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1、骨骺与移植骨固定方法的生物力学研究及临床应用,第四军医大学西京医院骨科,答 辩 人：张 忠 (课程班) 导 师：王 臻 教 授 辅导老师: 郭 征 副教授,随着骨肿瘤外科技术及化疗技术的发展，保留骨骺的保肢术成为治疗儿童青少年恶性骨肿瘤的新方法，它在彻底切除肿瘤、降低术后复发率的前提下，能够更好的改善术后患肢的功能、避免术后双侧肢体不等长 。,前 言,本研究就保留骨骺保肢术中骨骺与大段移植骨的不同固定方式进行体外生物力学实验，寻求更适合生物力学原理，最稳定的骨骺与大段移植骨的固定方法，并进行了临床回顾性研究。,前 言,主要内容,文献回顾 生物力学研究 临床回顾性研究 结论与展望,文 献 回 顾
2、,第一部分,适 应 症,骨生长未成熟，骺板未闭合。 术前明确骨肿瘤侵犯骨骺的程度。 严格遵循新辅助化疗的治疗原则。,文献回顾,手术方法,Canadell（1994）首次报告了这种保留骨骺的保肢技术。 Tsuchiya应用骨转移、再延长和短缩、再延长方法进行关节重建。,文献回顾,手术方法,Kumta将近关节肿瘤分为5型，以此指导术中切除平面和重建方式。 王臻等术前行MRI和骨扫描检查，术中C型臂X光机透视，确定截骨平面。,文献回顾,并 发 症,保骺术在改善肢体功能、避免术后肢体不等长较截肢术有明显优势，但术后并发症较截肢术有明显增加。 Mark发现60%发生并发症，75%的并发症需再次手术治疗。
3、,文献回顾,预 后,Manfrini等发现保存5mm厚的骨骺患肢即可继续生长至骨骼成熟，且固定骨骺的螺钉仅使骨骺略小于健侧，并不严重影响肢体的生长。,文献回顾,骨骺与移植骨不同固定 方法的生物力学研究,第二部分,目前该术式中保留的骨骺与移植骨的固定方法尚无统一标准，且此方面的生物力学研究国内外未见报道。本研究针对上述问题，采用新鲜猪股骨建立模型进行体外实验，寻找最稳定的骨骺与大段移植骨的固定方法。,目 的,实验材料,发育成熟新鲜猪股骨15根，左右不限，于猪股骨髁骺线处横形截断，然后分别采用松质骨螺钉垂直固定、交叉固定和钢丝环扎固定。摄X线片确认螺钉和钢丝固定符合要求，固定可靠，制作成股骨-环氧
4、树脂复合体试件。,实验材料,骺线处截骨,发育成熟猪股骨,实验材料,试件制作完成后，塑料袋封装，置-30冰箱保存，试验前室温下复温12h。,实验材料,实验夹具,股骨-环氧树脂试件,实验分组,实验仪器,MTS858 Mini Bionix生物力学实验系统,MTS880 Material Test System生物力学实验系统,进行弯曲、拉伸、扭转、压缩实验，记录截骨部位位移和载荷关系。各实验以100N预载，清除标本松驰影响。反复3个周期，以第3次结果为标准，减少截骨部位粘弹性。,实验方法,实验方法,弯曲实验 观察截骨接合部位移5mm时，所需载荷的变化。加载速度0.05mm/sec。,拉伸扭转压缩实
5、验,实验方法,观察截骨接合部拉伸至5mm、扭转至100载荷的变化以及垂直载荷100-1000N时位移变化。,以截骨接合部弯曲、拉伸位移至5mm，扭转位移至60时的载荷力，垂直载荷1000N时截骨接合部位移大小作统计学分析，求出均值和平均差，进行成组t检验，显著性水平设为p0.05。,实验结果,实验结果,弯曲位移时的平均载荷力(xs)（单位：kN）,位移,实验结果,弯曲 实 验 位 移 直 方 图,垂直及交叉固定组弯曲刚度无显著性差异，但两者明显大于钢丝固定组，与之有显著性差异（p0.05）。,实验结果,拉伸位移时的平均载荷力(xs)（单位：N）,位移,实验结果,拉伸 实 验 位 移 直 方 图
6、,三组之间有显著性差异（p0.01）。交叉固定组位移所需载荷最大，钢丝固定组最小。,实验结果,扭转位移时的平均载荷力(xs)（单位：N）,位移,扭转 实 验 位 移 直 方 图,实验结果,三组间有显著性差异（p0.01）。垂直固定组所需载荷最大，钢丝固定组最小。,实验结果,不同垂直载荷下的平均位移(xs)（单位：mm）,载荷,压缩 实 验 位 移 直 方 图,实验结果,经统计学分析，三者压缩刚度无显著性差异（p0.05）。,结 论,发育成熟猪股骨长19-21cm，股骨髁直 径55-60mm，骺线截骨固定后，是理想的生物力学试件。实验结果显示，钢丝固定在抗扭、抗拉及抗旋转方面稳定性最差，螺钉垂直
7、固定组抗扭转力最强，抗拉伸能力弱于交叉固定组。,结 论,综上所述，在保留骨骺的保肢术中，骨骺与大段移植骨的固定，采用松质骨螺钉垂直固定或交叉固定，均能提供两者之间较好的稳定性。,保留骨骺保肢术的 临床回顾性研究,第三部分,本人对王臻教授近年来进行的保留骨骺保肢术中，骨骺与移植骨应用松质骨螺钉垂直或交叉的方法进行固定的病例进行了临床回顾性研究，观察其疗效。,目 的,33名儿童青少年恶性骨肿瘤中，股骨下端24例，胫骨上端9例；骨肉瘤23例，尤文氏瘤6例，软骨肉瘤2例，侵袭性骨母细胞瘤2例；患者年龄平均12.18岁；术前术后均应用改良T10方案化疗。,临床资料,I型肿瘤边缘距骺板大于2cm； II型
8、肿瘤与骺板距离小于1cm或相接触； III型骺板与肿瘤部分接触，距关节端大于2cm；,临床资料,根据肿瘤与骨骺的关系，将肿瘤分为III型,2cm,I 型肿瘤病例，为此手术的绝对适应证,临床资料,II 型肿瘤病例，为此手术的相对适应证,1cm,临床资料,临床资料,III型肿瘤病例,肿瘤距离关节端大于2cm,2cm,本组I型18例，II型13例，III型2例。,手术方法,截骨平面的确定,术中C型臂X线机定位截骨平面,手术方法,根据术中定位完成截骨,手术方法,异体骨段的处理 预安装髓内固定装置，酒精、双氧水、抗菌素生理盐水反复冲洗后植入体内。,手术方法,大段异体骨,术中冲洗,手术方法,骨 重 建 采
9、用髁上型内锁髓内钉固定移植骨，交锁钉仅固定近骨骺端，不遮挡骨段的有效活化表面积。保留骨骺与移植骨采用螺钉垂直或交叉固定方法固定。,在骺软骨做软骨瓣，安装螺丝钉后，软骨瓣复原位覆盖钉尾。,手术方法,螺钉垂直固定,制作软骨瓣,软骨瓣复位,螺钉交叉固定,手术方法,固定时尽量避开关节负重面,植 骨 于移植骨与自体骨两个接合部植入自体或异体松质骨骨粒。,手术方法,植骨,垂直和交叉固定后X光片,手术方法,病例1,股骨下端II B骨肉瘤II型病变,截骨线,病例1,观察骺板,活检疤痕,病例1,坏死部位,可见肿瘤切除完全，骨骺得以保留,病例1,术后5年患肢功能满意， 异体骨愈合良好,关节软骨已修复，关节面平整,
10、病例2,术后3年因车祸导致髓内钉断裂，但骨骺与移植骨愈合好，螺钉已长入骨骺内，关节面平整。,病例2,关节面平整,肿瘤控制,结 果,3例失访，29例资料完整。随访12-72个月。3例复发，复发率10.34%。复发病例均行截肢术，但均出现肺转移死亡。本组共9例死亡，5年生存率为57.94%。,结 果,Kaplan-Meier生存分析,并 发 症,结 果,4例发生5个并发症，发生率17.24%。未发生因松质骨螺钉松动而导致骨骺与移植骨延迟愈合等并发症，未发生皮肤坏死、血肿、感染、异体骨排异反应、伤口不愈合等手术早晚期并发症。,肢体功能和关节稳定性,结 果,依据Ennecking功能评价标准，术后功能
11、优11例，良13例，可3例，差2例；总优良率83%。平均骨愈合时间：骨骺端2.5月，骨干端3.8月。所有患者均获得较好的关节稳定性，肢体平均短缩3.2cm。,结论与展望,第四部分,根据体外生物力学实验及临床应用显示，在保留骨骺的保肢术中，骨骺与大段移植骨的固定，采用松质骨螺钉垂直固定或交叉固定，能提供两者之间较好的稳定性。,结 论,本实验结果是在猪股骨髁骺线截骨、保留骨骺厚度在25mm左右条件下得出，临床实际中，因肿瘤侵袭范围不同而采用不同的截骨平面，这是否会影响到三种固定方法所提供的稳定性，尚有待于进一步的研究。,展 望,本课题是在导师的悉心指导、严格要求下完成的，从选题、设计到实施以及资料总结、论文撰写每个环节都倾注了导师大量心血和智慧，确保本课题达到“先进性、科学性、实用性”的科研要求。在导师精心指导和全力帮助下，使我的学习任务得以顺利完成，在此表示深深的谢意！三年来导师崇高的敬业精神、高尚的医德、渊博的知识、精湛的技术、严谨的学风、正直谦逊的为人是我一生学习的榜样。,致 谢,辅导老师郭征教授每当我在研究陷入困境时，独到的见解和指教常令我茅塞顿开，他严谨的治学作风和诲人不倦的精神将使我终生受益。 真诚感谢西安交通大学机械结构强度与振动实验室于良老师对本课题生物力学试验的积极指导和大力帮助。,致 谢,谢 谢！,
