踝关节前路融合解剖钢板与双钛合金重建钢板应用于踝关节标本融合术中生物力学的比较

目的比较踝关节前路融合解剖钢板与双钛合金重建钢板应用于踝关节融合术的生物力学性能,为复杂踝关节融合术中固定钢板的选择提供生物力学依据。方法选取新鲜成人小腿-足踝标本16具,其中男8具、女8具,年龄36~60岁、平均45岁。16具标本按数字表法随机分为A组、B组,每组8具。对2组标本的踝关节面用骨凿进行破坏,制备成踝关节创伤标本。A组使用自主研发的踝关节前路融合解剖钢板行踝关节前路融合固定术,B组使用传统的双钛合金重建钢板行踝关节前路融合固定术。术后检测2组标本在1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 N·m扭矩下的抗扭转性能;检测标本在中立位、背伸位时,压力为100、200、300、400、500、600、700 N下的轴向压缩性能;检测标本在700 N压力时,加压1000和30000次的抗疲劳性能,同时行X线透视检查并拆开标本缝线,观察踝关节固定钢板有无变形,有无螺钉松动、断裂等情况。结果在4、5 N·m扭矩时,A组扭转的角度分别为3.39°±0.33°、4.20°±0.20°,小于B组的3.85°±0.42°、4.64°±0.38°,差异均有统计学意义(t=2.44、2.87,P=0.028、0.012);在5 N·m扭矩时,A组的扭转刚度为(1.69±0.27)N·m/°,高于B组的(1.45±0.39)N·m/°,差异无统计学意义(t=1.67,P=0.118)。在100、200、300、400 N压力时,2组中立位、背伸位轴向压缩位移差异均无统计学意义(P值均>0.05);在500、600、700 N压力时,A组中立位、背伸位轴向压缩位移均小于B组,差异均有统计学意义(P值均<0.05)。在700 N压力时,A组轴向压缩刚度(244.38±26.60)N/mm,大于B组的(207.88±18.95)N/mm,差异有统计学意义(t=3.16,P=0.007)。抗疲劳性能组内比较,加压1000次和30000次时,2组轴向压缩位移差异均无统计学意义(P值均>0.05);组间比较,加压1000次和30000次时,A组的轴向压缩位移均小于B组,差异均有统计学意义(P值均<0.05)。A组未发现螺钉松动、断裂及钢板变形;B组在加压30000次时,1例模型出现钢板折弯变形,2例模型出现锁定螺钉松动。结论踝关节前路融合解剖钢板生物力学性能明显优于双钛合金重建钢板,为踝关节前路融合解剖钢板在临床的应用提供了生物力学的数据支持。