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骶髂骨间韧带的生物力学分析

2010-08-03杨金星王大平刘照华

中国医药指南 2010年20期
关键词:内旋骶髂髂骨

杨金星 王大平 刘照华

深圳市第二人民医院创伤骨科(518000)

不稳定骨盆骨折多伴有骨盆后环骶髂关节周围的损伤,如骶髂关节脱位、骶骨骨折等。其中尤以骶髂关节周围韧带的损伤多见,其发生率可达95%以上[1]。骶髂骨间韧带对维持骶髂关节稳定起重要作用[2],但对其力学研究目前尚不清楚。本实验取成人骨盆标本24具,通过建立骶髂骨间韧带的损伤模型,研究骶髂骨间韧带对维持关节稳定所起的作用,从而为临床治疗骶髂关节周围韧带损伤提供理论依据。

1 材料和方法

正常成年甲醛固定湿润骨盆标本24具,清除所有腹、盆腔器官,保留骶髂关节周围韧带结构。切断各骨盆标本的耻骨联合,使双侧的骶髂关节相对独立。随机取每个骨盆的左侧半或右侧半作对照侧,另一侧则为实验侧。从骶髂后韧带的间隙将实验侧的骶髂骨间韧带从中间切断,从而制作成韧带的损伤模型。将已建立骶髂骨间韧带损伤模型的骨盆标本分为4组,每组6个,固定骶骨于MTS材料力学试验机上,分别对两侧的骶髂关节施予由前至后、由下至上、内旋及外旋的压力。压力由小至大,每次增加10N,记录骶髂关节在脱位前可承受的最大应力值(单位N)。按分组情况收集整理资料,利用SPSS13.0统计软件进行数据处理,分析出骶髂关节骨间韧带在维持骶髂关节稳定中所起的作用。

2 结 果

2.1 进行由下至上压力测试的实验结果

实验侧可承受的垂直压力明显低于对照侧,降低的幅度平均达37.25%。二者差异进行统计学分析,P值<0.01,有明显的统计学意义,见表1。

2.2 进行由前至后压力测试的实验结果

实验侧可承受的前后压力明显低于对照侧,降低的幅度平均达32.50%。二者差异进行统计学分析,P值<0.01,有明显的统计学意义,见表2。

2.3 进行内旋压力测试的实验结果

表1 进行由下至上压力测试的实验结果 (±s单位:N)

表1 进行由下至上压力测试的实验结果 (±s单位:N)

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表2 进行由前至后压力测试的实验结果 (±s单位:N)

表2 进行由前至后压力测试的实验结果 (±s单位:N)

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表3 进行由内旋压力测试的实验结果 (±s单位:N)

表3 进行由内旋压力测试的实验结果 (±s单位:N)

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表4 进行由外旋压力测试的实验结果 (±s单位:N)

表4 进行由外旋压力测试的实验结果 (±s单位:N)

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实验侧可承受的内旋压力明显低于对照侧,降低的幅度平均达25.00%。二者差异进行统计学分析,P值<0.01,有明显的统计学意义,见表3。

2.4 进行外旋压力测试的实验结果

实验侧可承受的内旋压力稍低于对照侧,降低的幅度平均达3.33%。二者差异进行统计学分析,P值>0.05,无统计学意义,见表4。

3 讨 论

骶髂关节周围附丽着重要的韧带结构。骶髂前韧带加强骶髂关节囊的前部、下部。骶髂骨间韧带是最大的、最坚韧的韧带[3],连接髂骨粗隆和骶骨粗隆,填充着骶髂关节后上部不规则的关节间隙。骶髂后韧带位于骶髂骨间韧带的后方,该韧带分深浅两层。骶髂后韧带和骨间韧带均位于关节面后方,构成骶髂后韧带复合体。骶结节韧带厚而坚韧,位于骨盆的后下方,呈扇形分布。骶棘韧带呈三角形,位于骶结节韧带的前方。髂腰韧带在骨盆最上方,为肥厚而坚韧的韧带。骶髂关节周围韧带是稳定骶髂关节、限制关节过度活动的重要因素。本研究为对骶髂关节周围中最大、最坚韧的骶髂骨间韧带作力学分析。

3.1 试验设计

在实验中,以骨盆一侧韧带完整的骶髂关节作为对照,另一侧人工切断骶髂骨间韧带作为实验。因为在同一骨盆上,实验侧的骶髂关节与对照侧的骶髂关节除了人为切断了骶髂骨间韧带以外,其他的条件均相同,亦采用同一力学测试仪,故实验中得出的实验侧对比对照侧在各方向上承受压力的变化完全可认为是骶髂骨间韧带的损伤所致,由数据的变化可用于对骶髂骨间韧带在维持骶髂关节稳定所起作用的分析。当然,所用的标本为经过甲醛处理后的尸体标本,韧带存在变性,对力学分析存在一定的影响。但面对大量新鲜尸体标本难以收集的现状,采用尸体标本进行研究为一折中的方法。在实验中,将耻骨联合予以切断,虽破坏了骨盆环的完整,未能模拟骨盆的生理状态,但切除了耻骨联合后,两侧骶髂关节独立,避免了耻骨联合在力学测试中的影响,使所得的实验数据更有参考意义,更能反应骶髂骨间韧带在维持骶髂关节稳定所起的作用。

3.2 实验结果分析

从实验结果可看到,切除了骶髂骨间韧带的实验侧在由下至上、由前至后及内旋方向可承受的压力明显低于对照侧,其中以在垂直方向上下降的幅度最大,达到38.79%,其次为前后方向33.91%及内旋方向25.20%。以上3个方向的实验侧和对照侧的数据的差异均有明显统计学意义。而在外旋方向上,实验侧和对照侧可承受的压力无明显差别,进行统计学分析,这二者差异无明显统计学意义。由此可见,骶髂骨间韧带可有效防止骶髂关节垂直移位、前后移位及内旋移位,而在防止垂直移位上所起的作用最大。但骶髂骨间韧带在避免骶髂关节外旋移位中无明显作用。 该实验结果与Tile[4]对骶髂后韧带复合体的力学分析结果相符。

3.3 骶髂骨间韧带的生理意义

骶髂关节为负重关节,在生理状态下主要承受垂直及前后方向的压力。在体质量作用下,骶骨有下沉的趋势,从而将位于骶骨粗隆和髂骨粗隆之间的骶髂骨间韧带拉紧,髂骨向内靠拢。由于骶椎上宽下窄,呈楔状插入两侧髂骨之间,故此负重越大,骶髂关节接触越紧密,这就是骶髂关节的“自锁现象”[5]。该“自锁现象”有效抵抗了来自生理状态对骶髂关节的垂直应力。在前后方向,骶髂关节移位时,同样使骶髂骨间韧带拉紧,但因缺乏骨性结构的协助,抵抗前后应力的作用减少。由力学分析结果可知,若骶髂骨间韧带损伤,骶髂关节可承受的垂直及前后的应力明显减少,故骶髂骨间韧带对维持骶髂关节的生理状态起重要作用。

3.4 骶髂骨间韧带与临床

在临床骨盆后环损伤时,骶髂关节发生移位,常伴有骶髂骨间韧带的损伤。因骶髂骨间韧带具有防止骶髂关节在前后、上下及内旋方向移位的作用,故临床治疗骶髂关节脱位时,需防止骶髂关节在上述方向的移位。如对骶髂关节脱位进行保守治疗时,在关节复位后,需行患侧下肢牵引以防止骶髂关节的上下移位,予骨盆兜外固定以防止骶髂关节前后及外旋方向的移动。另外,骶髂骨间韧带分布于骶骨粗隆及髂骨粗隆之间的狭窄骨缝,其后方是骶髂后韧带,位置深在。在损伤后,临床对骶髂骨间韧带进行直接修复非常困难,但临床上只要对骶髂关节进行良好复位,骶髂骨间韧带的断端便可很好对合,而对复位后的骶髂关节进行有效固定,便可为骶髂骨间韧带提供可靠的愈合环境。因此,骶髂骨间韧带的损伤常无需及很难进行修复,其治疗仅需对骶髂关节进行准确复位和有效固定便可。

[1]Tile M. Acute pelvic fracture:caution and classificatior[J].J Am Acad Orthop Surg,1996,4(3):143-151.

[2]潘进社,张英泽,陈伟.骶髂关节应用解剖及生物力学研究进展[J].国际骨科学杂志,2007,28(4):237-239.

[3]Drake RL,Vogl W,Mitchell AW.Gray's Anatomy for Student[M].Singapore:Elsevier Pte Ptd,2005:385.

[4]Tile M.Fracture of the acetabulum[J].Orthop Clin North Am,1980,11(3):481-506.

[5]Dujard FU,Roussignol X,Hossenbaccum M,et al. Experimental study of sacroiliac joint micromotion in pevis disruption[J].J Orthop Trauma,2002,16(2):99-103.

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