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,在中醫(yī)傷科治療骨折中是嶺南傷家的主要外固定材料。本文通過對杉木皮夾板和柳木夾板的生物力學測試,進行性能對比分析。探討杉木皮夾板的性能優(yōu)勢,為臨床應用提供依據(jù)。方法 ①實驗室測試,分別取20套杉木皮夾板和柳木夾板,隨機分為8組。隨機編號,根據(jù)力學原則,不同載荷的作用將會通過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特性。②臨床力學測試,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定夾板規(guī)定點對肢體表面的壓強值,將點間壓強差值進行統(tǒng)計分析,對比固定時肢體與夾板接觸程度的緊密性。結(jié)果 骨折固定時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,具有減少點式壓迫和預防壓瘡的優(yōu)勢。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

[中圖分類號]R683 [文獻標識碼] A [文章編號]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)學的特色療法之一。它具有操作簡便,骨折愈合快,功能恢復好,病人痛苦少,骨折并發(fā)癥少等優(yōu)點[1]。它是根據(jù)肢體的動態(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系統(tǒng),來對抗骨折斷端再移位的傾向。固定時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首要環(huán)節(jié)[2]。本實驗通過對杉木皮夾板和柳木夾板進行生物力學測試,比較兩種夾板的臨床優(yōu)勢,以求獲得為小夾板現(xiàn)代化改進的科學依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 夾板的制作

根據(jù)實驗要求規(guī)格制作(包括長度、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木材加工廠制作,柳木夾板由河南洛陽夾板加工廠制作。兩種夾板均裸板。每組夾板隨機編號,抽取20套作為實驗室力學測試,50套為臨床測使用。

1.2 夾板規(guī)格測量要求

長度測量為板的投影長度,寬度為夾板兩端寬度的均值,厚度為四邊厚度的均值,測量的儀器均為國產(chǎn)的三角尺和游標卡尺。見表1。

1.3 臨床模型的建立

所有臨床模型的建立選擇對象均為健康標準體形,按納入標準建立。

1.4 實驗儀器

1.4.1 實驗加載臺:為廣東省中醫(yī)院珠海醫(yī)院力學實驗室工作人員依托電子萬能實驗機制作,平臺一端用優(yōu)質(zhì)鋼板實行固定,保證了測量夾板固定端的穩(wěn)定性和受力的均勻性。夾板的負荷端用一抗彎強度好地鋼片制作的加載片,確保載荷均勻分布。橈度儀是國產(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:實驗室力學機理:夾板的一端固定,另一端為自由端構(gòu)成懸臂,當自由端受到一定集中力的作用時,夾板各橫截面產(chǎn)生剪力和彎距,通過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通過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。

臨床模型力學測量機理:在臨床例臨床模型肢體上采用可調(diào)式充氣式固定帶對夾板進行固定,在固定帶固定夾板部位的中心點A、邊緣點B及兩束帶中間點C墊入環(huán)式布帶傳感器于夾板與肢體之間。通過自動調(diào)壓器對束帶加至壓力7kg時[3]。記錄傳感器測得夾板各測試部位的壓強對應值,通過計算機對數(shù)據(jù)進行點間壓強差 a(A點與B點)、b(A點與C點)進行統(tǒng)計學分析。

1.5 統(tǒng)計學處理:根據(jù)實驗資料要求,選用t檢驗,以P<0.05為差異有顯著性。

2 測試結(jié)果

2.1 實驗室力學測試

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(表3,表4),杉木皮夾板和柳木夾板的強度極限及對應的位移有顯著性差異(P<0.01);縱向彎曲時,兩種夾板的強度極限及對應的位移無顯著性差異(P>0.05)。由此看出,杉木皮夾板的強度在橫向彎曲時遠遠大于柳木夾板,其變形也大于柳木夾板。正是這個方向才是夾板的主要固定點,也是固定帶對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度和剛度,固定時夾板與骨折端組成一個幾何不變的結(jié)構(gòu),維持骨折端的相對穩(wěn)定。通過夾板的彈性預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擠壓杠桿作用原理來達到對整復后骨折端的維持固定作用[4]。固定帶對夾板的作用力主要是橫向及縱向彎曲方向。本實驗的主要切入點有兩個方面:其一是通過測定兩種夾板在橫縱方向的彎曲最大載荷和相應的位移,利用材料力學的處理方法。對比分析兩種夾板的力學特性。其二通過測量在臨床模型肢體上,在相同約束力的作用下各固定點間壓強值差的變化,對比分析兩種夾板固定肢體時緊密接觸程度。以此來分析杉木皮夾板的臨床優(yōu)勢。

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。這些是勞動人民在社會生產(chǎn)過程中對杉木皮最直接、最感性認識。是否更具科學性?前人未進行過更深入的研究。這也是本實驗研究的主要目的。

根據(jù)本實驗研究,首先從載荷-變形曲線來看,兩種夾板都是粘彈性體,彈性和剛度都能滿足臨床應用的要求。但是從彈性模量、橫向彎曲及臨床模型點間壓強值差值的變化曲線分析,杉木皮夾板更具優(yōu)勢。杉木皮夾板固定時,束帶約束力通過夾板更能均勻分布,表明夾板與肢體表面緊密接觸程度高,更能達到固定治療骨折的目的。其次,從外形結(jié)構(gòu)來看,杉木皮夾板有一定弧度,符合肢體外形,在固定時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,固定時約束力很難均勻分布到肢體各部,往往出現(xiàn)個別壓點壓力過高造成壓瘡的形成。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,力學性質(zhì)不穩(wěn)定主要與柳木生長情況、紋理走向、樹齡、溫度及制作的手工工藝有關(guān)。

參考文獻:

[1] 尚天裕,董?；?實用中西醫(yī)結(jié)合治療骨傷科學.北京:北京醫(yī)科大學、協(xié)和醫(yī)科大學聯(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.自動調(diào)壓夾板的設(shè)計和臨床應用.福建中醫(yī)藥,1999,30(3):21.

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

(收稿日期2009-07-16)