髋臼的生物力学
只有充分了解髋臼的生物力学,才能更好地诊断和治疗它。当股骨头强力作用在髋臼上时可造成髋臼骨折,大部分力作用在足、膝和粗隆上,力的方向从力的作用点画一条直线而到达股骨头的中心,这个方向可判断骨折的位置。例如汽车挡板型损伤、膝髋均屈90°,如受伤者在受伤时髋处于中立的位置或外展位,暴力方向将向内侧造成后柱骨折。其次损伤还决定于力的特殊性与患者骨的质量。但知道受力的方向可判断大致的骨折类型。
虽然准确的创伤性关节炎发生的病理因素还不明确,但生物力学因素为其重要因素之一。目前可接受的理论为关节面有效负重区减少,因此接触面的应力增加(应力=力/面积)。另一种理论认为髋臼骨折后,关节对合差,造成髋关节不稳定而引发偏心应力集中,使软骨受损导致骨性关节炎。
目前我们对髋臼骨折后究竟如何影响接触应力的变化知道甚少。正常髋关节接触应力为0.5 ~5.5 MPa,这依赖于髋关节所处的位置与步态的分期。Adams 认为峰值应力范围4.93 ~9.57 MPa,但Sodge 报道从椅中站起时可达18 MPa。应力的大小在不同区域是不相同的,较高应力的区域在负重区的中心,低应力区在外围范围。在正常活动时,力通常向上、后内方向传导,但正常髋臼接触区不易确定。移位的骨折通过髋臼上部多波及下部的骨折而更多影响应力接触区。目前最有力的证据是临床的总结。(https://www.daowen.com)
在日常生活中髋关节所产生的力较其他关节易于分析。在负重时,髋关节所产生的力是体重的2.4 ~4.8 倍,快走与跳跃,力可增加到体重的5.5 倍。峰值力多发生在足跟触地时,在静止期会减少,在摇摆期力可减少到体重的0.1 ~0.8 倍,此力相当于患者扶拐非负重时的状态。直腿提高可产生相当于体重的1.0 ~1.8 倍的力;起床为0.8 ~1.4 倍;上床为0.8 ~1.5 倍。当人被绊倒时产生的力最大,为体重的7.2 ~8.2 倍,这些正常载荷的证据为我们术后患者的康复训练提供了依据,而且也给我们手术固定提供了力学上的要求。
Sawaguchi 在尸体上做成髋臼横型骨折模型,前柱使用6.5 mm 拉力螺钉固定和用3.5 mm动力加压钢板或重建钢板固定,后柱用重建钢板或Letournel 钢板固定,当加载的力到体重的2 倍后,固定未失败,但骨折间隙可见增加2 ~4 mm,载荷去除后骨折间隙恢复正常。Schopfer 在尸体上截断后柱骨折用3.5 mm 重建钢板制动或重建钢板加拉力螺钉固定骨折间隙无变化,但它仅给予体重75%的负荷。
上述研究说明尸体模型在研究固定方法方面受到某些限制,目前主要的依据还是靠临床病历的总结。Letournel 已用标准的手术方法成功治疗了许多病例,他的结果提供了最好的证据。