开题报告2.docx

1、开题报告2本课题旨在通过动物模型研究，明确对于干骺端粉碎股骨远端骨折：内外侧钢板固定能显著提高固定稳定性；固定稳定性的提高是否利于骨折愈合（应变范围210%）；哪种固定方法组合最有利于骨折愈合。本课题研究结果可为临床治疗干骺端粉碎股骨远端骨折提供依据，提高治疗效果，显著降低内固定失败率及骨折并发症。股骨远端骨折的特点股骨下端 15cm 以内的骨折统称为股骨远端骨折, 包括股骨髁上骨折和髁间骨折，约占所有股骨骨折的4%7%，占全身骨折脱位的0.4%1。近年来，临床研究提示股骨远端骨折成双峰分布，15-50岁之间的年轻人和50岁以上老年女性2。临床上年轻患者大多由高能量损伤导致，常伴有严重软组织损

2、伤、且骨折粉碎、累及关节、有骨块塌陷或严重骨缺损。而老年患者往往伴有骨质疏松，股骨远端骨皮质较薄，易出现股骨远端粉碎性骨折，这些因素导致了股骨远端骨折的治疗具有很大的挑战性3。股骨远端骨折的治疗现状与不足近些年，以微创内固定系统（LISS）和锁定加压钢板（LCP）为代表的锁定钢板已成为常规治疗股骨远端骨折内固定方式，锁定钢板的出现使股骨远端骨折的手术疗效得到明显的提高4-11。锁定钢板具有微创、多枚成角稳定型螺钉固定等优点，弥补了之前内固定材料的不足。锁定钢板具有微创、多枚成角稳定型螺钉固定等优点，对于严重骨质疏松或多平面关节内骨折碎块的股骨髁部骨折，多枚成角稳定型锁定螺钉可提供较传统松质骨螺

3、钉更好的锚着力，弥补了之前内固定强度的不足。但是随着锁定钢板应用增加，骨折延迟愈合、畸形愈合、骨不连及内固定失效等并发症也逐渐增多12-14，临床报道应用外侧锁定钢板治疗股骨远端骨折骨不连发生率在0-10%15-17，可能与单钢板固定的稳定性不足和骨折类型相关18, 19。Henderson等19在回顾性研究86例锁定钢板治疗股骨远端骨折中，发现有14例未能达到骨愈合，占20%，其中A3、C2、C3型（AO分型）等内侧皮质缺损的骨折有较高的骨不连发生率。Vallier等20报道使用单侧锁定钢板治疗27例C3型股骨远端骨折中有6例发生内固定失效，这6例患者均出现股骨内侧塌陷，有5-10的内翻畸形

4、（图1）。我们在临床工作中也发现单纯外侧锁定钢板治疗干骺端粉碎性骨折时可发生固定不稳，骨折断端可出现明显移动，因此单纯外侧锁定钢板对于干骺端粉碎性股骨远端骨折的固定稳定性不足可能是这类并发症发生的主要原因。图1干骺端粉碎股骨远端骨折，外侧锁定钢板固定。术后出现骨折内翻移位，最终骨不连、内固定断裂。基于张力带原理的双钢板固定临床上钢板置于股骨远段外侧是基于张力带原理：偏心负荷下股骨存在张力侧（外侧）和压力侧（内侧），为使不利于骨折愈合的张应力转换为压应力，应将钢板置于外侧（张力侧），并通过钢板对骨折断端进行加压。但是该原理的使用必须满足一个基本条件，即对侧皮质（压力侧）必须完整以提供足够的支撑。

5、当内侧皮质不完整无法提供足够的支撑时，单纯外侧钢板无论加压与否，可能均无法提供稳定的固定。单独应用外侧锁定钢板固定干骺端粉碎股骨远端骨折，由于骨折内侧仍缺乏足够的支持，当受到纵向负荷时会出现弯曲倾向，固定失稳，从而出现延迟愈合或骨不连，应力集中于外侧钢板最终导致钢板发生断裂18, 21, 22。基于上述分析，我们认为对于干骺端粉碎的股骨远端骨折，在外侧锁定钢板固定的基础上加用内侧钢板以提供足够的支撑，满足了张力带原理使用的前提条件，应该可以提供足够的固定强度。如何优化双钢板固定组合类型？股骨远端粉碎性骨折在手术中很难达到解剖复位、骨折间隙消失，故通过断端间骨痂生成达到二期愈合是最佳的治疗选择。

6、而与骨折粉碎程度相匹配的固定稳定性是骨痂形成、骨折愈合的前提条件，过高的固定强度或固定过于不稳定可能均不利于骨折愈合23-25。Perren等26提出，当应变达到或超过组织毁坏时的拉伸程度时，该组织无法形成。其中，肉芽组织能承受的应变为100%，纤维组织、肌腱、骨组织相应的逐步减小，软骨为10%，板层骨为2%，二期愈合时骨折断端的应变须控制在210%之间。在治疗干骺端粉碎股骨远端骨折时，双侧锁定钢板可明显提升固定强度，而这种提升可能使骨折部位的应变小于2%，不利于骨折愈合，那么究竟采用何种固定类型的双钢板组合能够将应变控制在210%之间？为此在实验中我们分别采用锁定加压板、普通加压板、锁定重建

7、板、普通重建板作为内侧钢板与外侧股骨远端接骨板结合，进行动物实验，目的是为寻求治疗股骨远端骨折最佳的双钢板组合做指导。参考文献：1.Gangavalli, A.K. and C.O. Nwachuku, Management of Distal Femur Fractures in Adults: An Overview of Options. Orthop Clin North Am, 2016. 47(1): p. 85-96.2.Pietu, G., et al., Epidemiology of distal femur fractures in France in 2011-12.

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13、Failures of the Synthes Variable Angle Locking Distal Femur Plate. J Orthop Trauma, 2016. 30(1): p. e7-e11.13.Are Locking Constructs in Distal Femoral Fractures Always Best? A Prospective Multicenter Randomized Controlled Trial Comparing the Less Invasive Stabilization System With the Minimally Inva

14、sive Dynamic Condylar Screw System. J Orthop Trauma, 2016. 30(1): p. e1-6.14.Rodriguez, E.K., et al., Predictive factors of distal femoral fracture nonunion after lateral locked plating: a retrospective multicenter case-control study of 283 fractures. Injury, 2014. 45(3): p. 554-9.15.Ricci, W.M., et

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17、e a problem with fracture healing? J Orthop Trauma, 2011. 25 Suppl 1: p. S8-14.19.Henderson, C.E., et al., 2010 mid-America Orthopaedic Association Physician in Training Award: healing complications are common after locked plating for distal femur fractures. Clin Orthop Relat Res, 2011. 469(6): p. 1

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21、hanics on fracture healing. Orthopedics, 2010. 33(10): p. 752-5.26.Perren, S.M., Physical and biological aspects of fracture healing with special reference to internal fixation. Clin Orthop Relat Res, 1979(138): p. 175-96.1. 实验分组：实验猪按随机数字法分为5组：对照组2头（双侧后肢予单纯外侧解剖锁定钢板固定）；锁定重建钢板组和普通重建钢板组4头（双侧后肢均予外侧解剖锁定钢

22、板外，分别在股骨内侧加用锁定或非锁定重建钢板，左右侧随机）；锁定加压钢板组和普通加压钢板组4头（双侧后肢均予外侧解剖锁定钢板外，分别在股骨内侧加用锁定或非锁定加压钢板固定，左右侧随机）。2. 手术方法：首先建立干骺端粉碎股骨远端骨折模型，股骨远端前外侧切口，长约10 cm。显露股骨髁，在股骨远端距关节面4cm处横向截除长度为0.5 cm骨块，再在髁间截断内外侧髁，制成相应干骺端粉碎股骨远端骨折模型（AO/ASIF分型：33-C2.3）。放置钢板方法为钢板预先塑形，C型臂电透机下确定钢板位置合适，骨折块对位对线良好。外侧锁定钢板于骨折近、远端依次钻孔并拧入34枚锁定螺钉。重建钢板及加压钢板于骨折

23、近、远端依次钻孔并各拧入2枚锁定或普通螺钉（图1）。逐层缝合切口，无菌敷料包扎。3. 术后处理：术后即刻不限制猪活动。术后连续3 天、1次/天予青霉素80万IU肌内注射。伤口每日消毒换药1次，连续2周。术后2周拆除创口缝线。分别于术后即刻和4、8、12周摄股骨远端正侧位X线片。每组随机选择一头实验猪于术后4、6周分别肌注四环素和钙黄绿素标记骨痂，另一头不做特殊处理。所有动物于术后12周在麻醉下以急性失血法处死。4.观察指标：4.1 X线及大体标本观察 完整取出双侧股骨，记录所有实验猪骨折愈合及并发症（包括骨折不愈合、感染、内固定失效）发生情况；去除接骨板及螺钉后再次拍摄正、侧位X线片，每组不做

24、特殊处理者在侧位X线片上测量骨痂最大前后径，之后进行垂直压缩实验。4.2 垂直压缩实验 股骨远端插入固定底盘中，保持双侧股骨髁接触底盘并使股骨头位于上方加压装置的中心，牙托粉包埋股骨髁进行固定。预设最大载荷3kN，以2mm/min的速度匀速垂直加压至10N，持续30s进行预压并调零。以10 mm/min速率加载至预设最大载荷，记录应力-应变曲线，记录最大轴向压缩位移，据此计算平均轴向刚度（图2）。4.3 四环素-钙黄绿素荧光标记与甲苯胺蓝染色观察首先制作不脱钙骨组织切片：取骨折断端骨痂标本，制成0.5-1.0cm3大小，常规脱水，甲基丙烯酸甲酯包埋。修块后在Leica硬组织切片机下切成5m厚的

25、切片。每个标本取中间两张切片行荧光显微镜观察，每张切片随机观察5个视野，应用Image-Pro Plus6.0图像分析软件，计算荧光标记率（所选界面全视野荧光标记区占骨面积的百分比）、荧光累积光密度值（Integraded Optical Density, IOD）、四环素-钙黄绿素双标记荧光带平均宽度、骨平均矿化沉积率（荧光带平均宽度除以双标间隔时间14d）。荧光显微镜观察后行甲苯胺蓝染色，每张切片随机观察5个视野，应用Image-Pro Plus6.0软件进行图象分析，对骨痂进行形态学观察并计算新生骨面积百分比。5. 统计学分析：所有数据采用SPSS 13.0软件处理。计量资料计算均数（）

26、。可行性分析：我们认为对于干骺端粉碎的股骨远端骨折，在外侧锁定钢板固定的基础上加用内侧钢板以提供足够的支撑，满足了张力带原理使用的前提条件，应该可以提供足够的固定强度。我们预初实验结果也证实了这一判断。在垂直加压测试中，单钢板组的内侧压缩位移为2.600.28 mm,而双钢板组的内侧压缩位移为0.460.08 mm ,较单钢板组明显降低（p0.05）。在循环垂直加压测试中，单钢板组的压缩位移为1.560.12 mm,双钢板组的内侧压缩位移为0.430.05 mm，同样也较单钢板组有明显降低（p0.05）。该实验结果表明对于干骺端粉碎股骨远端骨折，内侧加用锁定钢板可明显提升固定强度。因此，在临床

27、工作中我们试着对部分这类骨折患者进行双钢板固定，2012年至今共有9例患者（新华医院、新华崇明分院骨科），术中术后均未发现有固定不稳定或骨折再移位发生，患者膝关节功能恢复良好。但是发生一例骨不连，该患者术后17个月临床判断骨愈合后行内固定取出术，术后摄片发现原有骨折未愈合。在治疗干骺端粉碎股骨远端骨折时，为形成外骨痂以达到二期愈合，我们需要将骨折断端间的应变控制在210%。而目前我们仅了解双侧锁定钢板可明显提升固定强度，而这种提升可能使骨折部位的应变小于2%，不利于骨折愈合。那么究竟采用何种固定类型的双钢板组合能够将应变控制在210%之间？这是本课题试图解决的问题。材料准备：a. 10头普通白

28、猪（上海交通大学医学院附属新华医院动物实验室提供，体重 20-25kg）购进后饲养观察3天，使其适应新环境。通过临床观察检测有无疾病征象，记录体重、摄食量和饮水量等指标，若发现异常，不得使用，其双侧股骨均用于实验。b. 手术器械：手术衣、手术巾、骨剥、骨锯、电钻、持针器、止血钳、齿镊、巾钳、弯盘、药碗、手术刀柄、小拉钩、线剪、组织剪。c. 一次性手术用品：缝线及针、电刀、无菌手套、纱布、吸引管及吸引头静脉留置针、气管插管、心电图电极片。d. 钢板及螺钉：3孔外侧远端解剖锁定板、5孔内侧锁定加压钢板、5孔内侧直型锁定重建钢板；各种型号的锁定螺钉；e. 药品：戊巴比妥；异氟烷；丙泊酚；阿托品；青霉

29、素钾；四环素；钙黄绿素；牙托粉、中性福尔马林缓冲液、4%多聚甲醛固定液、梯度酒精（70%、80%、90%、95%和100%）、二甲苯、渗透液（甲基丙稀酸甲酯、邻苯二甲酸二丁酯、二甲苯）、渗透液（甲基丙稀酸甲酯、邻苯二甲酸二丁酯）、渗透液（甲基丙稀酸甲酯、过氧化苯甲酰、邻苯二甲二丁酯）、包埋液、二醇乙醚乙酸酯、甲苯胺蓝：不同组锁定接骨板固定干骺端粉碎股骨远端骨折模型的建立将普通白猪称重，用于准确计算用药剂量，术前12h禁食、6h禁水，用戊巴比妥以无菌生理盐水配成3%溶液，30mg/kg（即1ml/kg）于耳后3-5cm颈部肌肉间歇性缓慢肌注，并观察角膜反射、肌松程度和疼痛反应，达到所需麻醉状态时

30、，立即停止注射。阿托品0.02mg/kg同法肌注用于减少流延及口鼻腔分泌物。安定0.2mg/kg。静脉留置针耳缘静脉穿刺，建立外周静脉通道，生理盐水静滴，接三通管，静推丙泊酚5mg/kg进行气管插管，接呼吸机和心电监护，术中以10mg/kg/h或气体麻醉剂甲醚维持麻醉状态。碘伏消毒，铺巾。取股骨远端外侧髌旁切口，切开皮肤、皮下组织，小心剥离周围软组织，将髌骨翻向内侧显露股骨髁，在髁间截断内外侧髁，再于股骨远端距关节面4cm处截除长度为0.5cm骨块，制成相应干骺端粉碎股骨远端骨折模型（AO分型：C2.3）。随后，选用相应的接骨板固定骨折，保持0.5cm骨折间隙。为了尽量保持模型一致性，首先是外

31、侧钢板近端螺钉固定于完整的股骨上，然后髁间截断内外侧髁，固定外侧钢板远端螺钉，再开始截骨制作骨折模型，最后根据分组固定相应内侧接骨板。手术结束后不能立即拔管，持续给氧，等猪苏醒有自主呼吸后，抽净气囊空气，拔管。术后青霉素80万IU，肌注，qd*3天；术后几小时继续补液5%葡萄糖+生理盐水；吗啡0.120mg/kg，肌注，qd*3天。术后第一天喂食半流质，第二天恢复正常饮食。（1）2015.09-2016.01：1.查阅文献，完善动物实验的理论学习，改进并完善实验细节，2.准备所需材料；（2）2016.02-2017.02：完成不同组合类型的双钢板固定干骺端粉碎股骨远端骨折的疗效分析，其中：1.

32、联系动物实验室；2.进行动物实验，收集数据；（3）2017.03-2017.09：完成三种内固定治疗干骺端粉碎股骨远端骨折的临床数据分析：1.对力学实验、病理切片实验数据进行统计分析；2.对不同双侧接骨板系统方案进行动物研究方面的全面评估，提交动物实验报告；（4）2017.10-2018.06：课题总结，论文撰写，课题鉴定，成果申报；其中，阶段性的实验成果可以在上述时间段中提前进行总结，论文撰写等。Siemens移动式C形臂X射线机（Siemens, 德国）；Instron 5569万能材料试验机（Instron，美国）；Leica DMI-3000B倒置荧光显微镜（Leica，德国）；Olympus DP72显微镜（Olympus，日本）；Leica SP 1600切片机（Leica，德国）；育达JR-9000E电动手术台（山东育达医疗设备有限公司）；Matrx VIP 3000动物呼吸机（Midmark Corp.，美国）；Surgiv