-LCP在不同骨面有稳定的接触特性,而LC-DCP则易受不同骨面特征的影响。研究表明PC-LCP固定骨折的力学稳定性与其它两种接骨板相似,同时PC-LCP能最大限度地减少与骨面间的接触面积,从而达到保护接骨板板下血运的目的。PC-LCP固定对板下骨皮质血流量及板下骨皮质胶原纤维影响的研究结果:1.固定骨折术后1天,PC-LCP对接骨板下血流量及髓腔血流量较DCP及LC-DCP影响要小。2. PC-LCP与DCP固定术后1天板下骨皮质均出现骨缺血区现象,PC-LCP固定组板下缺血区于4周时即恢复,而DCP固定组板下皮质骨于1天、2周、4周持续存在缺血现象,到第8周才渐恢复;PC-LCP固定组板下骨皮质血流量均高于DCP固定组板下血流量,DCP固定组板下血流量至12周才恢复到正常。3. PC-LCP与DCP固定组对接骨板板下胶原均有不同程度的影响,但DCP固定组对板下胶原的影响更加明显,12周时DCP固定组见板下骨胶原排列紊乱明显,可见空泡及断裂出现;PC-LCP固定组板下胶原紊乱及断裂现象没有DCP固定组明显。说明PC-LCP接骨板对骨皮质干扰较小,有效地保护了固定段骨皮质的血运及正常的结构,为促进骨折愈合及减少感染提供一种好的方法。PC-LCP固定骨折骨愈合动物实验研究的结果:1. PC-LCP固定组各期新生血管数量较DCP固定组为多,血管成熟度较高;2.两组接骨板固定荧光标记显示PC-LCP骨愈合能力较DCP固定组稍强,但两者无明显差异;3.骨胶原纤维染色显示两组各期骨胶原形成过程无明显差别,但PC-LCP固定组I型胶原形成较DCP固定组多,成熟度高;4.组织学观察:PC-LCP固定组愈合骨组织骨小梁及新生毛细血管芽形成时间较DCP固定组出现早,成熟度也较DCP固定组高。后期,PC-LCP固定组板层骨及哈佛氏管形成规律,重建明显,DCP固定组新生骨内可见骨吸收腔出现;5. X线显示,术后12周,两种接骨板固定组骨折断端均良好愈合,DCP固定组板下皮质骨见吸收、变薄现象;6.力学性能测试显示PC-LCP固定组骨折愈合质量优于DCP固定组。结果表明:PC-LCP固定骨折骨愈合速度及质量均优于DCP固定组,有利于骨折愈合。综上所述:PC-LCP在不减弱固定力学强度的同时,最大限度地减少了与骨面间的接触面积;PC-LCP能有效地保护板下骨皮质血流及骨胶原的排列,防止接骨板固定后期板下骨质疏松地发生;PC-LCP固定可靠,骨折愈合速度及质量均要优于DCP固定组。PC-LCP接骨板是一种较为完美的内固定材料,为骨折愈合提供了最佳生物学环境,也为临床接骨板应用提供了更多选择机会。

赵玉峰[2]2002年在《新型点式接触动力加压接骨板的研制与实验研究》文中研究表明接骨板内固定是临床上治疗长骨骨折的常用方法之一。它是通过螺钉的轴向作用力将接骨板压向板下骨面,依赖两者界面间产生的巨大摩擦力将骨折稳固固定。但是这种传统的接触固定方式,引起接骨板附近皮质骨明显的血运障碍,从而导致骨坏死和在此基础上的骨重塑,继而引起骨质疏松。对局部血运的损害,最终减慢了骨折愈合的速度,增加了局部感染的机会。近些年来,骨折治疗观念发生了巨大的变化,即从单纯考虑骨折固定的力学稳定性向保护局部血运的生物学观点转变。对传统内固定技术改革的同时,传统接骨板也进行了相应的改进,先后出现了有限接触、点式接触接骨板。点式接触内固定器(point contact fixator,PC-Fix)代表了AO/ASIF骨科内植物研究的新进展,但由于不能对骨折动力加压,使其并不能完全替代传统的加压接骨板,目前尚处于临床试用阶段。 本研究针对现有点式接触接骨板不能动力加压的缺点,研制出新型点式接触动力加压接骨板(point contact-dynamic compression plate,PC-DCP)。PC-DCP由动力加压钢板(dynamic compression plate,DCP)和点式接触器(point contact nut,PC NUT)组合而成,固定时使用双皮质骨螺钉,通过螺钉的轴向作用力将PC NUT锥状尖端钉入骨内增加稳定性,通过螺钉头在钢板孔内的滑动起到加压作用,接骨板仅通过几个点与板下骨面接触,可以保持接骨板与骨面之间有1mm左右的间隙。 本研究以传统DCP为对照,通过对PC-DCP的生物力学性能、生物学性能及动物实验应用几个方面的研究,从而为将来的临床应用提供理论和实验依据。 首先,在体外对PC-DCP的生物力学性能进行了对照研究。结果显示:(1)PC-DCP可以有效地对骨折断端加压;(2)PC-DCP固定具有与DCP第叁军医大学博士研究生论文新型点式接触动力加压接骨板的研制与实验研究相似的抗扭、抗弯力学性能;(3) PC一DCP固定的应力遮挡率为36%,其中以板下皮质骨应力遮挡最为显着,这与DCP差异无显着性;(4)PC一DCP与DCP一样,加压固定可以显着降低接骨板受力,增加骨折断端的应力传导。以上结果表明,PC一DCP具有与DCP相似的生物力学性能。 其次,采用山羊完整胫骨为动物模型,对照观察了PC一DcP和DCP固定后局部皮质骨微循环、骨结构与几何形态以及骨的力学性能变化情况,评价PC一DCP的生物学性能。结果显示:(1) DCP板下皮质骨在术后1天血流量急剧降低,有明显缺血区,到6周时仍处于缺血状态,12周时恢复正常。PC一DCP板下皮质骨术后1天血运明显优于DCP,仅在螺钉孔与点接触部位周围有小范围皮质骨缺血,2周时血运恢复正常,至12周时一直维持在较高水平。板对侧皮质骨血运PC一DCP与DCP之间无显着性差异;(2)术后12周,DCP板下皮质骨存在明显的骨质疏松表现,PC一DCP侧变化不明显。术后24周,PC一DCP和DCP板下皮质骨均有骨吸收表现,骨皮质变薄,骨力学性能降低。结果表明:PC一DCP较传统DCP可以有效保护板下皮质骨血运,防止因血运障碍引起的早期暂时性骨质疏松的发生,但在固定的中后期,PC一DCP和DCP一样可诱发固定骨段应力遮挡性骨质疏松。 最后,采用山羊胫骨中段横断骨折模型,对PC一DCP固定对骨折愈合的影响进行研究。结果显示:(l)X线影像显示PC一DCP与DCP组之间无明显区别;(2)组织病理学观察显示PC一DCP组骨折愈合速度及质量均优于DCP组;(3)骨力学性能测试显示PC一DCP组骨折愈合质量优于DCP组,但于24周时两组差别不明显。研究表明:PC一DCP组骨折愈合速度和质量均明显优于DCP组。 综上所述,我们可以得出结论:(1) PC一DCP可以对骨折断端有效加压,具有良好的生物力学性能;(2) PC一DCP可以有效保护板下皮质骨的血运,从而防止早期暂时性骨质疏松的发生,具有良好的生物学性能;(3)PC一DCP固定可靠,骨折愈合速度和质量均优于传统接骨板。

赵玉峰, 李起鸿, 顾祖超, 王爱民[3]2004年在《新型点式接触动力加压接骨板固定对板下骨质及力学性能影响的实验研究》文中研究指明目的 探讨新型点式接触动力加压接骨板固定对板下骨质及力学性能的影响。方法 采用性成熟山羊 6只 ,双侧完整胫骨分别采用点式接触动力加压接骨板 (pointcontact dynamiccompressionplate,PC DCP)和动力加压钢板 (dynamiccompressionplate,DCP)固定。固定后 1 2周和 2 4周分批处死动物 ,每批 3只 ,取下双侧胫骨先后进行CT扫描 ,测量局部皮质骨厚度和抗扭力学性能测试。结果 固定后 1 2周 ,PC DCP组板下皮质骨厚度和骨抗扭力学强度均明显大于DCP组 (P <0 .0 5 )。固定后 2 4周 ,DCP组和PC DCP组骨皮质均变薄 ,骨髓腔扩大 ,两组间骨皮质厚度和抗扭力学性能间差异无显着性意义 (P >0 .0 5 )。结论 点式接触动力加压接骨板可避免固定后较早期局部骨质疏松的发生 ,但在后期具有与传统接骨板相似的应力遮挡作用

范志航, 熊雁, 杜全印, 王子明, 骆晓峰[4]2014年在《新型点式接触锁定加压接骨板在治疗四肢长骨骨折中的临床应用》文中提出目的研究应用新型点式接触锁定加压接骨板治疗四肢长骨骨干骨折的疗效。方法回顾性分析我科2012年5月~2013年5月应用新型点式接触锁定加压接骨板治疗四肢长骨骨折46例49处,其中男性26例,女性20例;年龄17~88岁,平均51.5岁;股骨骨折16处,胫腓骨骨折14处,肱骨骨折11处,尺桡骨骨折8处。全部采用切开复位直视下置入接骨板,术后给予相应康复训练。结果所有病例均获随访,随访7~19个月,平均13.4个月。骨折愈合时间为术后2~5个月,平均3个月。伤口Ⅰ期愈合。无钢板松动、感染、骨不连、成角畸形等病例。结论新型点式接触锁定加压接骨板满足骨折愈合所需要两大条件:满意的血供和良好的固定,是治疗长骨骨干骨折的理想内固定材料。

文明[5]2013年在《滑动锁定生物接骨板的设计研究与动物实验》文中研究指明目的设计一种滑动锁定生物接骨板,解决接骨板的应力遮挡,促进骨折愈合。方法滑动锁定生物接骨板的一端设有滑动式锁定结构。在接骨板的滑动端有长条内弧形槽,槽内有扁长圆锁块并带有锥形锁孔,当螺钉的锥形帽锁紧时,锁块膨胀变粗,锁块的外圆与长条内弧形壁紧密结合,产生一定的阻力,使螺钉不再滑动及旋转。在力学实验中,24对山羊新鲜左右侧配对股骨,做成横断骨折模型,平均分配到3组中,分别用6孔锁定生物接骨板固定,6孔非接触加压接骨板固定,6孔滑动锁定生物接骨板固定,每一种接骨板分别用1.5KG、2.5KG、4.5KG叁种不同扭力扳手固定制成叁组试验模型。骨折标本置于多功能力学测试机上,分别进行四点弯曲试验与扭转试验。在动物实验中,实验采用自身对照的方法,其中12只山羊的双侧股骨分别随机行滑动锁定生物接骨板和锁定板固定。另12只山羊的双侧股骨分别随机行滑动锁定生物接骨板和非接触加压接骨板固定,保留骨折间隙2mm,术后4、8、12周分批处死动物,每批8只,其中2只截取固定骨段作组织学观察,另6只动物取出双侧股骨,行X线及行生物力学测试。结果力学实验中:1.四点弯曲试验时,当使用4.5KG扭力扳手固定各种接骨板时,叁种钢板的在骨折断端间载荷分别为110kg,174kg,141kg,但叁者之间无显着性差异(p>0.42)。当扭力减小后,对加压板、锁定板影响不明显,而滑动锁定生物接骨板出现变化显着,与前两种钢板间有显着差异(p<0.05)。2.扭转试验:当扭转角增至15°,扭距达40NM右时停止试验,3种钢板的扭矩的差异有显着性(双因素方差分析F=105.503,P<0.05,)。加压板、锁定板的扭距差异无显着性(P>0.05);滑动锁定接骨板,与其它两种钢板之间扭距的差异有显着性意义(P<0.05)。动物试验中,1.影像学观察术后4周与8周滑动锁定生物接骨板组较其他两组骨折线模糊、消失,术后12周,叁种接骨板固定骨折断端均愈合良好。2.力学实验术后4周与8周滑动锁定生物接骨板组的抗扭力学强度均显着性大于锁定接骨板组及非接触加压接骨板组(配对t检验,p<0.05)。术后12周,叁种接骨板的抗扭力学强度之间差异无显着性。3.组织学观察术后4周及8周时滑动锁定生物接骨板组骨折愈合的速度及质量均优于锁定接骨板组及非接触加压接骨板组,术后12周,锁定接骨板组及非接触加压接骨板组为规整的板层骨结构,哈弗氏系统排列规整,出现较多明显的骨吸收腔,滑动锁定生物接骨板组出现成熟的骨单位,有少量骨吸收腔。结论滑动锁定生物接骨板可以对骨折断端进行持续有效加压,具有良好的生物力学性能;,骨折愈合速度和质量均优于传统接骨板。

赵玉峰, 李起鸿, 顾祖超, 许建中, 杨柳[6]2002年在《新型点状接触动力加压接骨板的研制(生物力学部分)》文中指出目的:研制一种可对骨折断端动力加压的点状接触接骨板,对其加压特性及固定的力学稳定性进行评价。方法:使用测加压力装置,比较一颗螺钉动力位加压时动力加压钢板及点状接触动力加压接骨板的加压力。使用山羊新鲜配对胫骨20对,做成横断骨折模型,分别用DCP及PC-DCP加压固定和骨折断端存在3mm间隙情况下固定,在多功能力学试验机上进行四点弯曲实验及扭转实验。结果:PC-DCP与DCP之间加压力无显着性差异(p>0.05)。PC-DCP固定的抗弯刚度稍大于DCP,抗扭刚度较DCP稍降低,但两者之间差异均无显着性(p>0.05)。结论:PC-DCP可对骨折断端有效加压,具有与DCP相似的力学稳定性。

赵玉峰, 李起鸿, 顾祖超, 王爱民[7]2003年在《新型点式接触动力加压接骨板固定对羊完整胫骨皮质骨血流量的影响》文中进行了进一步梳理目的 观察新型点式接触动力加压接骨板 (PC -DCP)和动力加压钢板 (DCP)固定段皮质骨血流动力学的变化。 方法 成年山羊 15只 ,在其完整胫骨中段分别采用PC -DCP和DCP固定。术后 1d、2 ,6 ,12周用放射性微球法测定局部皮质骨血流量。 结果 DCP板下皮质骨在术后 1d血流量急剧降低 ,到 6周时仍低于正常对照 ,直到术后 12周血流量才完全恢复 ;PC -DCP板下皮质骨血流量术后 2周时已恢复并超过正常对照 ,到 12周一直维持在较高水平。 结论 PC -DCP可明显保护板下皮质骨血运。

邢叔星, 赵玉峰, 段卡拉, 刘东北, 王子明[8]2007年在《新型点接触锁定加压接骨板的研制——两种有限接触接骨板生物力学对照研究》文中认为目的研制一种新型点接触锁定加压接骨板(PC-LCP),对其固定新鲜山羊胫骨表面形态特征及生物力学特性进行评价。方法应用压力敏感膜,比较新型点接触锁定加压钢板(PC-LCP)与有限接触加压接骨板(LC-DCP)固定新鲜山羊胫骨时接触面积、压力及应力变化。同时使用山羊新鲜配对胫骨15对,做成横断的骨折模型,分别用PC-LCP及LC-DCP加压固定,在多功能力学试验机上进行四点弯曲实验、扭转实验及垂直压缩试验。结果PC-LCP与LC-DCP固定新鲜山羊胫骨时接触面积、压力及应力差异有统计学意义(P<0.01)。PC-LCP固定骨折抗扭刚度略小于LC-DCP,抗弯刚度、垂直压缩刚度均略大于LC-DCP,但叁者之间差异无统计学意义(P>0.05)。结论PC-LCP明显减少了与骨面的接触面积,同时固定骨折的生物力学性能达到临床需求。

邢叔星, 赵玉峰, 刘东北, 段卡拉, 王爱民[9]2007年在《新型点接触锁定加压接骨板的生物力学研究》文中进行了进一步梳理目的对一种集合点状接触、锁定及加压于一体的新型接骨板(PC-LCP),进行弯曲力学特性、生物力学稳定性测试评估。方法对叁种医用不锈钢接骨板,点接触锁定加压接骨板(PC-LCP)、有限接触动力加压接骨板(LC- DCP)、动力加压接骨板(DCP)各3副进行四点弯曲试验;20对新鲜山羊胫骨制成横断骨折,应用叁种接骨板固定,进行四点弯曲、扭转及垂直压缩试验。结果PC-LCP弯曲刚度弱于DCP、LC-DCP,叁者有显着差异(P<0.05),但叁种接骨板固定骨折后的生物力学特性没有显着差异。结论强度稍低的新型接骨板PC-LCP固定骨折后与其它两种接骨板有同样的生物力学强度及较好的力学稳定性。

参考文献:

[1]. 新型点接触锁定加压接骨板的研制与初步实验研究[D]. 邢叔星. 第叁军医大学. 2007

[2]. 新型点式接触动力加压接骨板的研制与实验研究[D]. 赵玉峰. 第叁军医大学. 2002

[3]. 新型点式接触动力加压接骨板固定对板下骨质及力学性能影响的实验研究[J]. 赵玉峰, 李起鸿, 顾祖超, 王爱民. 创伤外科杂志. 2004

[4]. 新型点式接触锁定加压接骨板在治疗四肢长骨骨折中的临床应用[J]. 范志航, 熊雁, 杜全印, 王子明, 骆晓峰. 创伤外科杂志. 2014

[5]. 滑动锁定生物接骨板的设计研究与动物实验[D]. 文明. 山东中医药大学. 2013

[6]. 新型点状接触动力加压接骨板的研制(生物力学部分)[J]. 赵玉峰, 李起鸿, 顾祖超, 许建中, 杨柳. 医用生物力学. 2002

[7]. 新型点式接触动力加压接骨板固定对羊完整胫骨皮质骨血流量的影响[J]. 赵玉峰, 李起鸿, 顾祖超, 王爱民. 中华创伤杂志. 2003

[8]. 新型点接触锁定加压接骨板的研制——两种有限接触接骨板生物力学对照研究[J]. 邢叔星, 赵玉峰, 段卡拉, 刘东北, 王子明. 四川医学. 2007

[9]. 新型点接触锁定加压接骨板的生物力学研究[J]. 邢叔星, 赵玉峰, 刘东北, 段卡拉, 王爱民. 医用生物力学. 2007

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