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【摘要】目的：探讨治疗开书型骨盆骨折常见的外固定支架固定的方向进行生物力学比较，为临床选择最佳的固定方向提供理论依据。方法：对5具开书型骨盆骨折模型，不同方向外固定架固定后，进行生物力学测定。结果：外固定支架固定方向与骨盆入口平面平行时，骨盆的生物力学稳定性最好，与其他方向有显著性差异。结论：骨盆外固定支架固定开书型骨折时，外固定支架固定的方向与骨盆入口平面近似平行时固定效果最好，骨盆的生物力学最为稳定。
【关键词】骨盆骨折；耻骨联合分离；生物力学；外固定
文章编号：1009-5519（2008）19-2855-02 中图分类号：R6 文献标识码：A
外固定支架治疗开书型骨盆骨折，有镇痛、止血、复位、固定等优点，已被临床广泛采用。但外固定支架固定的方向，国内外尚无统一结论。为临床选择最佳的固定方向提供理论依据，我们设计开书型骨盆骨折模型，对外固定支架固定的不同方向进行生物力学比较，现报道如下。
１ 材料
5具近期防腐成人尸体标本，剔除肌肉及软组织，保留第五腰椎、完整的耻骨联合、骶髂关节、髋关节、双侧骶棘韧带和骶结节韧带，CSS-44020型生物力学实验机（长春试验机研究所生产），骨盆外固定支架（河北衡水医疗器械公司生产），义齿基托树脂II型及义齿基托树脂液剂（上海齿科材料厂生产）。
2 实验方法
2.1 模型的制备
2.1.1 将标本制作成开书型骨盆骨折模型。以调配好的义齿基托树脂在第五腰椎上浇铸一负重平台，使平台在站立中立位时与地面平行。双足站立位时股骨固定于自制的负重底座上，底座中央是可调节角度的钢管，将股骨插入钢管中，以调配好的义齿基托树脂灌注于股骨与钢管之间，使二者牢固。坐立位时在坐骨结节浇铸一负重平台，使骨盆保持稳定。
2.1.2 将开书型骨折完全复位，然后骨盆外固定支架进行固定。用3.5 mm钻在髂嵴上距离髂前上棘1.5 cm处钻孔，钻头的方向与人体矢状面25～40度，向尾侧倾斜10～15度，钻入髂骨20～25 mm第一孔位于髂前上棘后方约1 cm处，其余的孔分别相隔2 cm，通常每侧放置2根，钻孔后将直径5 mm的外固定Schanz螺钉（长130 mm）旋入5 cm，然后用骨盆外固定支架固定，根据骨盆骨外固定支架连接横杆与骨盆入口平面相交的不同角度（0、30、45、60、90和120度）固定骨盆，即完成不同固定方向的开书型骨盆骨折模型。
2.1.3 将骨盆骨折模型和负重底座整体放入CSS-44020型生物力学实验机上，使实验机以10 N/秒的速度加载到500 N（模拟人体自重），维持60秒钟。每次测定前均给予加载-卸载3次，以消除标本的粘弹性影响。
2.2 实验指标的测定：在耻骨联合间隙两侧平行各钉入1枚3 mm标记的克氏针，针尾留于皮质外5 mm，两针稳固且方向平行。在双侧第二骶前孔连线水平中点将特制标记的直径3 mm克氏针垂直于骶骨盆面钻入，长30 cm。在实验过程中由于在生理负载作用下，骶骨有向腹侧旋转的倾向，克氏针随之旋转，根据几何关系克氏针轴心线旋转角度等于骶骨在矢状面前倾角度。佳能数码相机置于三脚架上，垂直位于标本正面和侧面，正对定位标志，加载前后给予照相。实验结束后将图像传入计算机，借助分析软件AutoCAD2004测量加载前后克氏针的距离及骶骨旋转的角度，各测量10次，取平均值。得出耻骨联合分离的距离及骶骨旋转的角度。
2.3 统计学分析：上述两项操作须同时进行。完后依次按骨盆骨外固定支架连接横杆与骨盆入口平面相交成不同角度：0、30、45、60、90和120度6个处理组进行，收集所有试验数据。将实验中所得的数据输入SPSS11.0统计软件进行统计学处理，行计量资料单因素方差分析（One-way ANOVA），首先Bartlett法进行方差齐性检验，然后行方差分析，各实验数据组方差齐，Student-Newman-Keuls法q检验进行均数间的两两比较，P0.05），方差齐，有可比性。
通过本实验研究发现： （1）在500 N的压力下，外固定支架固定与骨盆入口平面成0度时，此处理组数值最小。外固定支架固定与骨盆入口平面成30、45、60、90和120度时，处理组数值渐增大，外固定支架固定与骨盆入口平面成120度处理组数值最大。（2）外固定支架固定方向与骨盆入口平面成0度时，耻骨联合分离的距离和骶骨旋转角度明显减小，与其他处理组在统计学上差异有显著性（P0.05）。（3）外固定支架固定开书型骨盆骨折模型上，外固定支架固定的方向影响骨盆骨折的稳定性。
4 讨论
开书型骨盆骨折是一种常见的损伤，由前后方向挤压和外旋暴力造成，占骨盆骨折的24%[1]。
4.1 开书型骨盆骨折生物力学损伤机制：作用在骨盆上的暴力有侧方挤压、前后挤压、垂直剪切。前后方向挤压暴力作用在骨盆上或作用于髂后上棘或作用于单髋或双髋上的强力外旋暴力造成骨盆像翻书样张开，耻骨上韧带、弓状韧带、耻骨前、后韧带断裂，耻骨联合分离，即开书型骨盆骨折。如外力进一步延伸，则可引起骶髂前韧带和骶嵴韧带损伤。此时骶髂后韧带复合体完整，骨盆旋转不稳定而垂直稳定。
4.2 骨盆外固定支架固定开书型骨盆骨折的生物力学原理：Tile认为骨盆环的稳定依赖于骶髂后韧带复合体的完整。骶棘和骶髂前韧带有抵抗外旋暴力，限制半骨盆外旋的作用。而骶髂后韧带复合体主要抵抗垂直剪切暴力。如果保持骶髂后韧带复合体的完整，即使其他韧带均断裂，亦不会发生半骨盆的上下移位和前后移位。
当人体为站立位时，耻骨联合为张应力，起约束棒的作用，防止骨盆外旋。开书型骨盆骨折其约束作用消失，骨盆环处于旋转不稳定状态，骶髂前间隙也增宽，这会使骶椎固定不稳，使其向前下方移动，增加骨盆环的不稳定性。生物力学实验证明，骶髂后韧带复合体控制外旋暴力作用差，耻骨联合韧带对耻骨联合有稳定作用，而骶棘和骶结节韧带对骶髂关节和耻骨联合的稳定性均不产生影响。骶髂后韧带复合体形成关节后侧的主要力学阻力，可以阻挡剪式应力及髂骨内旋，防止骶骨前移。本实验结果显示，采用骨盆前环穿钉行外固定架固定，形成双侧半盆向内翻转的关书样作用力并充分利用骶髂后韧带复合体作为骨盆张力带或合页，可完全恢复骨盆环的整体稳定性。
Hefzy Ms[2]等研究表明，耻骨联合的分离与骶髂关节间隙的打开呈直线相关。也就是说骶髂关节的损伤程度可以通过耻骨联合开大的程度来估计。骨盆外固定支架固定使耻骨联合分离复位，恢复其部分稳定性，同时也就恢复了骶髂关节的稳定性。而解剖复位是获得稳定性的最重要的因素。
4.3 不同处理组固定效果有显著性差异的原因可能是：本试验六处理组中虽然作用的力臂相等，但是骨盆外固定支架固定的作用力由于固定方向不同导致作用力不同，以外固定支架固定方向与骨盆入口平面成0度时，此处理组的作用力与作用轴近似平行，也就是与作用于耻骨联合水平作用轴近似平行，因此它的作用力最大，经过统计学处理有显著性意义，所以它的固定效果最好，生物力学稳定性最佳。
4.4 外固定支架固定开书型骨盆骨折时，虽然骨盆外固定支架提供的生物力学稳定性较其他内固定差，但它有自己的优点：（1）损伤小，操作简单，固定可靠。（2）可调节性大，并发症少，在急诊室或手术室操作均可。（3）能控制骨折移位，有效减小骨盆容积，控制出血，稳定血流动力学，有利于复苏及合并伤的进一步诊断处理[3]。（4）可作为终末治疗，也可作为暂时固定和内固定的辅助治疗[4]。（5）有利于病人翻身和护理，减少了并发症，缩短康复期和提高存活率[5]。（6）在伤后早期不影响后续治疗，为后续治疗提供时机[6]。
参考文献：
[1] Pohlemann T，Bosch U，Tscheme A，et al. The Hannover experience in management of pelvic fractures[J].Clin Orthop，1994， 305:69.
[2] Hefzy Ms，Ebraheimn，Mekhail A，et al. Kinematics of the human pelvis following open book injury[J].Med EngPhys，2003， 25(4)：259.
[3] Bassam D，Cephas GA，Ferguson KA，et al. A protocol for the initial management of unstable pelvic fractures[J].Am Surg，1998，64(9):862.
[4] Tucker MC，Nork SE，Simonian PT，et al.Simple anterior pelvic exter-nal fixation[J].Trauma，2000，49(6):989.
[5] Leung KS，Chien P，Shen WY，et al. Operative treatment of unstable pelvic fractures[J].Injury，1992，23(1):31.
[6] Bircher MD. Indicationsandtechniques of external fixation of the injured pelvis[J]. Injury，1996，27(2)：3.
收稿日期：2008-04-30
