骶骨嵌于骨盆环内,犹如拱桥中楔形石块,加强“股骶弓”的结构强刚度。而骶骨骨折受伤机制大都由直接暴力或间接暴力所致,常引起骶骨的横形骨折和纵形骨折,按Denis分类骶骨I型损伤为单纯骶骨翼骨折,Ⅱ型损伤为骶骨孔骨折,Ⅲ型损伤为骶骨中央椎管骨折,这些损伤会累及一侧或两侧神经根损伤。此时不仅危及骨盆环的稳定,而且造成两侧骨盆神经系统的破坏,甚至危及生命。由于骶骨骨折形态与临床表现和治疗选择密切相关,所以探讨骶骨骨折的形成机理与应力传递、力学响应与结构破坏显得非常重要。
本课题研究的目的就是探讨人体骨盆在动态冲击载荷下发生骶骨骨折的机理和骶骨孔骨折累及神经根损伤的形态。由于我国目前交通事故和建筑业发展造成高速冲击、坠落事故的创伤特别频繁,这类病例发生概率日益增加,研究它的致伤力学与机理显得十分重要。但是,由于该课题研究有一定难度,国内外开展此项研究极少,为此本课题进行以上针对性的研究,对我国开展骨盆骶骨骨折的研究、固定、及防治工作会带来不少亮色,对推动骶骨的临床治疗是十分有益的。我们选择生物力学动态冲击技术,模拟人体骶骨骨折的受伤方式,对骶骨进行动态冲击和静态压缩试验,得到骶骨的各类骨折的相关数据和各类骨折的形态,包括I、II、III型及各种混合型骨折和横断型等各种骨折类型形态,并探及到骶孔骨折和骶骨翼骨折移位伤神经根的机理,具有客观性和真实性,结论具有临床指导意义。临床技术的应用,须得到基础理论的有力支持,本课题将基础与临床应用结合,以基础理论指导临床实践,为临床手术提供科学依据。 该项目属于应用基础研究,研究采用人体新鲜骨盆骨骼标本,以动态冲击力学方法行冲击试验,测量动态骨折时的一系列动力学参数,及与骶骨形态及微结构的关联度。实验结果提示:(1)、骶骨纵向冲击时,骶骨骨折的平均冲击载荷为9366±514N,冲击时间为2.78±1.02S,动荷系数为1.21;(2)、得到了骶骨的载荷响应曲线与应变响应曲线;(3)、骶骨在冲击载荷作用下,其动力学性质呈粘弹性特点,应力波呈现周期性衰减;(4)、骶骨骨折的形态与受到冲击能量大小有关;(5)、骨盆的动态破坏机制与静态破坏机制两者在力学性质上有很大的不同。实验结果也显示骶骨骨折与骶骨的力学结构、力的传导、冲击动力学特性以及应力、应变分布相关,在微观上同骶骨的微观结构形态、骨小梁分布、骨胶原纤维、骨陷窝与哈佛氏系统有较强的关联性。该课题能紧密结合临床实际问题,构思合理,方法科学、先进,数据可靠,分析客观,结论可信。它为临床治疗提供了重要的科学数据,为我国开展骶骨骨折固定及防治提供了实验依据,具有极高的实用与学术价值。经文献检索,国内外尚未见骶骨—骨盆的在动态冲击下生物力学研究的报道,该项目为国内首次开展研究,已公开在国家Ⅰ级杂志上发表论文7篇,经评审委员会讨论认为:该研究已达到国内领先水平。