中西医结合治疗拇外翻截骨有限元模型应力诱导下成骨机理研究

Treatment of Hallux Valgus Splint clip pad on the basis of the principle and "guolian" method of traditional Chinese and Western medicine, using 8 bandage elastic fixing osteotomy, abandon the traditional plate and screw fixation and plaster fixation, postoperative Shimoji walking. This method is questioned by part of scholars of Department of orthopedics, osteotomy must remain stable to heal, osteotomy fixation, and not braking will affect the stability, may be cut bone delayed union and nonunion. But this method after nearly twenty years in the country more than 20000 cases of clinical observation, did not appear afore-mentioned circumstances. So "provides mechanical environment how 8" bandage fixation for the osteotomy end? The size, direction, displacement, the stress of the osteotomy end is how to exist? Osteotomy osteogenesis mechanism of fibroblasts in the mechanical environment so down? These problems still need to do in-depth study. This topic through the hallux valgus osteotomy of finite element model and the osteotomy end cells cultured in vitro were obtained from the finite element study of external fixation model in the first, 2 toes sub toe pad, "8" bandage and adhesive plaster external fixation under the osteotomy end displacement and stress data; after loading, finite element analysis the osteotomy end biomechanical environment, confirm the hallux valgus osteotomy should end fibroblasts osteogenic mechanism under the action of stress.

中西医结合治疗拇外翻依据小夹板纸夹垫原理及“裹帘”方法，采用8字绷带弹性固定截骨端，摒弃传统钢板螺钉固定和石膏固定，术后可下地行走。此方法受到部分骨科学者的质疑，截骨端必须保持稳定才能愈合，截骨不做内固定，又不制动，会影响稳定性，可能会出现截骨延迟愈合和不愈合。但该方法经过近二十年全国2万余例临床观察，并未出现上述情况。那么“8”字绷带固定为截骨端提供了怎样的力学环境？截骨端应力的大小、方向、位移、性质是如何存在的？截骨端的成纤维细胞在如此的力学环境下的成骨机理？这些问题尚需做深入研究。本课题通过拇外翻足截骨有限元模型及截骨端细胞体外培养研究①获取有限元外固定模型在第1、2趾间分趾垫、“8”字绷带及粘膏外固定下截骨端的位移和应力数据；②加载有限元分析得出的截骨端生物力学环境，证实拇外翻截骨端成纤维细胞应力作用下的成骨机制。

中西医结合微创技术治疗拇外翻诊疗体系的截骨端固定摒弃传统钢板螺钉和石膏固定，采用中医“裹帘”外固定法，经20多年临床实践未见骨不连病例。本课题为进一步证实“裹帘”外固定法的科学性，完成了下列相关研究：. 1、成功建立了微创截骨手法整复术后“裹帘”三维有限元模型，加载各工况下截骨面相对位移情况，结果显示：除行走状态0.646mm，被动跖屈0.836mm，符合0.5-1mm最佳区间，为截骨面提供了有利的微动环境外，其余各工况均未超过0.5mm的最小值。证明了基于“裹帘”法采用“8”字绷带及第1、2 趾蹼间分趾垫，可有效减少截骨端位移，保持截骨端微动且压力适中，加速了截骨端骨折愈合，与临床现象相符合，证实了“裹帘”外固定能维持截骨端的稳定，有利于截骨愈合。2、“裹帘”外固定后静息状态下，跖骨头下及背侧压强均值差0.148 kgf/cm2，跖骨头内侧及趾蹼侧方压强均值差-0.092 kgf/cm2，各趾蹼侧方压强，主动跖屈–被动跖屈均值差1.167 kgf/cm2，各差值均具有显著统计学意义。“裹帘”外固定中使用的分趾垫，趾蹼间部分可以对抗截骨远端的外翻趋势，背侧头可以对截骨远端造成一定的下压趋势，说明了“裹帘”法的“阴阳筋骨平衡”外固定理论的科学性。3、取截骨端离体骨组织进行直接培养法，成功培养出原代成纤维细胞，并设计出符合“裹帘”外固定下截骨端成纤维细胞压力环境的压力加载培养装置。将培养的原代成纤维细胞加载至细胞压力装置中，通过4个实验组（对照组不予加压，其它3组细胞分别接受相应的压力刺激）观察检测加力后不同时间细胞的活力。结果表明压力作用时间的长短对细胞活力存在一定影响，随着压力作用时间的延长,成纤维细胞活力有所下降，并观察到加力25h后各项指标均恢复至对照组水平，证实了微创术后采用“裹帘”外固定法，早期下地活动不会影响截骨端的骨愈合。. 通过上述一系列研究，证实了中西医结合微创技术治疗拇外翻诊疗体系的截骨端固定采用中医“裹帘”外固定法的安全性、有效性、科学性，患者早期下地活动不会影响截骨端的骨愈合。