關節軟骨的生物力學特性范文

導語：如何才能寫好一篇關節軟骨的生物力學特性，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

【關鍵詞】 跟骨; 有限元分析; 建模; 生物力學

跟骨是人體中最大的跗骨 ， 對行走及負重有重要的作用。跟骨形態復雜 ， 呈不規則長方體 ， 上面有三個關節面 ， 分別為跟距前、中、后關節 ， 跟骨后關節面最長 ，長軸呈凸弧形斜向前下方 ， 組成跟距關節的大部分。以后關節面為界分為三部分 ， 后關節面以前為前部 ， 以后為后部 ，前窄后寬。在負重情況下 ， 足的距骨、跟骨必須正確排列 ，有足夠的力量和高度來承受負荷跟骨骨折是臨床常見骨折。跟骨骨折由于本身復雜的解剖特點復雜，現有方法對跟骨尤其是跟距關節面的生物力學分析有一定的難度[1，2]。本研究旨在通過Mimics建立高度仿真的跟骨模型，并且導入ANSYS中進行靜壓力分析，對跟距關節面的應力分布做簡要分析。并通過此方法的建立，為研究跟骨骨折的生物力學研究建立初步方法。

1 資料與方法

1.1 研究對象

被測試對象:健康男性 1 名，身高170cm，體重60kg ，年齡30 歲。采用襄樊市中心 醫院西門子螺旋CT對其進行足部掃描。

1.2 方法

用Simens多排螺旋CT對受試者的足部進行掃描，受試者呈仰臥位，從脛骨中段至足底進行連續螺旋掃描，將影像輸入到 Mimics 10 11 軟件(Materialise公司，比利時) 。

CT斷層掃描圖片以dicm格式導出，以Mimics軟件(比利時)導入，形成三維圖像，并且通過對感興趣的部位(本文為跟骨)單獨形成三維圖像，再導出為lis格式，并且做smooth和mesh處理。然后將此文件導入ANSYS10.0(美國)，并以此面模型建立體模型。在跟距關節面上根據解剖關系劃出軟骨關節面范圍，設定跟骨的四面關鍵點為不可位移的關鍵點，再在軟骨面上施加正常成人體重的1/2約343N，得出應力云圖及各個方向的形變[3]。

2 結果

2.1 Mimics軟件可以順利的將整個足的CT斷層掃描數據 轉化為3D模型，然后選取研究感興趣的部分如跟骨單獨成像。比傳統CT圖像勝在更直觀，并去除了解剖結構的限制，可以從任意角度觀察跟臨床感興趣的部位(圖1)。

2.2 將跟骨單獨形成三維圖像后再導出為lis格式，并且做smooth和mesh處理，然后將此文件導入ANSYS10.0可以建立能夠進行有限元分析的網絡模型(圖2)。

2.3 設定跟骨的力學特性密度泊松值和楊氏模量。選定跟骨底部四個點為約束點，跟距關節面上根據解剖關系劃出軟骨關節面范圍后施加343N靜壓力，時間為1s(圖3)。

2.4 求解可以得出在壓力作用下跟骨模型的應力云圖和各向形變。

根據設定條件， ANSYS提示跟骨之跟距關節面受壓力后 跟骨內部的應力變化， 關節面部分為桔黃色代表應力較大，其中中中央部分為紅色代表應力最大為7.17M Pa， 跟骨體部為綠色代表較大代表應力較小(圖4)。

形變分析圖示在跟距關節中央為紅色提示形變最大為0.342mm，向外周延伸形變逐漸減小。這與臨床跟骨骨折的常見表現類似。當應力超過跟骨本身的材料屈服標準時，跟骨就會發生不可逆的形變也就是骨折(圖5)。

轉貼于 　　3 結論

① Mimics可以方便的個體化建立準確有效的跟骨模型

② ANSYS可以在方便快捷準確的分析跟骨跟距關節的的各種力學特性，比如靜力分析。比較復雜的比如接觸分析，在建立肌腱軟骨的正常模型的基礎還可以進行運動分析。

③ 靜力分析表明跟距關節在正常靜壓力下，跟距關節的壓力峰值集中在跟距關節中心，形變也與壓力相應分布在附近。這和臨床實踐所見是相符合的。

4 討論

有限元分析軟件已經由過去對生物體材料幾何結構的簡單模擬和近似計算，發展到能對人體各組成部分復雜的非均質性結構進行真實模擬和精密分析，成為現代人體生物力學研究的一種重要工具，尤其是應用在口腔頜面外科和骨科方面。有限元分析的基礎是模型的建立和網格的劃分。過去缺乏建模工具，往往采取直接更具結構的幾何外形建立節點和單元而得到有限元，模型，一般只適合簡單的結構系統，無法完全反映正確的人體骨性結構。應用CT或MRI的計算機三維影像重建雖然可以直觀地反映人體結構，為臨床提供部分診斷信息，但無法以此直接進行生物力學分析。MIMICS是一套高度整合而且易用的3D圖像生成及編輯處理軟件，它能輸入各種掃描的數據(CT、MRI)，建立3D模型進行編輯，然后輸出通用的CAD(計算機輔助設計)、FEA(有限元分析)，RP(快速成型)格式，可以在PC機上進行大規模數據的轉換處理。本研究主要使用的是MIMICS FEA模塊，MIMICS FEA模塊可以將掃描輸入的數據進行快速處理，輸出相應的文件格式，用于FEA(有限元分析)及CFD(計算機模擬流體動力學)，用戶可用掃描數據建立3D模型，然后對表面進行網格劃分以應用在FEA分析中。FEA模塊中的網格重新劃分功能對FEA的輸入數據進行最大限度的優化，基于掃描數據的亨氏單位，可以對體網格進行材質分配[4，5]。本研究成功地建立了以正常人體跟骨螺旋 CT掃描影像為幾何依據的有限元模型。以往建立的醫學有限元模型由于軟件功能單一、 網格劃分算法少、 人體組織結構形狀不規則等原因，需要進行適當的簡化和假設，在精度方面有一定的缺陷，而且模型創建過程環節多、 成本高、 周期長，進一步限制了其應用。此方法具有便捷、 高效、 準確、高度自動化的優勢。通過初步建立的跟骨模型，分析了簡單的靜力分析，得出的結論和臨床實踐相符，證明Mimics和ANSYS結合是骨科生物力學分析的有利工具。另外，如建立肌腱軟骨的正常模型，就可以方便的在ANSYS中實現對跟距關節面的動態分析，還可以利用Mimics中的CAD模塊插入內固定物，實現內固定物對骨折的固定效果的力學分析，具有廣泛的用途。

參考文獻

1 朱仕文， 楊明輝， 武勇. 跟骨關節內骨折的診斷與治療. 中華創傷骨科雜志， 2006 ， 8 (5) : 472～474.

2 梁軍， 胡濱成. 跟骨的形態結構特點及其臨床意義. 中國臨床解剖學雜志， 2000 ， 18 (2) : 118～120.

3 Oguz Kayabasi ， Fehmi Erzincanli . Finite element modeling and analysis of a new cemented hip prost hesis. Advances in Engineering Software ，2006 ，37 (2) :477～483.

篇2

【摘要】 [目的]研究Ⅱ型膠原海綿的材料特性與其在修復軟骨缺損中的作用。[方法]對比Ⅱ型膠原海綿與Ⅱ型膠原膜的力學、孔徑方面等材料特性的差異，并建立兔膝關節軟骨缺損模型，A組接受Ⅱ型膠原海綿移植，B組接受Ⅱ型膠原膜移植，而C組為空白對照組，術后不予治療，分別于2、6和12周取材，通過組織學染色觀察軟骨缺損處修復的效果。[結果]Ⅱ型膠原海綿與Ⅱ型膠原膜在材料特性上有顯著差異，膠原自發熒光分層掃描通過圖像分析得出A組平均孔徑為(93.26±38.41) μm，彈性模量(0.098±0.0 017) MP/m2，均較B組更為理想。組織學顯示A組6周時生成大量新生軟骨，12周時新生軟骨形態與成熟度已經接近正常，較B、C兩組更為優越。[結論]Ⅱ型膠原海綿有理想的孔徑和合理的生物力學結構性質，有利于軟骨缺損的修復，是一種具有良好材料特性的組織工程基質。

【關鍵詞】 組織工程; Ⅱ型膠原; 生物力學; 孔徑; 軟骨缺損

Abstract: [Objective]To study the material characteristics of collagen typeⅡ and its efficacy in repairing cartilage defect. [Methods]Differences in material characteristics such as mechanism，pore-diameter between the two kinds of materials were compared.The cartilage defect model of rabbit knee joint were constructed.In group A，cartilage defects was repaired by spongy-collagen type Ⅱ.In group B，by membrane-collagen type Ⅱ while group C received no treatment.In 2，6，12 weeks postoperatively，the specimens were sacrificed and repair effects were observed with histological staining method.[Results]Significant differences had been found between the two kinds of material. In group A ，the mean diameter was (93.26±38.41)μm and the mean modulus of elasticity was(0.098±0.0017) MP/m2，which were better than those in group B. In group A，6 weeks postoperatively， a great deal of neogenetic cartilage was observed and in 12 weeks postoperatively， the shape and maturity of neogenetic cartilage were observed close to normal level in group A， which had advantages over those in group B、C.[Conclusion]Spongy-collegan type Ⅱ has fairly rational biomechanics performances and proved to have significant efficacy in cartilage defect. To conclude ，it is a kind of tissue-engineering matrix with good material characteristics.

Key words：tissue-engineering; collagen type Ⅱ; biomechanics; pore diameter; cartilage defect

近年來，大量的文獻[1、2]資料顯示，膠原產品越來越廣泛地被應用于組織工程與相關臨床研究。而材料成型工藝、材料特性對修復軟骨療效有著顯著影響[3～6]，因此，本文以改進方法提取純化Ⅱ型膠原，并且以兩種不同的成型方法分別制成Ⅱ型膠原膜與Ⅱ型膠原海綿，通過比較力學性能、孔徑大小，結合動物實驗病理分析結果，探討兩種Ⅱ型膠原制品在材料特性與修復兔膝關節軟骨缺損方面的優劣。

1 主要儀器與試劑

鹽酸胍、胃蛋白酶、蘇木素、伊紅-Y、Safranin’O、Fast Green等均購自Sigma公司;激光共聚焦顯微鏡(LSM 510 META)、熒光顯微鏡(Zeiss Asiovert 200M)、顯微圖像分析系統(Axio Vision Rel. 4.5 Software)均購自ZEISS公司;拉力測試機(H25K-S)(拉力測試機自帶軟件QMAT Professional material testing software)均購自Tinus Olsen公司。

2 實驗方法

2.1 Ⅱ型膠原的制備 從新鮮屠宰的豬關節中切取透明軟骨，脫脂、搗碎、制勻漿，然后分別用4 M 的鹽酸胍去除蛋白多糖、再用胃蛋白酶酶解，氯化鈉鹽析后用醋酸溶解，調至中性，冷凍干燥。

2.2 Ⅱ型膠原材料的成型方法

2.2.1 以上經過分離提純的Ⅱ型膠原溶液調節好pH值后，過濾除菌，倒入模具，使用冷凍干燥機把經過提純后的Ⅱ型膠原凍干成海綿狀，制成Ⅱ型膠原海綿，Co60放射線消毒后備用。

2.2.2 以上經過分離提純的Ⅱ型膠原溶液調節好pH值后，過濾除菌，倒入模具自然風干，制成Ⅱ型膠原膜，Co60放射線消毒后備用。

2.3 兩種材料孔徑的測試

以激光共聚焦顯微鏡對Ⅱ型膠原基質海綿與Ⅱ型膠原生物膜分別進行膠原自發熒光分層掃描，激發波長為488 nm，發射波長為520 nm，以自發熒光信號強度為限，Ⅱ型膠原基質海綿掃描厚度為136.64 μm，Ⅱ型膠原-透明質酸復合膜掃描厚度為212.43 μm;使用CLSM圖像分析系統進行操作和分析，并對兩種材料的孔徑進行測量。然后以SPSS 13.0軟件包對數據結果進行Independent-Samples T Test統計分析。

2.4 兩種材料力學特性比較

以拉力測試機分別對Ⅱ型膠原基質海綿與Ⅱ型膠原生物膜以100 mm/min的速度進行單軸拉伸力學測試，材料斷裂時終止力學測試，使用拉力測試機自帶軟件測定這兩種材料的極限抗張強度、最大應變、拉伸率、最大負荷、彈性模量等指標;并分別繪制這些材料的負荷-拉伸曲線和應力-應變曲線，分析材料的力學性能。最后以SPSS 13.0軟件包對數據結果進行Independent-Samples T Test統計分析。

2.5 動物實驗

2.5.1 動物實驗分組將27只新西蘭成年純種雄兔隨機分為3組：A組Ⅱ型膠原海綿組，B組Ⅱ型膠原生物膜組，C組空白對照組，每組9只。術后分別于2、6和12周，3個時間點取材。每組每個時間點處死3只動物做病理分析。

2.5.2 動物實驗方法

手術兔用6 g/L 的戊巴比妥鈉2.6 mg/kg 經耳緣靜脈麻醉后，無菌操作下行膝關節內側長約4 cm的縱切口，依次切開皮膚，筋膜，關節囊，到達關節腔，將髕骨導向外側脫位，暴露出股骨滑車部。在股骨內髁滑車面用電動鉆，先用直徑2 mm的鉆頭初步定位，鉆出小凹陷，然后換5 mm鉆頭在此基礎上鉆出直徑5 mm、深3 mm 的全層關節軟骨缺損區，軟骨下骨板被完全破壞，用生理鹽水沖洗清除組織碎屑和血塊后暴露缺損。分別使用兩種材料填充缺損，然后兩組皆以生理鹽水沖洗后，以將髕骨復位，分層縫合膝關節囊、組織和皮膚。術后不固定膝關節，使用青霉素5萬IU/kg預防感染。分籠飼養，在籠內自由活動。

2.6 病理分析方法

2.6.1 HE染色 按照常規HE染色方法

2.6.2 Safranin’O-Fast Green染色方法

二甲苯，梯度酒精脫蠟至水，0.1%Fast Green染2 min，1%乙酸分色10秒，然后0.1%Safranin’O染6min，蒸餾水洗，梯度酒精脫水、二甲苯透明和中性樹膠封固。

2.6.3 Safranin ’O面積測定方法

使用ZEISS，Axio Vision 4.5顯微圖像分析系統，將顯微鏡下拍攝的染色的圖像導入軟件，然后在軟件中選擇測量工具，將染色的紅色和粉紅色部分用軟件勾畫出來測量這個區域的面積，將一張圖片中的所有區域的面積相加求得總面積(圖1)。以SPSS 13.0軟件包對數據結果進行Independent-Samples T Test統計分析。

圖1用計算機軟件勾劃新生軟骨區域，然后統計面積

3 結果

3.1 兩種材料孔徑與力學性能分析結果比較(表1)

以SPSS軟件將表1中四項數據均進行獨立樣本t-test數據分析，得出P

3.2 病理分析

3.2.1 HE染色觀察(圖2)

術后2周：空白組缺損內有大量肉芽組織填充，間質內大量新生毛細血管及炎癥細胞浸潤;Ⅱ型膠原膜組缺損區存在大量填充材料，損傷界面有大量肉芽組織形成及炎細胞浸潤;Ⅱ型膠原海綿缺損區已由大片新生骨組織和類軟骨組織填平，表層可見較完整的軟骨層，軟骨及軟骨下骨之間分界清楚，有明顯的潮線形成;缺損區下骨髓腔內仍有大量未降解的材料，并有纖維母細胞、骨細胞及類軟骨細胞向材料中長入。術后6周：Ⅱ型膠原海綿組缺損內填充物大部被吸收，大量新生軟骨生成，表面仍有毛糙，可見明顯潮線，而Ⅱ型膠原膜組缺損內填充物仍較多未被吸收降解，軟骨生成少，未見明顯潮線形成;空白對照組缺損表面有孤立、不延續新生軟骨區域形成。術后12周：Ⅱ型膠原膜組缺損區填充物大部被吸收，新生軟骨量較前多，有潮線形成但仍呈斷續不延續狀，而Ⅱ型膠原海綿組軟骨表面平滑，潮線完整，空白對照組新生軟骨較前為多，部分融合，但是潮線仍不完整。

3.2.1.1 H.E Wakitani評分[19](表2)

3.3.2 Safranin’O-Fast Green染色(圖3)

術后2周，3個組別均以綠染組織為主，Ⅱ型膠原膜組缺損邊緣有少量紅染的類軟骨組織從殘端處長入;Ⅱ型膠原海綿組表層可見粉紅色的類軟骨組織覆蓋于移植材料之上。術后6周，3個組別的軟骨細胞增生較先前較活躍，Ⅱ型膠原膜組的新生軟骨相對較少。Ⅱ型膠原海綿組缺損區表層新生軟骨組織完整，但基質染色較淺，與正常紅染的組織比較仍然有較大差別。在空白對照組，新生軟骨面積介于上述兩組之間。術后12周，3個組的新生軟骨組織相似，缺損區邊緣新生軟骨組織與周圍正常軟骨組織融合生長，基質的染色、細胞形態及排列與周圍正常組織差異不大。

表2 H.EWakitani評分(n±s-)術后2周(n=9)術后6周(n=9)術后12周(n=9)空白對照組10.33±0.587.67±0.586.33±0.58Ⅱ型膠原膜組11.67±0.589.00±1.006.67±0.58Ⅱ型膠原海綿7.67±0.586.33±0.586.00±1.00P值00.0130.579F值37.339.60.6 圖2術后2～6周組織學切片圖(HE×50) 圖2a空白對照組 圖2bⅡ型膠原海綿組術后2周 圖2cⅡ型膠原膜組術后2周

圖2d空白對照組術后2周 圖2eⅡ型膠原海綿組術后6周，箭頭所示為新生軟骨 圖2fⅡ型膠原膜組術后6周 圖3術后2～6周組織學切片圖(Safranin O×50)，對照圖1樣本相同區域的特殊染色，其中軟骨細胞及軟骨基質染成紅色，其余組織為綠色 圖3a空白對照組術后2周 圖3bⅡ型膠原海綿組術后2周 圖3cⅡ型膠原膜組術后2周 圖3d空白對照組術后6周 圖3eⅡ型膠原海綿組術后6周，箭頭所示為新生軟骨 圖3fⅡ型膠原膜組術后6周，箭頭所示為新生軟骨組織爬行至缺損區3.3.2.1 Safranin’O-Fast Green染色軟骨面積計算與均數直條圖(見表3)

以SPSS 13.0軟件包對3個組2周、6周Safranin O面積作one–way ANOVA Bonferrnoni檢驗。結果2周各組面積F=54.36，P=0，有顯著統計學差異，6周各組間F=7.85，P=0.021，有顯著統計學差異。

4 討論

Ⅱ型膠原作為人類軟骨組織中的主要成分，有良好的生物相容性、生物力學特性，在眾多膠原材料中，促進軟骨修復的效能最好。但由于Ⅱ型膠原提取、純化工藝較為復雜[10]，以往類似研究多采用Ⅰ型膠原作為基質材料。所以改進方法提取、純化的Ⅱ型膠原有良好的組織、細胞相容性，而且較國外主流同類產品有更高的純度[8～10]。D. Green等[11] 研究表明軟骨組織工程支架材料的孔徑在90～120 μm范圍內的時候，最適合于誘導軟骨生長。在本研究中，我們以激光共聚焦顯微鏡配合專用軟件測得，Ⅱ型膠原海綿組平均孔徑為(93.26±38.41) μm，Ⅱ型膠原膜組為(204.64±83.75) μm，無疑前者的平均孔徑遠較后者更加接近于最適于軟骨生長的孔徑。從兩種材料的拉力測試效果來看，Ⅱ型膠原海綿的極限擴張強度低于Ⅱ型膠原膜，但是在其最大應變、極限拉伸度方面高于Ⅱ型膠原膜，而彈性模量更是遠小于后者，說明Ⅱ型膠原海綿的可塑性比Ⅱ型膠原膜強。在動物實驗過程中，作者體會到，Ⅱ型膠原海綿容易塑形，易于固定在軟骨下鉆孔后的缺損中。而Ⅱ型膠原膜則容易折斷、碎裂，易于在孔道里脫出。因此，Ⅱ型膠原海綿較Ⅱ型膠原膜具有更理想的力學特性。

表3 Safranin’O-Fast Green染色軟骨面積計算統計表(n±s-)2周(μm2)6周(μm2)空白對照組257 649.0±40 092.6400 003.0±93 498.6Ⅱ型膠原膜組125 586.3±125 586.3219 754.3±40 747.7Ⅱ型膠原海綿369 225.7±19 048.5370 641±96 274.5P值00.021F值54.367.85

關于骨關節損傷修復的組織工程基質的降解性能的測定，目前主要采用3種方法：體外測定、皮下種植、關節內種植。體外測定的降解過程并不能真實反映材料在體內的降解速率[20];而體內種植同樣無法模擬關節腔的生理學、力學內環境;而關節內種植，直接將支架材料置于關節受區，避免了前兩種方法的缺點，受到越來越廣泛的采用[21]。本研究從HE染色結果可觀察到：術后2周，接受兩種不同材料種植的軟骨缺損處均有大量未被吸收降解的材料。術后6周，Ⅱ型膠原膜組缺損處骨髓腔內有大量填充材料仍然未能降解，呈致密狀，未見纖維母細胞等間質細胞長入材料空隙處;而Ⅱ型膠原海綿組缺損處骨髓腔內填充材料大部分被吸收，在殘留的少部分未降解的Ⅱ型膠原材料中，發現有大量纖維母細胞長入材料中(圖1e)。病理結果客觀反映了一個過程：Ⅱ型膠原海綿能在修復初期起到一個提供表面新生軟骨爬行、以及使骨髓間充質細胞沿孔隙長入的支架作用，幷在新生軟骨及軟骨下骨塑形的階段，大部分被降解吸收;相對比下，Ⅱ型膠原膜則過于致密，不利于新生組織爬行及細胞長入，而且降解太慢，阻礙了新生組織的生長、爬行替代作用。

止血、限制炎癥的功能一直被普遍認為是生物材料的一種重要的特性[12～14]。軟骨修復過程中，如出血量過多，則加劇炎癥反應。而積血凝塊將機化而成大量的纖維組織，一定程度上阻礙了軟骨細胞的爬行生長。楊、武等[15、16]在動物實驗研究中發現，Ⅱ型膠原海綿有良好的止血與限制炎癥的作用。膠原海綿一旦與出血創面接觸，其接觸面迅速形成凝膠而粘附在出血創面上，外面則形成連續的壓迫干層，建立一種理想的止血狀態與結構。另外，形成的持續時間較長的穩定凝膠，可保證新生創面組織順利地長入，從而達到創面修復的目的。而本次動物實驗過程中，充分體會到：膠原海綿有良好的吸液、填塞作用，而膠原膜的堅硬易碎的質地，無法有效止血，因此，Ⅱ型膠原海綿組手術出血量遠較Ⅱ型膠原膜組與空白組為少。

HE染色作為常規病理觀察方法適合于觀察組織的形態結構，與周圍組織的序列關系。作者以細胞形態、基質染色、表面規則性及軟骨厚度四方面的為評價標準，觀察3個組的HE染色切片。2、6周3個組的Wakitani評分之間均有顯著統計學差異，而到12周則無顯著統計學差異(表2)。Safranin’O染色可以明確顯示蛋白多糖中的糖氨多糖(GAG)的含量[17]，而糖氨多糖的含量則與類軟骨細胞的活性密切相關。Safranin’O染色結果顯示，2周軟骨面積上Ⅱ型膠原海綿明顯優于Ⅱ型膠原膜與空白組，而到6～12周，差距同樣有縮小趨勢(表3)，但在軟骨成熟度上前者仍較后者有明顯優勢。而崔玉明等[18]在使用膠原海綿結合rhBMP-2對兔股骨髁面軟骨缺損進行修復過程中發現在2、12及24周各時點，HE染色評分上實驗組均較空白對照組有顯著統計學差異，與我們觀點相近。

本次實驗通過比較生物力學、材料孔徑、病理分析結果，說明Ⅱ型膠原海綿較Ⅱ型膠原膜有更加合理的生物學結構性質，更加有利于修復軟骨缺損，是一種具有良好材料特性的生物工程基質。

參考文獻

[1] 張云松， 高建華， 魯峰， 等. I型膠原支架材料與人脂肪干細胞體外生物相容性研究[J].南方醫科大學學報，2007，2:223-225.

[2] 項舟， 胡煒， 孔清泉， 等. 骨髓間充質干細胞種植I型膠原支架材料修復關節軟骨缺損的初步研究[J]. 中國修復重建外科雜志， 2006， 2:148-154.

[3] 閻繼紅， 劉玲蓉， 李學敏， 等. 膠原-透明質酸-硫酸軟骨素復合三維支架體外構建組織工程軟骨的實驗研究[J]. 中國修復重建外科雜志，2006，2:130-133.

[4] 李軍杰， 呂安林， 刁繁榮， 等. 膠原海綿復合新生大鼠原代心肌細胞構建工程化心肌組織[J].中國組織工程研究與臨床康復， 2007， 9:1609-1612.

[5] Berglund JD， Mohseni MM， Nerem RM，et al.A biological hybrid model for collagen based tissue engineered vascular constructs[J]. Biomaterials，2003，7:1241-1254.

[6] Noah EM， Chen J， Jiao X，et al.Impact of sterilization on the porous design and cell behavior in collagen sponges prepared for tissue engineering[J].Biomaterials， 2002，14:2855-2861.

[7] Sachlos E， Reis N， Ainsley C，et al.Novel collagen scaffolds with predefined internal morphology made by solid freeform fabrication[J].Biomaterials，2003，24:1487-1497.

[8] 李斯明，葉春婷，鄒海燕，等.高純度豬軟骨Ⅱ型膠原的制備與檢測[J].生物醫學工程學雜志，2001，4：592-594.

[9] 葉春婷，鄒海燕，葉惠貞，等.豬軟骨Ⅱ型膠原的生物相容性研究[J].中國臨床康復，2002，6:797-799.

[10]葉春婷，李斯明，鄒海燕，等.軟骨Ⅱ型膠原的制備及其毒理學評價[J].中華創傷雜志，2002，5:312-313.

[11]Green D， Walsh D，Mann S，et al.Potential of biomimesis in bone tissue engineering[J].Bone，2002:810-815.

[12]Geiger M，Li R， Friess W.Collagen spongesfor bone regeneration with rhBMP - 2[J].Advanced Drug Delivery Reviews ，2003，55:1613-1629.

[13]Hui LL，Asad AK，Duncan Q. The preparation and characterization of drug - loaded alginate and chitosan sponges[J].International Journal of Pharmaceutics， 2003，251:175-181.

[14]Taek WC， Jun Y， Toshihiro A，et al.Preparation of alginate pgalactosylated chitosan scaffold for hepatocyte attachment[J].Biomaterials，2002，23:2827-2834.

[15]楊小紅，李斯明，等.Ⅱ型膠原海綿修復兔膝關節軟骨缺損的組織學觀察[J].中國矯形外科雜志，2003，3:236-239.

[16]武繼民，苗明山，關靜，等. 膠原海綿醫治體表出血創面的動物實驗觀察[J].生物醫學工程與臨床，2002，1:11-13.

[17]Kiarly K，Lammi M，Arokoski J，et al.Safranin O reduces loss of glycosaminoglycans from bovine articular cartilage during histological specimen preparation[J].Histochem，1996，2:99-107.

[18]崔玉明，伍驥， 胡蘊玉. PLGA和膠原海綿復合 BMP修復兔關節軟骨缺損的對比研究[J].中國修復與重建外科雜志，2008，2：148-152.

[19]Wakitani S， Kimura T， Hirooka A， et al.Repair of rabbit articular surface with allograft chondrocyte embedded incollagen gel[J].J Bone Joint Surg[Br]，1989，71:74-80.

篇3

關鍵詞：脊柱壓力；坐姿；生物力學

在日常生活中，人們每天都要坐著，尤其是許多長期伏案工作的人員，如教師、白領、司機等許多長期處于靜坐的人群而隨著年齡的增長，容易產生各類腰椎疾病，（如腰肌勞損、骨質增生等）此類疾病的產生，對神經系統的傷害和刺激尤為敏感，而且對其他肢體部分的功能有著嚴重的障礙，從而對患者的日常生活工作，學習帶來了諸多的不變。

1.脊柱的解剖學結構和功能概述

1.1脊柱的解剖學結構

脊柱是由24塊椎骨、一塊骶骨和一塊尾骨構成，脊柱又分為頸椎、胸椎、腰椎。是人體的中軸，各個椎體之間由椎間盤相互連接，椎間盤中有髓核，髓核是一團親水的膠狀物。青年人的髓核內具有豐富的親水性粘多糖[1]。髓核位于椎間盤的中央，內部膠狀物由外部堅強組織即纖維環所包圍，纖維環由纖維軟骨組織構成。纖維軟骨內粗大的膠原纖維環保證了纖維環承受屈曲和扭轉時高負荷量。椎間盤成分類似于關節軟骨，即堅韌又有彈性，在接受到壓力刺激是會被壓縮，除去壓力后又會復原，所以椎間盤又會對外界對脊柱產生的壓力起到一個緩沖和減震的效果。

1.2脊柱的功能概述

脊柱的功能單位又叫運動節段，是指兩個相鄰近的椎骨及其期間的軟組織共分為前部和后部.。節段前部包括兩個上下兩層的椎體、椎間盤和前縱韌帶。椎體主要承擔來自軀干，上部的壓力負荷，這種壓力負荷從上到下逐漸增大，因此腰椎椎體比胸椎和頸椎的椎體都要寬而厚。這些較大的結構保證了腰椎能承受較大負荷。

椎間盤能承擔和傳遞負荷，同時可以限制腰部過度運動，因此具有重要的機械和功能作用，椎間盤內部有髓核，其是一團膠狀物，脊柱受力，髓核具有流體靜力學的特點，是壓力均勻分布在椎間盤，因此椎間盤作為一富水的組織，在整個運動節段中像一個墊子一樣墊在椎體間，起到儲存和傳遞負荷的作用。

運動節段的后部分配著脊柱的運動，由相應平面的椎弓、關節突構成的椎間關節、橫突、棘突和各種韌帶組成。脊柱各個平面可能存在的運功取決于椎間關節面在橫斷面和額狀面的朝向，椎間盤的朝向變化在整個脊柱均存在。

2.不同坐姿下腰椎的受力分析

腰椎的負荷主要來自體重、肌肉收縮力、韌帶產生的預應力和來自體外的負荷，而身體的不同坐姿可影響腰椎的負荷。在椎間盤內測量的體內研究發現，在不同坐姿情況下，腰椎的受力大小是不相同的，根據有關的壓力測定結果值可知[2]。

2.1人體在放松坐位時，沒有靠背的情況下，人體腰椎受到的壓力是人體放松站立所受壓力的92%。

2.2人體在繃直背部坐位時，人體腰椎所受到的壓力是人體放松站立所受壓力的110%。

2.3人體在極度屈曲的坐位情況下，人體腰椎所受到的壓力是人體放松站立所受壓力的166%。

2.4人體在有靠背的坐位時，人體腰椎所受到的壓力是人體放松站立所受壓力的54%，根據研究表明[3]靠背的不同角度，有無支撐物都對腰椎的受力有關：

（1）靠背呈90度角，椎間盤內壓力最大，（2）同樣的角度下增加支撐物，椎間盤內壓力降低；（3）靠背向后傾斜呈110度角，但無支撐物條件下，椎間盤內壓進一步減小（4）靠背向后傾斜呈110度角，增加支撐物可使椎間盤內壓進一步減少；（5）將支撐物移向胸椎，使身體上部向前屈曲，腰椎向后凸出，椎間盤內壓增加[4][5]。

3.小結

通過研究發現，不同坐姿對人體脊柱壓力不同，對于那些長期處于靜坐狀態的工作者而言，保持正確的坐姿對于減少椎間盤壓力，預防腰肌勞損、椎間盤功能退化及椎間盤突出等癥狀具有一定積極意義。綜合上述文獻可知，坐姿狀態下工作時，應采取有110度后仰靠背的座椅，從而可以減小體重對脊柱的壓力。同時我加強體育鍛煉，尤其是腰背部肌肉力量鍛煉，增加肌肉功能，對于調整人體脊柱壓力負荷具有重要意義。（作者單位：南昌航空大學體育學院）

基金項目：南昌航空大學第九屆三小項目。

參考文獻

[1] UrbanJ.P，G， McMullin，J.F.. Swelling pressure of the the intervertebral disc：Influence of proteoglycan and colvan contents[J]. Biorheology. 1985， 22： 145.

[2] White，H.J. ，Neef，P.， Caimi，M.，et al. New in vivo measurements of pressures in the intervertebral disc in daily life . Spine ，1999，24，755.

[3] Andersson，G.B.J Ortengren，R.，Nachemson，A.，et，al. lumbar disc pressure and myoelectric back muscle activity during sitting .1974，6，104.

篇4

摘 要 目的：回顧性分析兒童管狀骨骨骺骨折的發生機制、特點和分型，提高診斷率，指導臨床治療，避免畸形。方法：收集自2008年以來接診的120例兒童閉合性損傷致骨骺骨折患兒，用S-H分型方法分型和歸類。結果：Ⅰ型為10%，Ⅱ型為48%，Ⅲ型為6%，Ⅳ型為30%，Ⅴ型為1%。誤診8例（6%）。結論：管狀骨骨骺骨折為兒童外傷所特有的損傷，發生率高，若診治不當，易導致患兒畸形及生長障礙，尤其是嚴重的關節功能障礙。

關鍵詞 管狀骨 骨骺 骨折 X線 誤診

doi:10.3969/j.issn.1007-614x.2011.02.127

管狀骨骨骺骨折，尤其關節附近的骨骺骨折為兒童所特有，與兒童骨骺骺軟骨的生物力學特性有關。

資料與方法

一般材料：本組患兒年齡為2～16歲，平均9歲。傷后感疼痛、腫脹、肢體畸形、關節功能活動受限就診。

設備及方法：MIS直接數字系統，立位或臥位投照。200MA；50～55KV；40～80毫秒；投照距離110cm；肩、肘、腕、膝、踝正側位投照；手、足正斜位投照。必要時攝雙側對比或應力位平片。

結 果

本組患兒全部為閉合性損傷，多見不同程度骨骺損傷。其中，發生于肱骨上端9例，肱骨下端32例，橈骨下端60例，股骨下端1例，脛骨上端1例，脛腓骨下端15例，手指2例。依據S-H分型：Ⅰ型10例（8%），以肱骨遠端、橈骨遠端多見，可見骨骺分離、移位、部分見成角；Ⅱ型88例（73%），可發生于任何管狀骨端骨骺，可見骨骺分離、移位、成角，多伴有長骨干骺端三角形折骨片；Ⅲ型3例，約2.5%，多可見部分骨骺分離、移位；Ⅳ型36例（30%），可見干骺端及骨骺折骨片部分可有明顯分離移位；Ⅴ型1例。誤、漏診8例。

討 論

骨骺骨折是指骨骺愈合前因外傷所致的骨折。任何直接或間接的暴力和疲勞性損傷，均可導致骨折的發生。約占兒童骨折的6%～30%。上肢多于下肢，遠端多于近端。好發部位：橈骨遠端、指骨、脛骨遠端、趾骨、肱骨遠端、尺骨遠端、橈骨近端、肱骨近端、跖骨、脛骨遠端。以肘、腕關節最多見。在發育過程中，骺生長板既承受壓應力、張應力，也承受一定的剪應力和扭曲應力。其承受力的限度取決于該組織吸收能量的能力、彈性模量、疲勞強度、結構密度等【sup】［1］【/sup】。骨骺骨折的發生與兒童骨骺骺軟骨的生物力學特點有關。骨骺由生長帶、軟骨成熟帶和軟骨變異帶構成。生長帶具有一定的彈性，因壓應力的作用而發生壓縮性骨折較少見；軟骨變異帶、成熟帶的肥大細胞膠原纖維數量少，膠原排列不規則，未形成規范的骨哈弗系統，結構上軟弱，強度僅及附近關節韌帶和關節囊的20%～50%，抗剪應力、張應力能力差【sup】［2］【/sup】。作用于關節部位的暴力在不足以造成肌腱韌帶斷裂前，已超過骺生長板的抗折強度而易發生骨折。

對于影響到骨骺、干骺端或所有這些結構具有定位價值并普遍適用的分型標準是S-H分型。Ⅰ型為骨骺與干骺端完全分離，整個骺板的所有層都斷裂，約占兒童骨折的5%，主要由剪力和拉力造成，＜6歲的外傷患兒多見，如無明顯位移或成角，極易漏診；Ⅱ型為部分骺板斷裂，干骺端的主要部分與骺板分離，最常見，常因剪力或拉力造成，預后較好；Ⅲ型為骨折延伸到干骺端，并波及關節面，可以部分與干骺端分離。常見分離的骨骺明顯的移位現象，常由剪力造成；Ⅳ型為骨折線穿過干骺端，骺板和骨骺的骨折多數也穿過關節軟骨；Ⅴ型為骺板的壓縮性損傷，一般不伴骨損傷，最初多無異常表現，常誤診或漏診，如不能及時診斷，常造成生長障礙或成角畸形。1981年Ogden將軟骨膜創傷伴生長板栓系（周邊橋）、骺（軟骨或骨軟骨骨折、）、干骺端骨折、骨膜撕脫性損傷等骺及周圍組織的損傷（Ⅵ-Ⅸ）作S-H分型的補充。

誤診原因分析：兒童管狀骨端的骨折，應考慮骨骺損傷的可能。X線檢查是首選的檢查方法。絕大多數可依據骨骺移位（伴或不伴干骺端碎骨片）、骺板增寬及臨時鈣化帶模糊或消失等表現確定，尤其對Ⅱ型及Ⅳ型骨骺骨折，可為臨床治療、預后判斷提供客觀的影像學診斷依據。骺軟骨在X線投照中不顯影，無移位和（或）2次骨化中心未骨化前的骨骺骨折不能顯示，極易漏診。本組誤診或漏診的8例均無明顯錯位、成角或重疊畸形，傷后1～2周復查有骨膜修復才得以診斷。

對策：診斷骨骺骨折時應對骨骺發育的時間早晚及順序有充分的認識和了解，對于區分骨塊影是骺或碎骨片尤其重要。還應仔細觀察骨化中心與干骺端的對位關系以及與關節上下相應的對位關系。如發生于肱骨下端者應注意肱骨干骺端與骨骺的成角改變；橈骨下端骨折應注意掌傾角的變化。注意區分是發生于關節囊內還是發生于關節囊外的骨折。對患側有明確外傷史局部骨質扭曲和（或）軟組織明顯腫脹的外傷部位，并伴有嚴重功能障礙，應想到骨骺骨折發生的的可能；平片上又沒有明顯的骨折證據時，加攝健側以作對比，必要時可讓患者負重約1～2kg沙袋于應力位投照，仔細觀察骨骺與干骺端的對位情況，以增加檢出率。一些間接征象如脂肪線的模糊與移位、骨膜與股內膜反應、關節積液、關節囊內脂-血界面、雙皮質線、干骺角不規則等征象，可作骨骺骨折診斷的重要線索【sup】［3］【/sup】。

隨著DR與CR的廣泛應用，利用有效的灰度調節，部分無明顯移位的骨骺骨折的診斷成為可能。

參考文獻

1 屈輝.兒童骺軟骨骨折的影像學診斷.中華醫學影像網,2007,12,30.

2 榮國威,王成武.《骨折》.北京:人民衛生出版社,1268.

篇5

組織工程是應用工程科學和生命科學的原理，開發用于恢復、維持及提高受損傷組織和器官功能的生物學替代物的科學。作為新興的多學科、多領域的交叉學科，它所研制的再生組織和器官，是對外科傳統模式的一次挑戰。它的誕生與發展推動了醫學科學的發展，也為人類再造各種人體組織和器官、解決棘手的器官移植供體短缺問題帶來了希望[1]。在動物實驗的基礎上，不少組織工程的研究成果已開始在臨床上應用，治療各種組織器官缺損的修復，而且應用越來越廣泛。隨著研究的不斷深入，組織工程產物已在骨科臨床收到較好的效果。

1 軟骨組織工程

軟骨損傷后的自我修復相當困難，目前醫學界尚未能找到一種理想的治療方法，是組織工程的發展使人們看到了完美修復關節軟骨損傷的希望。關節軟骨組織工程通過生物學和工程學的原理和方法構建具有生物活性的軟骨組織，用以修復、改善關節軟骨缺損，加快關節功能的恢復。通過體外獲取并大量增殖軟骨種子細胞，種植至來源廣泛、可大量生產并可塑形的生物材料上，在體外構建成為軟骨細胞和三維支架復合物，進而植入體內修復各種關節軟骨缺損。生物材料的來源和其適宜軟骨細胞生長的結構，軟骨種子細胞來源和加快其增殖等問題便成為關節軟骨組織工程研究中有待解決的兩大關鍵問題。通過宿主或供體調控免疫反應，可使同種異體細胞成為人們的另一種選擇[2]。近年來，組織工程的研究為軟骨缺損的修復提供了新的方向。

目前用于軟骨修復的組織工程技術有四種，軟骨細胞植入或與生物相容性材料復合植入;具有軟骨細胞分化潛能的細胞群(如骨髓基質干細胞)的植入，骨膜、軟骨膜移植;生物相容性材料單獨植入或與生長因子復合植入;經基因修復可表達促修復因子的細胞的植入。關節軟骨的成功修復需要的必要條件是具有一定數量的可以滿足軟骨修復的細胞群;軟骨缺損內需充填支架材料，使軟骨缺損得以有組織地修復;需要合適的內固定方法，既能抗關節活動而不松脫，又不干擾修復過程。

軟骨作為第一種獲得成功的組織工程化組織，也是當前組織工程研究的熱點。采用自體移植，同種異體移植或異種移植以及人工修復體的方法已使軟骨組織缺損的治療得到很大的改善但是還存在許多問題亟待解決[3]，其中優化種子細胞源是應用這一技術的前提和關鍵。

2 骨組織工程

骨缺損是骨科的常見病，是致傷殘的重要因素。骨缺損多采用骨移植的方法治療，以自體骨移植較好，異體或異種骨移植存在免疫排斥及醫源性感染等問題。近年來，隨著細胞生物學、分子生物學以及生物材料科學的發展，骨組織工程作為一門新興的交叉學科在其研究和應用方面取得了長足進步，為骨缺損修復帶來美好的前景。自從成骨細胞體外分離培養成功，已經有大量的人工骨的研究問世。骨組織工程發展迅速，通過用骨組織工程的原則和方法得到的骨組織，不僅可以解決脊柱融合問題，對骨缺損、難愈合的骨折、骨質疏松等的治療都有臨床應用價值。

骨組織工程常用的方法是將誘導成骨因子與支架材料在體外復合后植入體內，通過誘導成骨因子發揮誘導作用，增加成骨細胞的數量，促進新骨形成，也可體外培養擴增的成骨系細胞，在體外種植于適宜的支架載體后再植入人體內骨缺損的部位。骨組織工程學的種子細胞主要是采用骨膜的成骨細胞和骨髓基質干細胞。取材于骨膜的成骨細胞原代細胞數目多，細胞易定向分化，成骨能力強，植入體內能較快地形成新骨，是骨組織工程研究的常用的種子細胞之一[4]。

生物活性陶瓷是目前廣泛應用的骨替代材料之一。這些材料有良好的生物相容性，耐磨，彈性模量接近骨骼，可制成多孔結構。通過加入金屬纖維或與生物高分子材料復合物等增加韌性、強度的處理，可具有常規陶瓷不可比擬的優點，如強度高、韌性好、表面光潔等。考慮到無機類材料、合成聚合物材料、天然聚合物材料的優缺點，將三者通過合適的方法組合成復合材料，取長補短，模擬天然骨基質組成成份，將多種生長因子緩釋系統引入材料，并模擬其在體內釋放的時間、空間順序，實現骨組織工程支架的仿生化，促進成骨細胞的粘附、增殖和分化，發揮最佳成骨能力是未來骨組織工程基質的研究方向[5]。近期以完全脫鈣骨及部分脫鈣骨修復骨缺損的臨床研究重點多在人顱面骨缺損的修復，很少涉及長骨骨不連及骨囊腫的治療。

骨形成是一個十分復雜的過程，在眾多的影響因素中生長因子的作用十分重要。目前，在已經確定對骨形成有明顯作用的生長因子有骨形態發生蛋白、胰島素樣生長因子、轉化生長因子-β等。其中骨形態發生蛋白是發現最早、研究最多的對成骨作用最為肯定的生長因子。經過大量動物實驗證實，骨形態發生蛋白具有強大的促成骨活性，能夠誘導間充質細胞不可逆地分化為骨、軟骨組織[6]。基于骨形態發生蛋白的安全性和高效誘導成骨活性被越來越多的實驗所證實，在一些國家骨形態發生蛋白已進入大規模的臨床實驗階段，但是其有效性和安全性尚需大量的臨床試驗去進一步證實。呂剛:醫學組織工程在骨科臨床中的應用遼寧醫學院學報 2009年12月，30(6)

3 人工關節置換

骨骼是支撐人體的最重要組織，也是人類實現一切運動機能的基礎，而關節則是連接骨骼的重要結構。人體各部分能夠自由活動，把大腦的指揮付諸實施都離不開骨骼與關節的協調作用。如果骨骼關節系統受到侵損，造成關節病變，就會影響關節的正常功能，給患者的生活和工作帶來極大的不便。人工關節是骨科領域在二十世紀取得的最重要進展之一，它使過去只能依賴拐杖行走，甚至殘疾的關節病患者實現行走自如的夢想。人工關節置換術歷經40 余年的發展，現已成為治療嚴重的髖、膝關節疾病的臨床標準手術之一。

隨著人均壽命增加，股骨頸骨折的發病率日趨增高，并逐漸對醫療、社會等提出重大挑戰：目前我國已經進入老齡化社會，患病人數呈逐年迅速增長的趨勢。近年來髓關節病變及股骨頭壞死等癥在30多歲的年輕人中呈多發趨勢，輕者行動不便，嚴重者則喪失行走能力，被喻為骨科“癌癥”。人工關節置換術通過手術重建一個功能接近正常的關節，來替代已徹底惡化了的生理關節，實現人體關節的全部或部分功能[7]。經過30 余年的臨床驗證，采用人工關節治療髖、膝關節病療效顯著，因此人工關節置換術被稱為是治療關節疾病的革命性進展。

目前人工關節已廣泛應用于治療肩關節、肘關節、腕關節、指間關節、髓關節、膝關節以及踩關節等的疾病，其中以髓關節及膝關節置換最為普遍，已廣泛在臨床上應用。老年股骨頸骨折的治療目的是使患者在沒有并發癥的前提下盡早恢復到傷前的活動狀態，因此，選擇恰當的治療方法以減少并發癥并使患者早日恢復顯得尤為重要。人工髖關節置換手術方法簡單、快速、安全，任何事物都有其兩面性，人工假體的出現解決了很多以前不能實現的難題，但有再移位、骨不連、股骨頭缺血壞死、感染、松動，脂肪栓塞，下肢深靜脈血栓等并發癥，使再手術率升高[8]。而人工髖關節置換雖然可一次性解決內固定帶來的并發癥，但隨著患者生存率提高，也出現了髖臼磨損、假體松動下沉、異位骨化、假體周圍骨折、深部感染致假體失效等并發癥。假體周圍細胞的具體生物學行為及其影響因素，影響假體-骨界面骨整合率的因素等問題仍尚待解決。

4 脊柱人工間盤的應用

脊柱人工間盤植入堅強固定技術大大提高脊柱手術的成功率，但堅持固定同時帶來了相關的問題，內固定的應力遮擋會引起錐體骨塊疏松及融合的相鄰節段蛻變速率加快也同樣引起了專家的重視。鄰近節段應力及活動增加是發生退變的生物力學基礎。而更加符合人體生物力學的生物學固定已應用于臨床。但因其適應癥較窄，置入的單節段人工髓核是否能夠長期保持髓核生物力學上的功能，并保持與軟骨板之間的代謝活動有待觀察。人工間盤置換治療頸椎間盤疾患已經取得了較好臨床效果。其減壓徹底、癥狀緩解明顯，并于近期觀察有效保留了運動節段。同時腰椎后路動態內固定系統，包括椎間應力分散系統，棘突間韌帶裝置等應用于臨床，其特點是以椎弓根螺釘為主要構件，輔以具有動態和柔性的連接裝置。其意義在于更穩定脊柱的同時又保留了椎間盤纖維環后部及小關節的生物力學特性，從而可以預防鄰近節段的退變。但其應用價值還有待大量、長期的臨床隨訪結果的檢驗和證實。

近些年，前路減壓人工間盤植入術已成為解除頸脊髓和頸神經根受壓的主要治療方式，其手術效果良好，能很好地解除脊髓、神經根受壓、穩定了病變頸椎[9]。這種手術在技術上要求更精確、適應癥范圍更廣、假體的制作更加仿生，同時臨近節段椎間盤退變的原因以及處理方式也會進一步明確。

下腰痛是困擾骨科臨床治療的一大頑癥，發病率很高。腰椎間盤退變是其主要的原因，腰椎間盤一旦開始退變，則難以逆轉。傳統的治療方法，包括保守治療和手術治療，雖然可在一定程度上緩解由椎間盤退變引起的臨床癥狀，但卻不能根本解決問題，理想的外科治療方法是修復，而椎間人工間盤植入術是代替而非修復。組織工程的興起及其技術在臨床不同領域的應用，為椎間盤退變疾患的治療帶來了新的思路。總之，組織工程技術提供了一種代替失去功能的退變的椎間盤組織的可能性。但組織工程在椎間盤領域的研究仍有很多問題是未知的;椎間盤退變的確切機制尚待進一步研究。

5 展 望

組織工程在臨床治療中的廣闊應用前景已顯而易見。但總體上講，組織工程研究仍處于起步階段，目前僅僅是走通了應用組織工程技術修復臨床簡單組織缺損這條路，還有許多制約組織工程應用與發展的基本科學問題沒有闡明:如組織工程骨臨床應用種子細胞的獲取和誘導轉化技術流程的建立;在目前臨床應用的初步實驗階段應謹慎地選擇病例，不能在不具備條件的情況下無原則地擴大治療適應證等等[10]。

我國骨組織工程研究在很多方面處于國際領先地位，且正面臨一個前所未有的發展時機。臨床應用所獲得的良好結果，必將反過來推動基礎研究的深入進行，基礎研究的成果又為進一步臨床應用提供可靠的依據，并使臨床應用具有更好的安全性及可靠性。可以預見，在今后不太長的時間內，將會有更多的組織工程植入物為創傷提供修復材料。只有系統地闡明組織工程化組織形成、成熟及體內轉歸過程中的一系列重要問題和內在機制，才能真正實現組織工程的臨床應用與產業化。

參考文獻

1] 楊志明.組織工程[M].北京:化學工業出版社現代生物技術與醫藥科技出版中心，2003: 9.

[2] Zhou G，Liu W，Cui L，et al. Repair of porcine articular osteochondral defects in non-weight bearing are as with auto-logous bone marrow stromal cells[J].Tissue Eng，2006，12(11):3209 - 3221.

[3] June R　K，Fyhrie D　P. Enzymatic digestion of articular cartilage results in viscoelasticity changes that are consistent with polymer dynamics mechanisms[J].Biomed Eng Online，2009，8(1):32.

[4] Nakamura S，Yamada Y，Katagiri W.Stem cell proliferation pathways comparison between human exfoliated deciduous teeth and dental pulp stem cells by gene expression profile from promising dental pulp[J]. J Endod，2009，35(11):1536-1542.

[5] Cui L，Yin S，Liu W，et al. Expanded adipose derived stem cells suppress mixed lymphocyte reaction by secretion of prostaglandin E2[J]. Tissue Eng，2007，13(6):1185 - 1195.

[6] Franz E　W，Mathias P　Lutolf，Simone R，et al. Bone tissue engineering using synthetic fibrin-like hydrogels[J]. European Cells and Materials，2008，16(4):63.

[7] Duque　G，O　Demontiero　Troen.Prevention and treatment of senile osteoporosis and hip fractures[J]. Minerva Med，2009，100(1):79-94.

[8] Blomfeldt R. Displaced femoral neck fracture: comparison of primary total hip replacement with secondary replacement after failed internal fixation: a 2-year follow-up of 84 patients[J].Acta Orthop，2006，77(4):638-643.

篇6

[關鍵詞]補腎健脾中藥；骨質疏松骨折；骨痂；結締組織生長因子；Osterix

[中圖分類號] R683 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-4721（2017）05（a）-0063-04

[Abstract]Objective To analyze the influence of Chinese Herbal Compound of Tonifying Kidney and Strengthening Spleen on CTGF and Osterix factor expression in callus of osteoporotic fracture.Methods 60 female SD rats of clean-class aged six-month were selected and they were randomly divided into 3 groups：model group，western medicine group and traditional Chinese medicine group （TCM group） （n=20）.After the success of the osteoporosis′ fracture model，TCM group was given Chinese Herbal Compound of Tonifying Kidney and Strengthening Spleen and the western medicine group was given sodium alendate suspension.The model group was given routine culture.After 1 month，the callus of each group was taken and cultured in vitro.The callus of each group was cultured with the corresponding serum.CTGF and Osterix expression in each group were detected by fluorescence quantitative PCR.Results The expression of CTGF mRNA in TCM group and western medicine group was significantly higher than that in model group （P

[Key words]Chinese herbal medicine of tonifying kidney and strengthening spleen；Osteoporosis fracture；Callus；Connective tissue growth factor；Osterix

骨|疏松癥最嚴重的并發癥是骨質疏松性骨折，嚴重影響患者的生活質量。骨質疏松性骨折是由于骨強度下降所致。目前已知的影響骨強度的因素主要有骨量、骨微結構、骨的幾何形狀、皮質骨厚度和多孔程度、骨組織構成材料的內在性能等[1]。骨質疏松性骨折的防治已成為了全世界關注的課題。然而，目前國內外對骨質疏松性骨折愈合機制以及對骨質疏松性骨折局部骨痂的“質量”的研究相對較少，且主要針對體內環境中的骨痂進行探討。本研究通過建立骨質疏松性骨折模型及骨痂組織體外培養體系，運用中藥血清藥理學的研究方法，模擬中藥在體內作用于骨痂組織的模式，觀察補腎健脾中藥復方對體外環境中骨痂生物學特性的變化以及結締組織生長因子（connective tissue growth factor，CTGF）、Osterix因子表達的影響，揭示補腎健脾中藥復方對骨質疏松性骨折骨痂生物學特性影響的作用機制，為中醫“腎主骨”理論提供實驗依據。亦為研究骨質疏松性骨折愈合的生理病理機制和治療方法提供一種新的思維模式。

1材料與方法

1.1試驗動物

6月齡清潔級健康雌性SD大鼠60只，其體重為（260±30）g。隨機分為3組：模型組、西藥組和[l1]中藥組；每組20只。所有動物均為廣州中醫藥大學動物中心提供。

1.2實驗藥物

中藥組采用補腎健脾中藥復方灌服，藥物的主要組成包括：黃芪12 g，補骨脂15 g，羊藿15 g，菟絲子12 g，肉蓯蓉15 g，熟地15 g，白芍10 g等組成。根據臨床用藥劑量及新藥研究中動物用藥劑量要求，該方的提取藥物，含生藥量1.65 g/ml。西藥組采用阿倫磷酸鈉片配制成0.055 mg/ml濃度的阿倫磷酸鈉混懸液（杭州默沙東制藥有限公司提供，國藥準字J20080069）。

1.3含藥血清的制備

每組中10只大鼠給予相應的藥物連續灌胃2周，其中西藥組和中藥組以蒸餾水定容至上述所需濃度，每日灌胃1次，模型組給予正常飲食。最后1次給予動物灌胃后的2 h，對動物行心臟采血。獲得的全血置于含EDTA抗凝試管中，5～10 min后，以3000 r/min離心15 min，吸取上清，加以滅活，抽濾除菌，放置-20℃冰箱保存。

1.4 動物造模

每組中另外10只作動物模型，采用10%水合氯醛溶液作麻醉，以0.33 ml/100 g腹腔注射，待5 min后，大鼠麻醉完全，采用背側入路行雙側卵巢摘除術以造模。3個月后，行骨密度檢查，證實模型成功后，對各組麻醉，消毒右下肢，取膝內側髕旁切口約1 cm，逐層分離切開，將髕骨及韌帶向外側推開，暴露膝關節，屈曲膝關節，暴露髁間窩，鉆入0.5 mm克氏針，至股骨轉子下，做髓內固定，剪斷克氏針，殘端長度以不影響關節活動為度。利用骨折發生裝置將股骨造成閉合性骨折[2-3]。

1.5給藥方法

骨質疏松骨折的模型成功后，各組開始灌胃治療，灌胃給藥容積為10 ml/kg，模型組灌服蒸餾水；西藥組和中藥組以蒸餾水定容至上述所需濃度，每日灌胃1次，治療時間為1個月。

1.6骨痂的體外培養

摘取眼球取大鼠外周血3～4 ml，取血后處死，置于75%的乙醇浸泡15 min，置于無菌臺上，切開皮膚及皮下，分離肌肉，暴露骨折段，取出骨痂，PBS漂洗后放于Eppendorf管作備用。大鼠處死前24 h禁食。將新鮮骨痂標本切成1 mm×1 mm×1 mm大小，經過兩次含有青霉素及鏈霉素的PBS液漂洗后，放入培養板，加等量bGJB培養液，置于37℃，5%CO2中靜置培養，24 h后換液，根據分組情況分別加用含藥血清與bGJB培養液共同培養，1周后收集標本進行相關指標檢測。

1.7 指標的檢測及結果的計算

采用熒光定量PCR檢測各組骨痂中的CTGF 和 Osterix 的mRNA含量。使用引物和探針設計軟件Primer 5.0，除了考慮引物、探針設計的通用原則外，此引物Tm值要求在58～60℃，探針Tm值在68～70℃，以保證探針特異性雜交。序列表見表1。

按照抽提的總RNA應馬上進行反轉錄：取2 μl RNA模板做逆轉錄反應，反轉錄反應程序：30℃ 10 min，42℃ 20 min，99℃ 5 min，4℃ 5 min；取1 μl反轉錄產物（cDNA）進行熒光定量PCR。根據實時熒光定量RT-PCR的原理，以β-actin基因mRNA的表達為內對照。ΔCt=Ct（目的基因）-Ct（β-actin），然后計算實驗組各樣本的ΔCt與對照組樣本的ΔCt的差值，從而得到ΔΔCt，ΔΔCt=ΔCt（實驗組）-ΔCt（對照組）。采用2-ΔΔCt進行計算。表示實驗組測定基因的表達相對于對照組樣本基因的表達的變化倍數，將2-ΔΔCt作為最后的定量結果用于統計分析。

1.8統計學方法

采用SPSS 16.0軟件包分析，計量資料用x±s表示，采用方差分析和t檢驗，以P

2結果

在CTGF表達方面，中藥組和西藥組的CTGF mRNA含量明顯高于模型組，差異有統計學意義（P0.05）；在Osterix表達方面，中藥組和西藥組的Osterix mRNA含量明顯高于模型組，差異有統計學意義（P

3討論

中醫學認為骨質疏松屬“骨痿“范疇。《素問?痿論》云：“此乃腎水不足，水不勝火；則骨枯髓虛，故足不任身，發為骨痿。”其病因病機，當首責于腎虛。由于各種原因導致腎（氣、陰、陽）的不足，影響骨髓和血之化源，精不生髓，骨失髓血充養，易發生骨骼脆弱無力之證，即骨質疏松性骨折。同時，中醫學亦認為骨質疏松性骨折愈合就是“瘀去、新生、骨合”的過程，且在“腎主骨”理論指導下進行組方用藥，國內的研究[4]表明補腎中藥提高了機體內分泌腺系統的功能，改善了下丘腦-垂體-性腺軸的功能，增加了體內的性激素，調整了內環境，從而達到抑制骨吸收，增加骨形成的目的，起到提高骨量的作用。魏合偉等[5-6]的研究已證明以“補腎法”擬定的中藥骨康方對骨代謝有雙向作用，既可抑制骨吸收，又可促進骨形成，縮短再造周期，提高骨生物力學性能，改善骨的質量，是一個較理想的治療骨質疏松癥的藥物。同時，發現其含藥血清中含有類性激素樣作用的物質；能促進成骨細胞增殖和礦化，并促進成骨細胞分泌Ⅰ型膠原。

本研究所用方由黃芪、補骨脂、羊藿、菟絲子、肉蓯蓉、熟地、白芍等組成，全方諸藥共奏補腎壯骨、健脾益氣之功效。該方以補骨脂補腎助陽壯骨為君藥。輔之肉蓯蓉、羊藿、菟絲子加強其補腎壯陽之功為臣藥。同r配以黃芪補中益氣；熟地、白芍滋陰益精，培補后天生化之源以充腎精，又可達到補中寓通，補而不滯的目的，共為佐藥，故本方具有補腎壯骨、健脾益氣的作用。

骨折修復的最終目的是盡可能恢復受傷骨的最大力學強度，修復骨折不僅要恢復骨形態的連續，更重要的是重建骨的支撐功能[7]。骨痂被認為是一種黏彈性物質，會隨著骨愈合過程而發生變化，由此出現剛度與強度變化的不同步[8]。張勝利等[9]的研究表明，骨質疏松后，皮質骨和松質骨的生物力學性能均發生了改變：在骨折愈合的不同時期骨痂局部的形狀、截面積、均勻性等發生變化，對于骨質疏松骨折而言，骨皮質變薄，骨彈性下降，骨脆性增加，骨骼的生物力學性能下降。隨著分子生物學的發展，人們對骨折愈合的認識不斷深化，現已知有大量的細胞生長因子在骨折愈合的不同階段參與并調控了實質過程，如CTGF及Osterix因子對骨細胞的增殖和分化有重要作用。

CTGF是CCN家族中的成員，是一種由349個氨基酸組成，分子量為34～38 KD的富含半胱氨酸的分泌肽，目前該家族共有CTGF/fisp-12，cef10/Cyr61和Nov三個成員，參與了體內的多種病理生理過程，在骨折愈合中發揮重要作用。研究表明[10-11]，其可促進軟骨細胞、生長板軟骨細胞、肥大軟骨細胞的增殖，并參與膜內骨化和骨建模或重塑，因此在維持骨量方面有重要作用。在本研究中，中藥組和西藥組的CTGF mRNA含量明顯高于模型組，差異有統計學與意義，說明補腎健脾中藥復方能進一步提高骨痂的生長。

Osterix是一種含有鋅指結構的，對成骨細胞分化很重要的轉錄因子，屬于Sp/XKLF家族，定位局限于細胞核。它只在發育的骨組織異表達，被Lee等[12]認為是直接調節骨形成protein-2-runx2通路主要因子。另一方面，Osterix被認為是sox9和軟骨細胞的一種負向調控因子，可阻止骨或軟骨的祖細胞向軟骨細胞的分化。Baek等[13]的研究表明，Osterix失去可以延遲成骨細胞的成熟，導致不成熟的成骨細胞的積累和減少骨形成的成骨細胞功能的缺陷，無明顯骨吸收，因此，認為Osterix在積極調控成骨細胞分化和骨形成具有重要作用。Kang等[14]用機械牽張力結合超聲波刺激成骨細胞前體細胞，發現Osterix結合機械刺激可加速成骨細胞的基質成熟。Sinha等[15]認為，Osterix是成骨細胞特異性轉錄因子，它能激活早期成骨細胞分化成更多成熟的骨細胞。在本研究中，中藥組和西藥組中的Osterix mRNA含量明顯高于模型組，差異有統計學意義，且中藥組的Osterix mRNA含量高于西藥組，差異有統計學意義，說明補腎健脾中藥復方在提高骨痂的生長有明顯的影響。

綜上所述，補腎健脾中藥復方能在一定程度上可促進骨痂的生長，從而促進骨折愈合，為防治骨質疏松性骨折、促進骨折愈合的治療方法提供了一種新的途徑。

[參考文獻]

[1]Fonseca H，Moreira-Gon？salves D，Coriolano HJ，et al.Bone quality：the determinants of bone strength and fragility[J].Sports Med，2014，44（1）：37-53.

[2]程英雄，羅毅文，趙可偉，等.補腎健脾活血法對SD大鼠骨折愈合過程中骨痂顯微結構變化的影響[J].新中醫，2010， 42（8）：126-127.

[3]周曉中，董啟榕，張健.大鼠股骨閉合骨折模型的制作[J].東南大學學報（醫學版），2007，26（1）：60-62.

[4]李穎，白波，吳伙燕，等.補腎健脾中藥復方對去勢大鼠血清中Bcl-2和Bax水平的影響[J].中華中醫藥雜志，2012， 27（4）：1120-1123.

[5]魏合偉，林一峰.中藥骨康含藥血清中類雌二醇樣物質含量的測定[J].中醫正骨，2003，15（11）：14-16.

[6]李穎，黃宏興，莊洪，等.中藥骨康對去勢大鼠骨質疏松作用機制的實驗研究[J].中華中醫藥雜志，2009，24（2）：160-163.

[7]夏群，苗軍，張繼東，等.周圍神經系統對骨折愈合影響的實驗研究[J].中華創傷骨科雜志，2003，5（3）：233-235.

[8]賀小兵，盧衛忠，唐康來，等.骨形成蛋白和轉化生長因子-β對兔尺骨骨折愈合后生物力學性能的影[J].中國修復重建外科雜志，2003，17（3）：2185-2188.

[9]張勝利，王全平.骨質疏松性骨折愈合過程中骨痂局部生物力學改變的實驗研究[J].西安醫科大學學報，2001，22（6）：558-560.

[10]Takigawa M，Nakanishi T，Kubota S，et al.Role of CTGF/HCS24/ecogenin in skeletal growth control[J].J Cell Physiol，2003，194（3）：256-266.

[11]Tsai HC1，Su HL，Huang CY，et al.CTGF increases matrix metalloproteinases expression and subsequently promotes tumor metastasis in human osteosarcoma through down-regula？鄄ting miR-519d[J].Oncotarget，2014，5（11）：3800-3812.

[12]Lee DS，Choung HW，Kim HJ，et al.NFI-C Regulates Osteo？鄄blast Differentiation via Control of Osterix Expression[J].Stem Cells，2014，32（9）：2467-2679.

[13]Baek WY，Lee MA，Jung JW，et al.Positive regulation ofbone formation by osteoblast-specific transcription factor osterix[J].J Bone Miner Res，2009，24（6）：1055-1065.

[14]Kang KS，Lee SJ，Lee HS，et al.Effects of combined mechanical stimulation on the proliferation and differe？鄄ntiation of pre-osteoblasts[J].Exp Mol Med，2011，43（6）：367-373.

篇7

近10年來，在醫療成像、生理建模、傳感系統及計算和網絡技術、可視化和虛擬現實、人機交互和自動化等方面的巨大進步，使得生物醫學工程有了快速、顯著的發展。生物醫學工程涉及了醫藥和生物科學的工程應用準則，包括生物醫藥、醫療成像、生理建模、實時系統、自動化控制、信號處理、圖像重建、模式識別及生物力學等領域。目前，生物醫學工程已經擁有了復雜的醫療診斷及治療手段，越來越多的研究成果已經應用于臨床，幫助我們開發新的植入物或假肢及創造新的醫學成像技術和完善的工具集技術以用于疾病的檢測、預防和治療。

全書由兩部分組成，共9章。第1部分先進的計算方法，包含第1-5章：1.生物醫學圖像分割中的圖形算法技術。用于分割三維醫學圖像結構的圖形方法，即圖割法和多物體、多表面的分層優化圖形圖像分割法；2.醫學圖像處理中的信息論聚類。回顧了最近信息論框架下的集群方法，介紹了其能夠在一幅表示不同組織特性的醫學圖像中尋找聚類的合適數量，提出了一種對于優化給定聚類配置質量的目標函數的聚類方法；3.多目標差分進化算法――基于模糊聚類的腦部MR圖像分割算法。介紹了應用于同步優化多集群的基于多目標差分進化模糊聚類技術，詳細地論述了用于底層優化的差分進化算法技術原理，闡述了在差分進化中聚類中心向量編碼技術；4.丘腦皮層神經質量模型振蕩動力學的功率譜及非線性分析。首先提出了在阿爾茨海默式癥中的異常腦震蕩研究中的多模態分析技術，接著介紹了一種結合了丘腦皮層神經質量模型功率譜分析與非線性行為分析；5.蛋白質功能預測元學習方法。介紹了多尺度蛋白質生物功能預測算法，討論了在蛋白質功能分析中使用元學習方法的優勢，尤其是在蛋白質序列分析、三維結構比較、生物功能解釋與分子間相互作用分析中，給出了對選定的生物系統進行整體行為預測的不同的計算方法及元學習預測系統。

第2部分生物醫學應用，包括第6-9章：6.三維超聲圖像頸動脈分割。本章介紹了一種精確可靠的從三維超聲圖像中進行頸動脈分割方法，闡速了頸動脈血管分割算法，并證明了三維超聲是一種對于在經動脈粥樣硬化中前期后期的定量分析中的可行算法；7.結構神經元可塑性定量圖像分析的一些當代問題。介紹了在微觀層面腦結構研究過程，闡釋了神經元可塑性過程，以解釋大量神經退化性疾病原因，使用熒光共聚焦顯微鏡對腦組織圖像進行定量分析；8.軟骨和軟骨下骨中的骨關節炎的先進核磁共振成像。概述了用以檢測軟骨及軟過下骨組織、軟骨生物組織的非植入性病理檢測的核磁共振成像技術，介紹了在該領域的最新發現，及骨關節炎的檢測和治療方法；9.計算機斷層掃描圖像中基于下頜骨骨折的發際線檢測的計算機視覺。本章介紹了可以從CT圖像中檢測下頜骨骨折的發際問題，闡述了解決該問題的方法，即首先在二維CT圖像切片中確定頜骨的骨折發際線，接著使用最大流最小割算法檢測的骨裂結構。

本書適合計算機科學、生物醫學工程、電氣工程與系統科學等專業碩士研究生閱讀和學習，亦可作為對圖像處理、三維重建、信息技術及生物醫學研究感興趣的其他專業學生參考書。對于在計算和分子生物學、生物工程以及圖像處理的研究人員或從業人員，本書也會提供很有用的幫助。作者： 張進興，本文來自《中國醫學工程》雜志

篇8

方法 使用三維有限元方法，建立Tile C型骨盆損傷（右側骶骨縱行骨折）模型，模擬使用3種骶髂螺釘固定方式進行固定，并在模擬站立位狀態下對骨盆后環的豎直穩定性和后旋穩定性進行量化和比較。

結果 S1、S2雙層面2枚骶髂螺釘固定組合的穩定性明顯優于S1或S2的單層面1枚骶髂螺釘；在S2層面1枚骶髂螺釘固定的穩定性優于S1層面。

結論 針對Tile C型骨盆損傷的單側骶骨縱行骨折，要盡可能選擇雙層面骶髂螺釘固定；如果使用單層面單枚骶髂螺釘固定治療該類骶骨骨折，最好選擇S2層面。

【關鍵詞】骨盆；骶骨骨折；骶髂螺釘；穩定性；三維有限元

Comparison of stability of sacroiliac screws in the treatment for unilateral Tile C sacral fractures between different modalities in a 3dimensional finite element model ZHAO Yong， ZHANG Shudong， SUN Tao， WANG Dan， LIAN Wei，LIU Yonghou，TAN Jiangwei，ZOU Dexin.Department of Orthopaedics， Yantaishan Hospital， Yantai 264008，China

Corresponding author：ZHAO Yong，Email：

【Abstract】Objective To study the stability of sacroiliac screws fixation for the treatment of unilateral vertical sacral fractures in order to provide pratical manipulation and reference for rapid insertion of sacroiliac screws in case of emergency. Methods A 3dimensional finite element model of Tile C pelvic ring injury （unilateral type DenisⅡfracture of sacrum）was made in a 36 year of a female patient. The unilateral sacral fractures were fixed in 3 types with sacroiliac screws in models respectively. The shift and angle displacement of the central superior surface of sacrum in the case of upright standing on both feet were measured and compared. Results The stability fixation with two sacroiliac screws for double planes of S1 and S2 segments was markedly superior to fixation with one sacroiliac screw for single plane of S1 or S2 segment； The vertical and rotational stability of sacroiliac screw fixation in S2 was superior to that in S1. Conclusions Fixation with two sacroiliac screws for double planes of S1 and S2 segments should be utilized for the fixation in unilateral sacral fractures of Tile C pelvic ring injury as possible. If only one sacroiliac screw is implanted， the fixation in S2 segment is more recommended than that in S1.

【Key words】Pelvis； Sacral fracture； Sacroiliac screw； Stability； 3dimensional finite element

高能量骨盆創傷是常見的急診重癥[1]，其中Tile C型的不穩定性骨盆骨折更是必須急診進行早期固定，從而有利于骨折復位并有效減少骨盆容積，壓迫骨折端阻止靜脈出血，盡快穩定血流動力學，降低病死率。雖然以Ganz鉗和前環外固定架為代表的外固定器操作相對簡便、快速，但其固定效果不確切，不便于護理也無法滿足患者進行早期功能鍛煉，故無法達到骨折的最終復位內固定的效果。然而，對骨盆骨折所合并的重要臟器損傷進行處置的同時往往也延誤了骨盆骨折的最終復位內固定，因而在患者生命得以保全的同時錯過了最佳的內固定手術時機，從而遺留畸形愈合、下腰痛、跛行等不可逆的骨盆骨折合并癥。因此，盡快盡早微創地實施骨盆損傷的內固定治療具有重大的臨床意義。Osterhoff等[2]報道其對剛入院的部分骨盆損傷病例快速進行了骨盆后環的骶髂螺釘固定，并取得了滿意的臨床療效。這為急診一期完成骨盆后環乃至整個骨盆環的穩定性重建提供了可能。如何在現有器械條件、操作技術的基礎上充分利用骶髂螺釘，在緊急恢復骨盆容量和減少出血的同時將螺釘固定的生物力學優勢最大化，避免內固定失效，便顯得頗具意義。基于此，本文以臨床多見的單側骶骨縱行骨折（Tile C型）作為研究對象，應用三維有限元技術對骶髂螺釘固定該類損傷進行研究及生物力學比較，以期找到骶髂螺釘的最佳固定方式，從而預置急診手術方案，最大限度地縮短術前計劃所用時間，并為急診臨床實踐的規范化提供參考。

1 資料與方法

模擬Tile C型骨盆骨折，針對不穩定性骨盆后環損傷（右側骶骨縱行骨折）模型使用骶髂螺釘或其組合（共3種）進行固定，并對后環螺釘復合體的平移和旋轉穩定性作出比較。

1.1 一般資料

對一例健康成年女性（36歲）進行X線、B超等檢查，排除骨盆損傷、腫瘤、畸形，采用64層螺旋CT（Philips， Netherlands）對其骨盆進行掃描，層厚1 mm，所得DICOM （Digital Imging and Communication in Medicine）數據資料通過工作站刻錄光盤。

1.2 三維有限元模型的建立

將CT圖像導入Mimics 10.1 （Materialise， Belgium）中，根據圖像數據中各種組織的灰度值差異及相關解剖學特征，通過閾值化操作等提取髂骨及骶骨的幾何結構，并重建精確的骨盆 3D 表面體模型，并以STL文件格式輸出。然后將STL文件格式的骨盆模型導入逆向工程軟件Rapidform Xor3 （INUS Inc， Korea）中去除掉噪點，生成無接縫的骨性結構的幾何模型。應用骶骨與髂骨之間的區域建立骶髂關節軟骨的實體模型，以兩側恥骨間空間填充生成恥骨聯合間盤。最后，一并以iges格式導入有限元軟件ABAQUS 6.9.1 （SIMULIA Inc， US），并對骶骨與髂骨采用四面體單元進行網格劃分，用以代表松質骨，對骶髂關節及恥骨聯合采用六面體網格劃分。因骨盆皮質的厚度（1～2 mm）相對骨盆的幾何尺寸較小，所以在松質骨表面生成一層殼單元用以模型皮質。韌帶在維持骨盆的穩定性方面起著重要作用，本研究中采用彈性連接單元模擬韌帶，其附著點根據解剖學定位。本研究所涉及的參數[3-8] 如表1表2所示，生成骨盆模型如圖1所示。

模擬骶髂螺釘固定的手術方式，在S1、S2兩個層面進行固定。兩種螺釘均系直徑為7.3 mm的空心釘。將經過正常骨盆模型的骶骨右側骶孔的面定義為骨折面。（模擬DenisⅡ型右側骶骨骨折）將螺釘分別與骶骨、髂骨、骶髂關節軟骨進行布爾運算，生成骨折固定模型。

模擬固定方式如下：①右側1枚骶髂螺釘對S1進行固定 （S1）、②右側1枚骶髂螺釘對S2進行固定 （S2）、③S1和S2各1枚骶髂螺釘自右側進行固定 （S12） 。示意圖見圖2。

1.3 三維有限元模型的約束與加載

本研究中，將骶骨和髂骨分別與骶髂關節以及雙側恥骨與恥骨聯合之間采用綁定約束。在雙側髖關節面與旋轉中心耦合，并將中心點的3個方向的平移自由度約束。將恥骨聯合與骶骨下緣置于同一水平面上，自骶骨上表面豎直向下加載600 N力載荷，模型站立位的人體體質量加載于骶骨的狀態。螺釘的遠端和近端分別與骨組織采用綁定連接以模擬完全的骨整合狀態，螺釘的光滑桿部分與骨組織之間設定為可滑動磨擦關系。

2 結果

本實驗所建立的正常骨盆有限元模型的應力分布特征與文獻[9-11]報道相一致，而且應力值范圍與文獻[4，12]研究結果相近，由此表明本研究中的模型能夠有效而可靠地反映骨盆的生物力學特性。

本研究結果顯示，雙層面2枚骶髂螺釘固定組合的穩定性明顯優于單層面1枚骶髂螺釘（即S12明顯優于S1、S2）。在豎直穩定性和后旋穩定性方面，S2均優于S1。見表3。

3 討論

骶髂螺釘是骨盆后環損傷的治療領域的重大進步，并已經成為不穩定型骨盆后環損傷最終固定的常用微創技術[13]，相比髓外固定，骶髂螺釘固定具有明顯的生物力學優勢[14]，但多個臨床報道顯示，骶髂螺釘并不都能達到穩定的固定。Keating等[15]使用骶髂螺釘技術獲得了84%的解剖復位或近解剖復位率，但是最終隨訪發現畸形愈合率高達44%。Griffin等[16]認為，對于縱形骶骨骨折，骶髂螺釘固定更易出現固定失效和復位丟失。因此，如何根據具體傷情、因時因地制宜地快速選擇有效的固定方式，最大限度地發揮骶髂螺釘的生物力學優勢，降低固定失敗率，這對于包括急診救治在內的骨盆外傷的相應處置就顯得尤為重要。

Tile C 型骨盆損傷的前環后環都嚴重失穩，所以前后兩環均需固定，由于后環穩定性占骨盆穩定性的60%，加之骨盆復位固定的順序為先后環再前環（這是復位能夠成功的必要條件），因此后環穩定性的快速重建便顯得尤為重要，而骶髂螺釘技術恰好順應這一臨床需求，可經皮透視下微創置入，在不加重原始損傷的同時為急診一期穩定后環提供了可能，進而急診完成的后環固定為全身情況改善后二期前環的復位固定又創造了條件。S1S2構成了骶髂關節的基礎，伴隨骶髂螺釘置入技術的成熟，希望對不同層面骶髂螺釘及其組合的穩定性進行比較研究，以期最省時地確定最佳急診治療策略。

需要指出的是，首先，雖然Tile C型骨盆損傷涉及前環不穩且需固定，但鑒于固定方式具有多樣性，加之前環的穩定性勢必影響后環的穩定性，因此本研究并沒有對前環損傷及固定進行模擬，而是保留了正常骨盆的前環狀態，雖然這樣得出的有關后環穩定性的相關數值均較小，但并不影響針對后環穩定性的多模型間的比較性研究；第二，本研究模擬切除所有肌肉但保留骨盆重要韌帶結構的骨盆，從而在最大限度模擬正常骨盆穩定性的前提下，排除不可預見的由肌肉收縮帶來的應力，避免影響測量的準確性[17]；第三，本研究所模擬的骨折線系一經過骶孔的直線，這樣既便于模型的標準化而利于比較，又能避免因骨折線的不規則而影響網格劃分及后續計算的準確性；第四，本研究規定正位觀恥骨聯合的上緣與骶骨下緣處同一水平面，較為準確地模擬了雙足站立的生理實際。

本研究發現，固定狀態下的正常完整的骨盆所產生的平移方向主要為受力方向。這與實體研究結果一致[17]。筆者發現，骨盆后環豎直方向的加載導致了其自上而下方向的平移（下移），且下移的主體是位于骶骨骨折線的內側部分，同時伴隨該下移主于矢狀面上的向后旋轉（后旋），而該主體在前后方向和內外方向的移位幾乎為零。因此，通過對3種后環螺釘復合體的豎直穩定性和后旋穩定性的比較可以反映出各種內固定方式的牢固程度。本研究結果顯示，雙層面2枚骶髂螺釘固定組合的穩定性明顯優于單層面1枚骶髂螺釘，這與Yinger等[14]和van Zwienen等[17]的研究結論相似，提示在臨床實際工作中針對單側骶骨骨折要盡可能選擇雙層面骶髂螺釘（S12）固定。

需要指出的是，本實驗結果顯示，在S2層面進行固定的豎直穩定性和后旋穩定性均要優于S1層面。因此，筆者建議，如果使用單層面骶髂螺釘固定方式治療單側骶骨縱行骨折，最好選擇S2層面。筆者所進行的放射解剖學研究顯示，正常狀態下骶骨的S2螺釘隧道比S1的短，S2的安全置釘空間也比S1小[18]。然而，S2層面的骨性結構呈水平走行，該層面更適合水平置入螺釘，這恰與加長骶髂螺釘的走行是一致的，也恰恰適合Tile C 型的骶骨縱行骨折[19]。而且，在骶骨伴有先天畸形時，骶髂螺釘也更加適合在具有安全置釘空間優勢的S2層面上進行固定[20-21]。因此，在Tile C 型骶骨骨折的治療中S2層面扮演了不可替代的重要角色。

本研究發現，完整骨盆骶骨中部的下移和后旋均明顯小于損傷并予固定的骨盆，本研究中任何一種后環螺釘復合體的穩定性都不及正常完整骨盆。因此，筆者認為，即便使用最牢固的固定方式也要盡量避免患部過早承重，從而最大限度地避免因內固定失效而導致的復位丟失。

應該看到，工業器具的結構相對簡單規則，而人體結構和生物力學材料特性卻復雜得多。因此起源于工業設計領域的有限元軟件對復雜結構的建模不可避免地存在簡化現象。所以盡管本研究的模型設計和建立能夠滿足比較性研究的需要，但筆者仍然希望隨著有限元相關技術的發展，其仿真程度會變得更高。同時，筆者希冀將來能通過基于新鮮尸體的實體測量研究對本計算生物力學研究進行有效的補充，從而更加有利于解釋和指導臨床實踐，這也同樣有益于有限元實驗方法的不斷完善。

參考文獻

[1]徐煜， 王志剛， 紀益魁， 等. 嚴重不穩定骨盆骨折的搶救與治療[J]. 中華急診醫學雜志， 2004， 13 （12）： 853854.

[2] Osterhoff G， Ossendorf C， Wanner GA， et al. Percutaneous iliosacral screw fixation in S1 and S2 for posteriorpelvic ring injuries： technique and perioperative complications[J]. Arch Orthop Trauma Surg， 2011， 131（6）： 809813.

[3] Phillips AT， Pankaj P， Howie CR， et al. Finite element modelling of the pelvis：inclusion of muscular and ligamentous boundary conditions[J]. Med Eng Phys， 2007，29（7）： 739748.

[4] 姬濤， 高相飛， 郭衛， 等. 骨盆環三維有限元模型的建立[J]. 中國組織工程研究與臨床康復，2009，13（9）： 16251628.

[5] 汪方， 石杜芳， 王秋根， 等. 基于冰凍切片的人體骨盆有限元模型的建立與初步驗證[J]. 復旦學報：醫學版，2010，37（4）： 384390.

[6] 鄭琦， 廖勝輝， 石仕元， 等. 個性化全骨盆三維有限元建模及骶髂關節骨折脫位模擬[J]. 醫用生物力學，2008，23（4）： 296300.

[7] Dakin GJ， Arbelaez RA， Molz FJ 4th， et al. Elastic and viscoelastic properties of the human pubic symphysis joint： effects of lateral impact joint loading[J]. J Biomech Eng，2001，123（3）： 218226.

[8] García JM， Doblaré M， Seral B， et al. Three dimensional finite element analysis of several internal and external pelvis fixations[J]. J Biomech Eng，2000，122（5）： 516522.

[9] 肖進， 尹慶水， 張美超， 等. 垂直載荷作用下骨盆的三維有限元分析[J]. 中國組織工程研究與臨床康復， 2008， 12（39）： 76157619.

[10]Wood KB， Schendel MJ， Ogilvie JW， et al. Effect of sacral and iliac instrumentation on strains in the pelvis. A biomechanical study[J]. Spine， 1996， 21（10）： 11851191.

[11] 郭磊， 趙玉巖， 范廣宇， 等. 垂直應力影響骨盆環應力分布的實驗研究[J]. 中國醫科大學學報， 2002， 31（3）： 195196.

[12] 楊安禮， 蔡珉巍， 洪水棕， 等. 站、坐位骨盆應力分布的實驗研究[J]. 生物醫學工程與臨床， 2002， 6（4）： 206208.

[13] Sar C， Kilicoglu O. S1 pediculoiliac screw fixation in instabilities of the sacroiliac complex： biomechanical study and report of two cases[J]. J Orthop Trauma， 2003， 17（4）： 262270.

[14] Yinger K，Scalise J，Olson SA，et al.Biomechanical comparison of posterior pelvic ring fixation[J]. J Orthop Trauma，2003， 17（7）：481487.

[15] Keating JF， Werier J， Blachut P， et al. Early fixation of the vertically unstable pelvis： the role of iliosacral screw fixation of the posterior lesion[J].J Orthop Trauma，1999，13（2）：107113.

[16] Griffin DR， Starr AJ， Reinert CM，et al. Vertically unstable pelvic fractures fixed with percutaneousIliosacral screws： does posterior injury pattern predict fixation failure？ [J] .J Orthop Trauma，2003， 17（6）：399405.

[17] van Zwienen CM， van den Bosch EW， Snijders CJ，et al. Biomechanical comparison of sacroiliac screw techniques for unstable pelvic ring fractures[J].J Orthop Trauma， 2004， 18（9）：589595.

[18] Zhao Y， Li J， Wang D， et al. Parameters of lengthened sacroiliac screw fixation： a radiological anatomy study[J]. Eur Spine J， 2012， 21（9）：18071814.

[19]Gnsslen A， Hüfner T， Krettek C. Percutaneous iliosacral screw fixation of unstable pelvic injuries by conventional fluoroscopy[J]. Oper Orthop Traumatol，2006， 18：（3）225244.

篇9

關鍵詞：玻璃酸鈉硫酸氨基葡萄糖膝關節骨性關節炎

膝關節骨性關節炎（Knee osteoarthritis，KOA）是中老年人的常見病及多發病，隨著全社會人口的老齡化，膝關節骨性關節炎的發病率也在逐步升高，膝關節骨性關節炎的病人，生活質量受到嚴重影響。我國已進人老齡化社會，因此，對膝關節骨性關節炎的研究顯得更加迫切和重要。膝關節的病理特征是關節軟骨纖維化、退行性變與新骨生成，導致骨端硬化和周圍骨贅，最終出現骨膜關節囊疲痕、鄰近肌肉萎縮，以致關節不穩、半脫位、屈曲性攣縮。病人經常訴疼痛、肌肉無力、僵硬、不穩及活動障礙，最終導致無法獨立生活或生存質量下降。我們自2009年1月至2010年1月間，采用玻璃酸鈉聯合硫酸氨基葡萄糖治療KOA患者獲得滿意效果，現報告如下。

1資料與方法

1.1 一般資料選取2009年1月―2010年1月間在我院門診及住院治療的膝關節骨性關節炎患者84例，所有患者診斷參照1986年美國風濕病學會推薦標準確診。將患者隨機分為觀察組和對照組，每組各42例。觀察組男21例，女21例;年齡40-73歲，平均（58.53 士5.21）歲;病程5個月―10年，平均（ 28.14士3.52）個月;左膝22例，右膝13例;雙膝7例。對照組男20例，女22例;年齡41-72歲，平均（58.42土5.14）歲;病程6個月一8年，平均（28.35士13.42 ）個月;左膝20例，右膝15例;雙膝7例。兩組患者在年齡、性別、病程、病情等方面比較差異均無統計學意義（P >0.05 ），具有可比性。

1.2 方法把均符合美國風濕病學會（American Rheumatism Association ， ARA）制定的膝關節骨性關節炎的診斷標準[1]的患者隨機分為2組：（1）觀察組，透明質酸鈉（上海建華精細生物制品有限公司提供，每支2. 0 ml ）關節內注射配合鹽酸氨基葡萄糖膠囊（香港澳美制藥廠提供，0. 75克x10粒）；（2）治療組，透明質酸鈉關節內注射組，1次/周，5次為1個療程，6-12個月內觀察療效。

1.3 療效觀察

1.3.1 膝關節疼痛程度評分[2]①無痛（（30分）：有疲勞或沉重感，但日常活動無疼痛;②輕度疼痛（25分）：活動的開始和長距離行走時有輕微疼痛感;③中度疼痛（15分）：步行時疼痛，休息后消除;④重度疼痛（（5分）：負重或各種活動時疼痛明顯，休息后減輕，但不能消除;⑤劇痛（0分）：日常有強烈的持續性疼痛。

1.3.2 日常動作能力評分①從坐位站起時：容易（2分）;困難（1分，站立時需用手支撐）。②上、下樓梯：容易（（2分）;困難（（1分，需扶欄上樓）。③單腿站立：容易（2分）；困難（1分，需扶靠站立）。④跑步：容易（（2分）;困難（（1分，不能跑，只能快走）。

1.3.3 治療效果評定標準療效標準：參照《中藥新藥臨床研究指導原則》中規定療效評定標準分臨床控制、顯效、有效、無效4級。①臨床控制:癥狀消失，關節活動正常，積分減少≥95%;②顯效:癥狀消失，關節活動不受限，70% ≤積分減少

1.4 統計學方法采用t檢驗、χ2檢驗等進行統計分析。

2結果

2.1 兩組患者膝關節疼痛程度和日常動作能力評分情況比較見表1

表1兩組患者膝關節疼痛程度和日常動作能力評分情況比較（分）

組別 時間 膝關節疼痛程度 日常動作能力

觀察組

注：與治療前比較， p＜0.05;與對照組比較，p＜0.05.

2.2 兩組臨床療效比較見表2

表2兩組臨床療效比較n（%）

組別 n 臨床控制 顯 效 有效 無效 總有效率

（％）

治療組 42 30(71.43) 6(14.29) 3(7.14) 3(7.14) 39(92.86)

對照組 42 17(40.48) 7(16.67) 7(16.67) 11(26.19) 31(73.81)

注：與對照組比較，p＜0.05。

2.3 治療副反應治療過程中觀察組僅2例出現輕度惡心、嘔吐，未經特殊處理緩解，未影響治療過程。

3討論

膝關節骨性關節炎（KOA），是骨傷科的常見病，是老年人喪失勞動能力的重要原因之一。有文獻報道，在美國55―64歲人群中患膝骨性關節炎因疼痛和運動受限的超過13%，而在65―74歲則高達17%以上。骨性關節炎的定義是機械性和生物性因素相互作用，使關節軟骨細胞、細胞外基質和軟骨下骨合成與降解的正常進行失去平衡的結果；它的最終表現是:由于軟骨細胞和基質形態學、生物化學、分子生物學和生物力學的改變，從而導致關節軟骨的軟化、纖維化、潰瘍、減少，軟骨下骨的硬化與象牙化，骨贅形成和軟骨下骨囊腫， 在臨床中常可發現關節運動受限、壓痛、捻發音、關節疼痛等表現。

早在1997年美國食品和醫藥管理局批準臨床使用透明質酸鈉治療骨性關節。經過大量研究證明使用該藥品對治療骨性關節炎是有益的。外源性補充透明質酸后可使關節暫時建立平衡，重新恢復發生病理改變的關節滑液的正常粘滯特性，恢復滑液流變特性，改善了關節的和吸收震蕩的作用。關節滑液的正常化進而促進了關節軟骨的保護，保持關節代謝的穩定。同時，基礎研究表明透明質酸可抑制炎癥因子，如細胞因子和前列腺素，刺激軟骨基質的合成和抑制軟骨的退變，保護細胞避免被有活性的氧自由基破壞，直接作用在受到傷害的神經末梢。進而緩解關節軟骨的潛在病變，并減輕膝關節疼痛，直接改善患者的運動功能。

而硫酸氨基葡萄糖（Glucosamine，GS）是被認為第一個可延緩KOA病情發展的藥物，能特異作用于關節軟骨，補給軟骨基質，恢復正常代謝，同時可抑制酶的降解作用。但是大劑量使用（超過5000一15000 mk/Kg）時，易引起耐藥性，并且導致嚴重的腹脹、便秘、嘔吐等胃腸道反應，甚至出現暈眩、骨骼酸痛、尿道感染等癥狀。

本研究顯示，兩組患者治療后膝關節疼痛程度和日常動作能力評分均較治療前改善;觀察組患者治療后膝關節疼痛程度和日常動作能力評分較對照組改善更為明顯，兩者比較差異均具有統計學意義（P

參考文獻：

篇10

[關鍵詞] 肩鎖關節； 脫位； 鎖骨鉤鋼板； 內固定術

[中圖分類號] R274.2[文獻標識碼] A[文章編號] 1005-0515（2011）-03-225-01

肩鎖關節脫位是肩部較常見的損傷，多由直接暴力所致，若處理不當可造成肩關節功能障礙和局部疼痛。2008年1月～2010年1月，我院采用鎖骨鉤鋼板內固定術治療TossyⅢ型肩鎖關節脫位42例，取得了滿意的效果，現總結報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料：本組共42例，男30例，女性12例，年齡16～52歲，平均33歲；均為TossyⅢ型肩鎖關節脫位。交通傷26例，跌倒傷11例，打擊傷5例；左側17例，右側25例。受傷至手術時間3h～3d，平均1.5d。

1.2 手術方法：采用臂叢神經阻滯麻醉或全麻，患者取仰臥位，患肩墊高約30o，頭轉向健側。切開肩鎖關節囊，顯露肩鎖關節、骨折端、肩峰、喙突以及斷裂喙鎖韌帶，清除瘀血塊以及破裂的關節盤。鈍性分離鎖骨外端與肩峰后方間隙，探明肩峰下緣后，將鎖骨鉤鋼板的鉤部分緊貼肩峰下緣插入肩鎖關節后方并頂緊。確認鉤緊后，將鋼板臨時固定，此時可見肩鎖關節完全復位，如下壓太緊，則將鋼板預彎折彎，直至復位。鎖骨上鉆孔，并用骨膜剝離器加以保護，勿損傷鎖骨下組織，擰入螺釘，檢查脫位復位確實，固定牢靠，修補斷裂的肩鎖韌帶和關節囊，縫合切斷的三角肌，修復喙鎖韌帶。術中注意要確定找到鎖骨的肩峰端，將鎖骨鉤鋼板水平部分尖端與鎖骨肩峰端對齊，鉤部分緊貼肩峰下緣完成鎖骨鉤鋼板固定后需修復肩鎖關節囊、喙鎖韌帶、三角肌及斜方肌止點。術后三角巾吊帶固定患肢3周，術后1周開始肩關節功能的被動、主動鍛煉，1年后取出內固定。

1.3 療效評價標準：按Lazzcano標準評定患者術后功能[1]。優：肩部無疼痛，無自覺和他覺力量減弱，肩關節活動正常，恢復原工作；良：肩關節活動有輕度疼痛，自覺力量減弱，肩關節活動接近正常，外展上舉

2 結果

本組患者住院時間3～14d，平均10d。術后切口均一期甲級愈合，無神經、血管、胸膜損傷，X線檢查，手術復位佳；內固定取出后3個月復查，肩鎖關節無再脫位現象。所有患者均獲隨訪8～18個月，平均10個月。按Lazzcano標準評定，優23例，良17例，差2例，優良率為95.2％。

3 討論

肩鎖關節是個平面小關節，為上肢在軀干上的主要支撐，由鎖骨肩峰端關節面與肩胛骨肩峰關節面構成。關節間隙自外上向內下有約50o的傾斜角，其間有纖維軟骨盤，活動范圍0o～20o。肩鎖關節主要提供鎖骨與肩峰間的滑動以及肩胛骨相對于鎖骨的旋轉，是上臂外展上舉運動的輔助關節。肩鎖關節的穩定性靠關節囊、肩鎖韌帶、喙鎖韌帶及三角肌和斜方肌腱性附著部分的維護。由于局部無軟組織保護，暴力易致關節脫位分離。按損傷程度分為三型：Ⅰ型，肩鎖韌帶損傷；Ⅱ型，肩鎖韌帶斷裂，鎖骨肩峰端前后不穩，輕度上移；Ⅲ型，肩鎖韌帶及喙鎖韌帶均斷裂，三角肌、斜方肌從止點撕脫，鎖骨肩峰端高聳，患肩及上肢下沉，肩關節活動受限。

Ⅰ～Ⅱ型肩鎖關節脫位一般采用保守治療，TossyⅢ度多傾向于手術治療，并符合以下原則：①恢復正常解剖位置；②修整清除破裂或退變的關節面和關節軟骨；③修復重建韌帶和關節囊；④可靠的固定；⑤防止肩周圍組織并發癥。以往多采用克氏針固定加肩鎖關節囊、肩鎖韌帶及喙鎖韌帶的修補法。其優點是術中顯露及損傷小，操作簡單，花費少，而且已有生物力學研究證實該方法能夠提供穩固有效的固定[2]。但術后易發生克氏針松動、滑脫、斷針等并發癥[3]，且固定時要通過肩鎖關節面，限制了肩鎖關節正常的微動，遠期易發生肩鎖關節骨關節炎[4]。

與其他方法相比，鎖骨鉤鋼板具有明顯的優越性。其設計符合鎖骨“S”形解剖形態和肩鎖關節的生物特性。在肩峰下關節外放置鋼板尖鉤，尖鉤位于肩峰后下方，不干擾關節，鉤表面設計光滑，在肩關節活動時，允許被固定的肩鎖關節保持一定的微動，更加符合肩鎖關節的生物特性，有利于術后關節功能的恢復和減少創傷性關節炎的發生。鎖骨鉤鋼板設計合理，可以對關節產生持續穩定的壓力，為肩鎖和喙鎖韌帶的修復和愈合提供了一個穩定的無張力環境，提高了韌帶和軟組織愈合的質量。可以使肩鎖和喙鎖關節得到持久穩定的固定，利于損傷的軟組織自然對合形成瘢痕而被修復，大大降低了術后肩鎖關節復發脫位的幾率。

綜上所述，鎖骨鉤鋼板內固定術操作方便，固定可靠，療效確切，是治療TossyⅢ型肩鎖關節脫位的理想方法。

參考文獻

[1] 葛亮，茍三懷，歐陽躍平，等.Atlas鈦纜與鉤鋼板治療完全性肩鎖關節脫位的前瞻性對照研究[J].中國矯形外科雜志，2007，15：737-739.

[2] Wellmann M,Zantop T,Weimann A,et al.Biomechanical evaluation of minimally invasive repairs for complete acromioclavicular joint dislocation[J].Am J Sports Med,2007,35(6):955-961.