腓骨短缩对胫距关节生物力学接触特性的影响

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1、腓骨短缩对胫距关节生物力学接触特性的影响作者：刘勇，彭阿钦，焦建宝，高文山，王聪，郭锐【摘要】［目的］测定腓骨短缩时，胫距关节的接触特性的变化，探讨腓骨短缩的最大允许程度。［方法］6具小腿标本，去除踝关节以上的皮肤、肌肉等软组织，用夹具将其固定于正常行走踝关节中立位，分别测出在正常，腓骨短缩2、4、6mm时，胫距关节的接触压及接触面积并进行比较，观察并总结出接触压及接触面积的变化趋势。［结果］通过模拟试验发现，腓骨短缩时，胫距关节总接触面积呈减小趋势，前外、后外象限的接触面积、接触压呈增大趋势,而前内，后内

2、象限的接触面积、接触压均减小。［结论］2mm以上（包含2mm）的腓骨短缩，均会造成胫距关节接触特性的显著改变。【关键词】腓骨短缩；胫距关节；压敏片；生物力学；踝关节　　Abstract：［Objective］Toevaluatetheeffectoffibulashorteningonbiomechanicalcharactersoftibiotalarjointandprescribethemostacceptableextentoffibulashortening.［Method］Sixfreshcad

3、avericspecimensovedfromthekneetotheleveloftheanklejoint.Thepositionoftheanklejointduringtestingsimulatedthesinglelegstancephaseofgait.Everygroupofspecimencarriedoutabiomechanicaltestintheturnofintact,fibula2mmshortening,4mmshortening,6mmshortening.Thebiome

4、chanicalchangeofthetibiotalarjointafterfibularshorteningodel.Thecontactareaandcontactpressureinanteromedialandposteromedialquadranttendedtodecrease,mfibularshortening(including2mm)significantlyalterthebiomechanicalcharactersintibiotalarjoint.　　Key;biomecha

5、nics;anklejoint　　腓骨骨折经常伴随踝关节和胫骨远端骨折发生，骨折后经常发生移位畸形愈合，对踝关节功能产生影响。关于腓骨骨折有很多治疗方法的报道，但很少有人研究并阐明腓骨短缩后踝关节的生物力学改变。作者设计了本实验，使用了更为先进的试验仪器，测试人体在行走，踝关节中立位时，腓骨短缩2、4、6mm情况下，胫距关节不同区域接触面积、平均应力、峰值应力值的变化，探讨腓骨短缩的可接受程度。　　1材料与方法　　1.1标本的制作　　6个近期防腐成人尸体标本,经X线摄片证实无骨质疏松及骨骼系统疾病。将标本自

6、膝关节离断，小心去除踝关节以上的皮肤、肌肉等软组织，保留重要的韧带和踝关节囊。　　1.2模拟腓骨短缩畸形　　将一个外固定架安装于腓骨上，使腓骨中点与外固定架的中点在一个水平，且于远近段各拧入2枚固定螺钉。固定牢靠后，在腓骨中点处以钢锯条斜行锯断，并做好原位短缩2、4、6mm的标记。于内踝尖上约2.5cm平踝关节穹隆处水平截骨，并尽可能少地切开部分前后关节囊,从内踝处打开踝关节放入压敏片(见图1)，最后自内踝预钻钉道拧入2枚松质骨螺钉，并加张力带加固。通过拉近骨折线远近段上的固定螺钉，比照预先做好的标记，即可

7、制作出腓骨短缩2、4、6mm的模型。　　1.3标本的分组及测试顺序　　每一标本按下列顺序分别给予生物力学测定：正常，解剖复位，短缩2、4、6mm。　　1.4压敏片的选择和使用　　胫骨和距骨间接触特性的参数用压敏片来测量。通过预实验对各种型号压敏片的测试，结合作者的实验条件，采用压力范围（2.5～10MPa）的低压压敏片最理想。但当压力范围低于低压型压敏片的测量范围时，结合使用超低压型压敏片（0.5～2.5MPa）。　　1.5标本的加载　　将已置入压敏片的标本放入LDS-500实验机上,用螺钉将踝关节固定于中

8、立位，并使距下关节保持大约5°的外翻角（图2），以25N/s的速度加载至700N，维持30s。实验过程中，当加载到700N压力维持时，用直径1.5mm的钝头探针分别自3个标记孔A、B、C插入，并在压敏片上做出相应标记X、Y、Z，作为压敏片与胫距关节面相对关系的参照点。依次进行完整标本、解剖复位、腓骨短缩2、4、6mm的测试。　　图1将标本与固定装置连接（略）　　图2向胫距关节内置入压敏片（略）　　1.6实验数据的