伸肌腱損傷后兩種縫合方式的力學(xué)特性

伸肌腱損傷后兩種縫合方式的力學(xué)特性

0材料中本底的壓力肌肉功能是將肌肉連接到骨和滑膜，并將伸展負(fù)荷從肌肉轉(zhuǎn)移到骨或肌腱，以產(chǎn)生關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。日常生活中手指的屈曲能力是非常重要的，盡管肌腱是被動(dòng)結(jié)構(gòu)，不能產(chǎn)生主動(dòng)運(yùn)動(dòng)，但由于肌肉的持續(xù)收縮，而一直承受著載荷，當(dāng)關(guān)節(jié)固定時(shí)，肌腱也有一些載荷。手指伸肌腱的損傷，通常要做外科修復(fù)，以恢復(fù)正常的功能，所以外科的縫合法是十分重要的。通過手術(shù)重建伸肌腱的功能達(dá)到伸肌腱平衡、穩(wěn)定的效果。鑒于臨床的實(shí)際需要，作者對正常國人新鮮尸體中指伸肌腱與腱與腱縫合術(shù)，腱與展腱膜縫合術(shù)標(biāo)本進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)，得出了各組標(biāo)本的最大載荷、應(yīng)力、應(yīng)變等數(shù)據(jù)。得出了一些重要結(jié)論，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析討論。1材料的本構(gòu)模型設(shè)計(jì)：以末端編織法腱與腱縫合、以末端編織法腱與展腱膜縫合后，觀察單個(gè)樣本力學(xué)性能的變化，設(shè)正常對照組加以對照。單位：吉林大學(xué)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中心。材料：實(shí)驗(yàn)于2006-02/2007-03在吉林大學(xué)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中心(BSL-2級)完成。實(shí)驗(yàn)所用20個(gè)標(biāo)本均由北華大學(xué)解剖教研室提供,年齡22～30歲。取正常組中指10個(gè)標(biāo)本、腱與腱縫合中指10個(gè)標(biāo)本、腱與展腱膜縫合10標(biāo)本，首先測量標(biāo)本的原始尺寸，以讀數(shù)顯微鏡測量標(biāo)本的寬度和厚度屈肌腱中指寬為4.8mm，長為14mm。肌腱和其他軟組織一樣，其彈性主要來自熵的改變。因而不存在惟一的自然狀態(tài)。所以首先對試樣進(jìn)行預(yù)調(diào)處理，即在同一應(yīng)力水平下加載～卸載20次。發(fā)現(xiàn)在同一應(yīng)力水平下，卸載曲線的伸長比要比加載曲線的伸長比大，且將載荷卸到零并經(jīng)過一段時(shí)間之后即可恢復(fù)到原有形狀。每個(gè)試樣分別預(yù)調(diào)處理后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。將經(jīng)過預(yù)調(diào)的標(biāo)本下端分別固定于電子萬能試驗(yàn)機(jī)的下端，分別以鋼絲繩的吊鉤鉤住伸肌腱縱行向，鋼絲繩上端裝夾到電子萬能試驗(yàn)機(jī)上夾頭上。預(yù)先將標(biāo)本的原始尺寸輸入給控制機(jī)器的計(jì)算機(jī)，設(shè)定好計(jì)算機(jī)程序，記錄方式X-Y，其中X軸為應(yīng)力，Y軸為應(yīng)變。本實(shí)驗(yàn)以20mm/min的速度的對試樣施加拉應(yīng)力，試樣破壞后，計(jì)算機(jī)自動(dòng)輸出載荷、應(yīng)力、應(yīng)變等數(shù)據(jù)。主要觀察指標(biāo)：各組最大載荷、應(yīng)力、應(yīng)變值。統(tǒng)計(jì)學(xué)分析：對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)由第4作者以SPSS11.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)數(shù)資料以＿x±s表示，采用隨機(jī)分組設(shè)計(jì)的單因素方法分析，采用Dunnett3方法進(jìn)行兩兩比較。檢驗(yàn)顯著性定于P<0.05或0.01。2結(jié)果各組標(biāo)本最大載荷、應(yīng)變和應(yīng)力值：見表1。3材料的選擇與拉伸性能的提高是受拉壓作用時(shí)造成的嗎實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，正常組手指伸肌腱中指破壞載荷為382.8N，應(yīng)力為34.8MPa，應(yīng)變?yōu)?6.27%。模擬手指伸肌腱損傷腱與腱與腱縫合組中指最大載荷為136.2N，應(yīng)力為18.7MPa，應(yīng)變?yōu)?1.13%。模擬手指屈肌腱損傷，腱與展腱膜縫合組中指最大載荷為94.0N、應(yīng)力為14.77MPa、應(yīng)變?yōu)?.77%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，伸肌腱腱與腱縫合組破壞載荷、最大應(yīng)力、最大應(yīng)變大于伸肌腱腱與展腱膜縫合組（P<0.05）。標(biāo)本破壞部位均為腱育腱或腱與展腱膜縫合部位，斷口為不規(guī)則撕裂斷口。肌腱的功能是使肌腱附著骨或筋膜，并且將拉伸載荷傳遞給骨或筋膜，從而產(chǎn)生關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，肌腱受載時(shí)的力學(xué)特性同韌帶十分相象，肌腱的強(qiáng)度也由兩個(gè)相同的因素所決定：肌腱的大小、形狀和加載速度，象韌帶一樣，肌腱不能單獨(dú)的加以研究，而應(yīng)把它看作肌肉-腱-骨系統(tǒng)中的鏈。本實(shí)驗(yàn)采用整手對肌-腱-骨系統(tǒng)進(jìn)行拉伸力學(xué)性質(zhì)觀察，就是基于文后參考文獻(xiàn)的觀點(diǎn)進(jìn)行考慮的。膠原組織的主要成分是膠原纖維和彈性纖維，它們在膠原組織中約占90%。這兩種纖維在載荷作用下具有不同的性質(zhì)，膠原纖維使膠原組織具有一定的強(qiáng)度和剛度；彈性纖維使膠原組織具有在載荷作用下的延伸能力。在運(yùn)動(dòng)過程中，由于關(guān)節(jié)的活動(dòng)使肌肉產(chǎn)生收縮，在肌腱上產(chǎn)生拉伸載荷。肌腱膠原的排列為平行排列，所以承受全部載荷。分析認(rèn)為伸肌腱損傷后在外力作用下。膠原纖維和彈性纖維的排列方向發(fā)生改變，也可使部分膠原纖維和彈性纖維變性或斷裂。勢必會(huì)降低抗拉伸能力。外科的縫合常用的方法有4種：第1種為間斷縫合，與肌腱膠原纖維相平行縫合幾針，因而拉伸載荷直接作用于相對的兩端；第2種縫合，沿肌腱膠原纖維方向作橫向和平行的縫合，因而作用肌腱上的拉伸載荷要在肌腱末端產(chǎn)生拉伸載荷，同時(shí)也產(chǎn)生一些壓縮載荷；第3種Bunnell縫合，相對于膠原纖維方向作橫向和斜向縫合，因而作用在肌腱上的拉伸載荷在肌腱兩端同時(shí)產(chǎn)生壓縮和拉伸載荷。第4種為魚嘴或末端編織法，縫合與膠原纖維垂直，作用有肌腱上的拉伸載荷在兩個(gè)縫合處產(chǎn)生剪切和壓縮載荷，壓縮載荷有利縫合后的肌腱的受力平衡。因此，末端編織法使肌腱在手術(shù)后立即具有最大強(qiáng)度，所以本實(shí)驗(yàn)采用末端編織法進(jìn)行縫合。Bunnell和Kessler法修復(fù)后立即產(chǎn)生的縫合強(qiáng)度僅是未端紡織法的60%，而間斷縫合法提高的縫合強(qiáng)度僅是未端紡織法的25%。Urbaniak等對上述4種方法縫合修復(fù)5d的狗伸肌腱進(jìn)行拉伸對比實(shí)驗(yàn)，結(jié)論為正修復(fù)期間強(qiáng)度最弱，只有用未端紡織法和Kessler法所作的縫合能為伸肌腱提供足夠的強(qiáng)度，承受主動(dòng)活動(dòng)。綜上所述，作者認(rèn)為臨床肌腱外科修復(fù)采用未端紡織法為宜。其修復(fù)后具有較好的抗拉伸能力。有利于肌腱的重建，該術(shù)式符合生物力學(xué)原理。實(shí)驗(yàn)裝置:實(shí)驗(yàn)裝置采用日本島津AG-10TA自動(dòng)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī),該機(jī)具有自動(dòng)控制應(yīng)力、應(yīng)變增加速度和使應(yīng)力或應(yīng)變保持恒定的功能。載荷通過載荷傳感器傳遞,傳感器量程為1KN,位移通過光電編碼器傳遞,應(yīng)變通過機(jī)器的應(yīng)變單元傳遞。設(shè)計(jì)、實(shí)施、評估者:實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為第一作者,實(shí)施為第四作者,評估為第二作者和第三作者,參加人員均受過專門培訓(xùn)。技術(shù)路線:參考文后文獻(xiàn)的方法,以生理鹽水浸濕的沙布包裹標(biāo)本,裝入塑料袋中,密封后置于-20℃冰箱內(nèi)保存。實(shí)驗(yàn)前取出標(biāo)本,在常溫下解凍后,解剖暴露出中指伸肌腱。對暴露出的中指10個(gè)標(biāo)本(不取脫離體)進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn),標(biāo)本拉斷后,模擬臨床手術(shù)中指10個(gè)標(biāo)本,以末端編織法對腱與腱進(jìn)行縫合。另取10