唐上德　李振宇　林　青　趙　鵬　呂洲明

[摘要]目的 杉木皮夾板具有良好的通氣性、貼附性等優(yōu)點(diǎn),在中醫(yī)傷科治療骨折中是嶺南傷家的主要外固定材料。本文通過(guò)對(duì)杉木皮夾板和柳木夾板的生物力學(xué)測(cè)試,進(jìn)行性能對(duì)比分析。探討杉木皮夾板的性能優(yōu)勢(shì),為臨床應(yīng)用提供依據(jù)。方法 ①實(shí)驗(yàn)室測(cè)試,分別取20套杉木皮夾板和柳木夾板,隨機(jī)分為8組。隨機(jī)編號(hào),根據(jù)力學(xué)原則,不同載荷的作用將會(huì)通過(guò)位移傳感器得到不同的橈度值。得出縱向及橫向彎曲最大載荷和載荷位移曲線,分析兩種夾板的力學(xué)特性。②臨床力學(xué)測(cè)試,在臨床50例臨床模型肢體上將兩種夾板在相同束帶壓力下測(cè)定夾板規(guī)定點(diǎn)對(duì)肢體表面的壓強(qiáng)值,將點(diǎn)間壓強(qiáng)差值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,對(duì)比固定時(shí)肢體與夾板接觸程度的緊密性。結(jié)果 骨折固定時(shí)杉木皮夾板更能均勻地分布束帶約束力,提示夾板表面與肢體緊密接觸程度高,具有減少點(diǎn)式壓迫和預(yù)防壓瘡的優(yōu)勢(shì)。結(jié)論 杉木皮夾板是一種理想的外固定材料。

[關(guān)鍵詞]杉木皮夾板;柳木夾板;生物力學(xué)

[中圖分類號(hào)]R683 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)]1004-8650(2009)10-041-02-041-02

小夾板局部外固定治療骨折是傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的特色療法之一。它具有操作簡(jiǎn)便,骨折愈合快,功能恢復(fù)好,病人痛苦少,骨折并發(fā)癥少等優(yōu)點(diǎn)[1]。它是根據(jù)肢體的動(dòng)態(tài)平衡原理,以固定帶、夾板、壓墊等裝置所組成的局部外固定力學(xué)系統(tǒng),來(lái)對(duì)抗骨折斷端再移位的傾向。固定時(shí)夾板各部位能否緊密接觸肢體及均勻分布束帶的約束力關(guān)系到治療效果的成敗,是臨床治療的生物力學(xué)首要環(huán)節(jié)[2]。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)杉木皮夾板和柳木夾板進(jìn)行生物力學(xué)測(cè)試,比較兩種夾板的臨床優(yōu)勢(shì),以求獲得為小夾板現(xiàn)代化改進(jìn)的科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 夾板的制作

根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求規(guī)格制作(包括長(zhǎng)度、寬度、厚度等)材料,不同的小腿內(nèi)外側(cè)夾板各70套。其中杉木皮夾板由桂北林場(chǎng)木材加工廠制作,柳木夾板由河南洛陽(yáng)夾板加工廠制作。兩種夾板均裸板。每組夾板隨機(jī)編號(hào),抽取20套作為實(shí)驗(yàn)室力學(xué)測(cè)試,50套為臨床測(cè)使用。

1.2 夾板規(guī)格測(cè)量要求

長(zhǎng)度測(cè)量為板的投影長(zhǎng)度,寬度為夾板兩端寬度的均值,厚度為四邊厚度的均值,測(cè)量的儀器均為國(guó)產(chǎn)的三角尺和游標(biāo)卡尺。見表1。

1.3 臨床模型的建立

所有臨床模型的建立選擇對(duì)象均為健康標(biāo)準(zhǔn)體形,按納入標(biāo)準(zhǔn)建立。

1.4 實(shí)驗(yàn)儀器

1.4.1 實(shí)驗(yàn)加載臺(tái):為廣東省中醫(yī)院珠海醫(yī)院力學(xué)實(shí)驗(yàn)室工作人員依托電子萬(wàn)能實(shí)驗(yàn)機(jī)制作,平臺(tái)一端用優(yōu)質(zhì)鋼板實(shí)行固定,保證了測(cè)量夾板固定端的穩(wěn)定性和受力的均勻性。夾板的負(fù)荷端用一抗彎強(qiáng)度好地鋼片制作的加載片,確保載荷均勻分布。橈度儀是國(guó)產(chǎn)WCD-50型位移傳感器。壓力傳感器為環(huán)式布帶傳感器。

1.4.2 工作原理:實(shí)驗(yàn)室力學(xué)機(jī)理:夾板的一端固定,另一端為自由端構(gòu)成懸臂,當(dāng)自由端受到一定集中力的作用時(shí),夾板各橫截面產(chǎn)生剪力和彎距,通過(guò)放置在夾板自由端加載片上的傳感器讀出其橈度值,這樣不同載荷的作用將會(huì)通過(guò)位移傳感器得到不同的橈度值。得出縱向及橫向彎曲最大載荷和載荷位移曲線。

臨床模型力學(xué)測(cè)量機(jī)理:在臨床例臨床模型肢體上采用可調(diào)式充氣式固定帶對(duì)夾板進(jìn)行固定,在固定帶固定夾板部位的中心點(diǎn)A、邊緣點(diǎn)B及兩束帶中間點(diǎn)C墊入環(huán)式布帶傳感器于夾板與肢體之間。通過(guò)自動(dòng)調(diào)壓器對(duì)束帶加至壓力7kg時(shí)[3]。記錄傳感器測(cè)得夾板各測(cè)試部位的壓強(qiáng)對(duì)應(yīng)值,通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行點(diǎn)間壓強(qiáng)差 a(A點(diǎn)與B點(diǎn))、b(A點(diǎn)與C點(diǎn))進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理:根據(jù)實(shí)驗(yàn)資料要求,選用t檢驗(yàn),以P<0.05為差異有顯著性。

2 測(cè)試結(jié)果

2.1 實(shí)驗(yàn)室力學(xué)測(cè)試

杉木皮夾板的彈性模量明顯大于柳木夾板(表2),有顯著性差異(P<0.01)。在橫向彎曲時(shí)(表3,表4),杉木皮夾板和柳木夾板的強(qiáng)度極限及對(duì)應(yīng)的位移有顯著性差異(P<0.01);縱向彎曲時(shí),兩種夾板的強(qiáng)度極限及對(duì)應(yīng)的位移無(wú)顯著性差異(P>0.05)。由此看出,杉木皮夾板的強(qiáng)度在橫向彎曲時(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于柳木夾板,其變形也大于柳木夾板。正是這個(gè)方向才是夾板的主要固定點(diǎn),也是固定帶對(duì)夾板約束力的主要方向。

3 討論

夾板外固定治療是傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)治療骨折的主要手段。夾板作為局部外固定治療骨折的外部杠桿,必須要具有一定的強(qiáng)度和剛度,固定時(shí)夾板與骨折端組成一個(gè)幾何不變的結(jié)構(gòu),維持骨折端的相對(duì)穩(wěn)定。通過(guò)夾板的彈性預(yù)防骨折的再移位和糾正殘余的畸形。其基本原理是利用壓墊和夾板的三點(diǎn)擠壓杠桿作用原理來(lái)達(dá)到對(duì)整復(fù)后骨折端的維持固定作用[4]。固定帶對(duì)夾板的作用力主要是橫向及縱向彎曲方向。本實(shí)驗(yàn)的主要切入點(diǎn)有兩個(gè)方面:其一是通過(guò)測(cè)定兩種夾板在橫縱方向的彎曲最大載荷和相應(yīng)的位移,利用材料力學(xué)的處理方法。對(duì)比分析兩種夾板的力學(xué)特性。其二通過(guò)測(cè)量在臨床模型肢體上,在相同約束力的作用下各固定點(diǎn)間壓強(qiáng)值差的變化,對(duì)比分析兩種夾板固定肢體時(shí)緊密接觸程度。以此來(lái)分析杉木皮夾板的臨床優(yōu)勢(shì)。

利用杉木皮作為原材料制作小夾板是嶺南傷科的特色之一,具有悠久的歷史。杉木皮具有良好的通氣性,作為原材料制作小夾板能保證受壓部位的干潔,能夠減少包扎深層部位的感染及霉變的可能性,尤其是在南方高溫濕度環(huán)境下更具優(yōu)勢(shì)。這些是勞動(dòng)人民在社會(huì)生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)杉木皮最直接、最感性認(rèn)識(shí)。是否更具科學(xué)性?前人未進(jìn)行過(guò)更深入的研究。這也是本實(shí)驗(yàn)研究的主要目的。

根據(jù)本實(shí)驗(yàn)研究,首先從載荷-變形曲線來(lái)看,兩種夾板都是粘彈性體,彈性和剛度都能滿足臨床應(yīng)用的要求。但是從彈性模量、橫向彎曲及臨床模型點(diǎn)間壓強(qiáng)值差值的變化曲線分析,杉木皮夾板更具優(yōu)勢(shì)。杉木皮夾板固定時(shí),束帶約束力通過(guò)夾板更能均勻分布,表明夾板與肢體表面緊密接觸程度高,更能達(dá)到固定治療骨折的目的。其次,從外形結(jié)構(gòu)來(lái)看,杉木皮夾板有一定弧度,符合肢體外形,在固定時(shí)約束力能均勻施加于傷肢各部,固定作用更加可靠。而柳木夾板外形為平板結(jié)構(gòu),與肢體的形狀不相符,固定時(shí)約束力很難均勻分布到肢體各部,往往出現(xiàn)個(gè)別壓點(diǎn)壓力過(guò)高造成壓瘡的形成。再者,杉木皮夾板為皮質(zhì)結(jié)構(gòu),紋理走向較穩(wěn)定。而柳木夾板為木質(zhì)產(chǎn)物,力學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定主要與柳木生長(zhǎng)情況、紋理走向、樹齡、溫度及制作的手工工藝有關(guān)。

參考文獻(xiàn):

[1] 尚天裕,董?；?實(shí)用中西醫(yī)結(jié)合治療骨傷科學(xué).北京:北京醫(yī)科大學(xué)、協(xié)和醫(yī)科大學(xué)聯(lián)合出版社,1998:24

[2] FessEE.Splints:mechanics versus convention.J HandTher,1996,9(1):67-68.

[3] 章道勝,陳定家,張俐,等.自動(dòng)調(diào)壓夾板的設(shè)計(jì)和臨床應(yīng)用.福建中醫(yī)藥,1999,30(3):21.

[4] 尚天裕.尚天裕醫(yī)學(xué)文集.北京:中國(guó)科技出版社,1991:35.

(收稿日期2009-07-16)