后路单钉棒系统治疗骶髂关节骨折脱位的生物力学及临床效果研究

王治成

深圳市龙岗区深圳仁安医院，深圳 518116

后路单钉棒系统治疗骶髂关节骨折脱位的生物力学及临床效果研究

王治成

深圳市龙岗区深圳仁安医院，深圳 518116

目的 探讨单钉棒系统治疗骶髂关节骨折脱位的生物力学及临床效果。 方法 选取10具经甲醛溶液浸泡的成年尸体骨盆标本，其中，男性5具，女性5具，将其随机平均分为后路单钉棒固定组和骶髂螺钉固定组，进行生物力学实验，收集相关数据；选取骶髂关节骨折脱位患者50例，随机分为实验组和对照组，分别进行后路单钉棒固定和骶髂螺钉固定治疗，对比两组治疗效果。 结果 在相同的压力值下，骶髂螺钉固定组的位移明显大于后路单钉棒固定组（P＜0.05）；实验组骶髂关节复位的优良率为92%，明显高于对照组的68%（P＜0.05）。 结论 与骶髂螺钉比较，后路单钉棒系统治疗骶髂关节脱位的优势比较独特，固定效果较好，骨盆的稳定性较好，临床疗效满意。

后路单钉棒系统；骶髂关节骨折脱位；生物力学；临床疗效

骶髂关节骨折脱位是一种骨盆骨折不稳定型损伤，多为高能量损伤，通常伴有骨盆前环破坏或髂骨、髋臼骨折[1]。骶髂关节对骨盆环稳定性的影响极其重要，如果复位固定效果不佳，常会导致遗留疼痛、畸形和下肢功能障碍等并发症，是骨盆骨折常见的严重创伤之一[2]。本院分别采用后路单钉棒和骶髂螺钉方法治疗骶髂关节骨折脱位，并对两种治疗方法进行生物力学研究及临床疗效对比，现报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

1.1.1 骨盆标本

取10具成年尸体骨盆作为实验标本，所有标本均经甲醛溶液防腐浸泡，其中，男性5具，女性5具，将其随机平均分为后路单钉棒固定组和骶髂螺钉固定组，两组盆骨标本在性别、质量、外观等一般资料方面比较，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。

1.1.2 临床资料

选取本院2008年4月～2011年4月收治的骶髂关节骨折脱位患者50例，所有患者均获得完整资料和长期随访。其中，男33例，女17例；年龄16～62岁，平均年龄（36.2±3.7）岁。分别因车祸、高空坠落、挤压伤等原因入院，根据临床症状体征，X线、CT及磁共振成像等影像学检查，诊断结果为骶髂关节骨折脱位合并腰骶结合部损伤者12例，L5横突骨折者17例，L5神经损伤者14例，极外侧椎间盘突出同时伴有钙化者3例，椎间盘突出游离型者3例，椎弓根峡部裂同时伴有极外侧椎间盘突出1例。创伤严重度评分（ISS）为20～52分，平均（26.2±0.8）分。将所有患者随机平均分为两组，其中，实验组25例，对照组25例。两组患者在性别、年龄、临床症状等一般资料方面比较，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。

1.2 方法

1.2.1 生物力学的研究

1.2.1.1 生物力学研究方法 后路单钉棒固定组：在C型臂X线机透视下良好定位，明确S1椎弓根螺钉的钉入点，采用钝性锥子进行扩孔，根据扫描结果确定螺钉的直径及长度，将螺钉凝乳后，对髂骨后方内侧的软组织进行剥离，使进针点充分显露，然后采用探针沿着髂前上棘方向扩出通道，采用Schanz钉进行安装，塑形并安装连接棒，采用撑开器对骨盆的垂直、前后移位进行纠正[3-4]。骶髂螺钉固定组：取标本的髂前、后上棘连线中后约1/3交点作为进针点，按照C型臂X线机的引导，采用导针缓慢通过髂骨及骶髂关节并直达S1椎体，注意不要超过S1中线。以上过程在透视下进行，密切观察导针位置，准确确认导针位置后，采用空心钻头沿导针进行钻孔，最后拧入适当长度和直径的空心松质骨螺钉[5]。

1.2.2.2 生物力学数据的测量 在结构、损伤、载荷及内固定位置上保持相同的前提下，将所有骨盆标本制作成实验力学模型，精度满足实验要求。将标本模拟人体站立姿势，固定于试验力学机上，双侧股骨干置于套筒内，确认固定牢固后，连接仪器。然后预加载3次，以达到消除关节间隙、骨发生松弛蠕变等时间影响。实验载荷在0～1000 N范围内分级进行加载，加载速度为2 mm/min。测量当压力分别为200、300、400、500、600、700、800、900、1000 N时标本的骶髂关节相应位移。测量结束后，通过极限载荷破坏实验，对标本的骶髂关节垂直方向位移情况、骨盆的轴向刚度情况及其极限位移、极限载荷、屈服位移、屈服载荷进行测量，由此评价后路单钉棒固定组和骶髂螺钉固定组的力学性能。

1.2.2 临床疗效的研究

①实验组行后路单钉棒系统治疗：患者仰卧，采用常规气管插管进行全身麻醉，以患者腰背后的正中为切口，从一侧的棘突对骶棘肌及臀大肌的髂嵴附着部进行剖离，使椎板和关节突关节暴露。在髂后上棘内上方髂嵴部切除宽深分别为1.5 cm的骨块，形成骨槽，作为髂骨板间螺钉的植入点。于患者病变间隙的上下相邻节段放置椎弓根螺钉，同时咬除椎板及上关节突内侧的部分骨质、下关节突以及黄韧带，使硬脊膜囊和相邻节段的上下神经根以及病变节段的椎间盘充分暴露后，采用自制待导向四棱骨刀对纤维环及钙化的边缘部分进行剖开，夹除已经病变的椎间盘组织[6-7]。手术过程中使用带齿的刮匙对椎间隙上下终板下面的软骨进行刮除，在患者的椎间隙植入咬除的椎板骨粒同时进行夯实，在患者的椎体间嵌入已经修剪软骨面的关节突或放置椎间融合器，安装椎弓根钉连接杆并加压固定。冲洗伤口并进行止血，放置引流管，逐层关闭切口。术后，应用抗生素进行常规治疗3～5 d，引流量＜30 ml时，可以拔除引流管。②对照组行骶髂螺钉方法治疗：患者取俯卧位，在C型臂X线机透视下确定骨盆的入口位、出口位及正位、侧位。于髂后上棘外侧3～5 cm处切口0.5 cm，分离软组织后直达髂骨，在切口处安置定位套管插入，在正位和出口位安置透视套管，与S1上部、骶孔上缘齐平，采用直径2.5 mm的导针按照向上倾斜10°、向前倾斜20°的方向缓慢打入，在透视下通过髂骨、骶髂关节及骶骨岬到达S1椎体内[8]。根据透视反复调整导针的位置，确定位置后，沿导针方向拧入直径为6.5 mm的空心螺钉。

1.3 临床评价标准

根据生物力学实验中载荷-位移、极限负荷、轴向刚度的相关数据对后路单钉棒固定组和骶髂螺钉固定组的力学性能进行评价。根据Matta等提出的影像评定标准[9]，对骨折复位进行评估，优：≤4 mm；良：5～10 mm；可：11～20 mm；差：＞20 mm。

1.4 统计学方法

采用SPSS 14.0统计学软件对相关数据进行分析，计量资料采用t检验，计数资料采用χ2检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组标本生物力学的比较

2.1.1 两组标本载荷与位移情况的比较

在相同的压力值下，骶髂螺钉固定组的位移明显大于后路单钉棒固定组（P＜0.05）（表1）。

表1 两组标本载荷与位移情况的比较（mm，±s）

表1 两组标本载荷与位移情况的比较（mm，±s）

压力值（N）骶髂螺钉固定组 后路单钉棒固定组 t值 P值200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1.94±0.23 4.04±0.37 4.39±0.27 6.11±0.09 7.42±0.15 7.69±0.21 8.68±0.39 8.89±0.19 9.40±0.14 0.84±0.09 1.17±0.32 20.7±0.07 2.79±0.50 3.67±0.15 4.79±0.38 4.88±0.09 5.59±0.41 5.81±0.09 9.4 14.1 18.7 16.9 31.2 22.8 18.6 14.9 41.4 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05

2.1.2 两组标本骨盆轴向刚度的比较

经过生物力学测试发现，后路单钉棒组的轴向刚度值为（94.56±7.21）N/mm，明显大于骶髂螺钉固定组的（66.74±7.14）N/mm。

2.2 两组患者临床效果的比较

经手术治疗后，实验组的优良率为92%，明显高于对照组的68%（P＜0.05）（表2）。

表2 两组患者骶髂关节复位情况的比较[n（%）]

3 讨论

目前对于骶髂关节骨折脱位的治疗中，内固定法是临床上常用的治疗方法，主要包括骶髂关节前方加压钢板、骶髂螺钉、髂腰支撑内固定、骨盆后方张力带钢板等[10-11]。其中，骶髂螺钉在治疗骶髂关节脱位的过程中，由于其操作比较简单、定位准确、对患者的手术损伤较小、手术时间短、出血量少，在临床实践中的应用比较广泛，但骶髂螺钉的手术操作要求较高，容易引发并发症，特别是对于一些骨折移位比较明显的患者，在治疗过程中易引发医源性的血管及神经损伤；对于粉碎性骨折的患者，骶骨椎体的骨质有限，在采用螺钉固定时的固定力不足，容易增加误入骶管的风险；在进行骶髂螺钉固定后，患者仍需较长时间进行卧床休息和恢复，治疗周期较长[12]。

近年来后路单钉棒系统逐步进入了人们的视线，其主要原理是：后路单钉棒能够在患者的骨盆后环形成一个比较稳定并且有力的内支架结构，此外，Schanz钉位于髂骨内外板之间，具有较强的把持力，配合后环自身结构，能够与骶骨上的椎弓根钉通过适度加压，使骶髂关节得到强有力的固定，并通过间接固定促进骶髂关节的复位，从而发挥复位与固定的双重作用。髂腰固定是近年来临床上用于治疗骨盆骨折的一种方式，后路单钉棒作为髂腰固定的一种形式，能够对骨盆后柱进行三维互锁固定，明显增强抗剪切强度，有效减少内骨折再移位和固定失效的发生率。

在本次研究中，通过进行生物力学实验，观察后路单钉棒固定组和骶髂螺钉固定组骶髂关节垂直方向位移、骨盆的轴向刚度（骨盆的轴向刚度能够反映出骨盆在抵抗轴向变形方面能力的强弱[13]）等情况，并对两组的力学性能进行评价，结果显示骶髂螺钉固定组的垂直方向位移明显大于后路单钉棒组，而后路单钉棒组的轴向刚度明显大于骶髂螺钉固定组，差异有统计学意义，说明后路单钉棒组的力学性能要优于骶髂螺钉固定组。在治疗效果方面，通过对比两组患者的治疗情况，实验组的骶髂关节复位优良率为92%，明显高于对照组的68%，由此可见后路单钉棒组的治疗效果更佳。

综上所述，与骶髂螺钉相比，后路单钉棒系统在治疗骶髂关节脱位方面具有比较独特的优势，固定效果较好，骨盆的稳定性较高，临床疗效满意。

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Biomechanics and clinical effect study of posterior single screw rod system in the treatment of sacroiliac joint fracture dislocation

WANG Zhi-cheng
Shenzhen Renan Hospital of Longgang District in Guangdong Province,Shenzhen 518116,China

ObjectiveTo investigate the biomechanics study and clinical effects of posterior single screw rod system in the treatment of sacroiliac joint fracture dislocation.P＜0.05.Methods10 pelvis specimens of adult cadavers were soaked by formaldehyde solution,with 5 males and 5 females,and they were randomly divided into posterior single screw rod fixation group and sacroiliac screw fixation group,then the biomechanics experiment was taken,and the relevant data was collected;50 patients with sacroiliac joint fracture dislocation were selected and were randomly divided into the experimental group and control group respectively,and they were given with the posterior single screw rod fixation and sacroiliac screw fixation respectively,the treatment effect was compared.ResultsUnder the same pressure,the displacement of sacroiliac screw fixation group was significantly higher than that of posterior single screw rod fixation group (P＜0.05);the excellent and good rate of sacroiliac joint restoration in the experimental group was 92%,which was significantly higher than that of the control group(68%)(P＜0.05).ConclusionCompared with the sacroiliac screw fixation,posterior single screw rod system has a unique advantage in the treatment of dislocation of sacroiliac joint,the fixed effect is better,the stability of pelvis is good,and the clinical curative effect is satisfactory.

Posterior single screw rod system;Sacroiliac joint fracture dislocation;Biomechanics;Clinical curative effect

R683.3

A

1674-4721（2014）02（a）-0030-04

2013-12-17本文编辑：袁 成）