Judet's夾在肋骨骨折內固定中的生物力學特性與臨床應用研究一、引言1.1研究背景與意義肋骨骨折在臨床中極為常見，是胸部創(chuàng)傷的主要類型之一。據統(tǒng)計，其在胸部閉合性損傷中占比高達85%，常由車禍傷、高處墜落傷、重物砸傷等外傷所致，老年人因頻繁長期咳嗽也可能引發(fā)疲勞性骨折，惡性腫瘤轉移則會導致病理性骨折。當肋骨骨折發(fā)生時，患者會出現局部疼痛，且在體位變動、深呼吸時疼痛加劇，還可能伴有無力咳痰、呼吸變淺等癥狀，嚴重者會導致肺不張、肺部感染，甚至呼吸困難。若兩根以上相鄰肋骨發(fā)生兩處或以上骨折，還會出現反常呼吸運動和縱隔擺動，影響血液回流，造成循環(huán)功能紊亂，危及生命。目前，肋骨骨折的治療方法包括保守治療和手術內固定治療。保守治療如多頭胸帶或彈力胸帶外固定，雖能暫時緩解疼痛和穩(wěn)定骨折，但長期止痛效果欠佳，還可能導致胸廓畸形。隨著醫(yī)療技術的進步，手術內固定治療逐漸成為趨勢，其目的是穩(wěn)定胸壁，恢復胸廓原有形態(tài)，消除反常呼吸，緩解疼痛，預防肺部并發(fā)癥。Judet's夾作為一種常用的肋骨骨折內固定器材，具有良好的組織相容性、較強的可塑性以及快捷的操作性，在臨床中得到了廣泛應用。然而，對于Judet's夾在肋骨骨折內固定中的生物力學性能，目前仍缺乏深入系統(tǒng)的研究。本研究通過制作肋骨骨折模型，采用Judet's夾和多孔鋼板加螺絲固定這兩種內固定物固定后，通過生物力學實驗機測定相關生物力學數據，從生物力學角度分析兩種內固定的相關指標，探討Judet's夾的優(yōu)劣，為臨床肋骨骨折的外科治療提供確切的科學依據和生物力學評價，有助于醫(yī)生在臨床實踐中更合理地選擇內固定物，提高治療效果，改善患者預后。1.2國內外研究現狀在肋骨骨折治療領域，國內外學者對Judet's夾及其他內固定物展開了多方面研究。國外學者對肋骨骨折內固定治療的研究起步較早，當前，多孔鋼板加螺絲固定是臨床常用的肋骨內固定器材，被普遍認為是治療多發(fā)肋骨骨折患者較理想的方法，其固定效果被視為治療的金標準。相關研究表明，這種固定方式在維持肋骨穩(wěn)定性方面具有一定優(yōu)勢，能夠為骨折愈合提供相對穩(wěn)定的力學環(huán)境。在國內，Judet's夾因具有良好的組織相容性、較強的可塑性以及快捷的操作性，在臨床中也得到了廣泛應用。一些臨床研究對比了Judet's夾與其他內固定材料如鎳鈦合金環(huán)抱器、可吸收肋骨釘等的治療效果。研究發(fā)現，與鎳鈦合金環(huán)抱器相比，Judet's夾在手術操作上更為簡便，能夠縮短手術時間，減少術中出血。而與可吸收肋骨釘相比，Judet's夾的固定強度在早期更為可靠，更有利于骨折的初期穩(wěn)定。然而，目前對于Judet's夾在肋骨骨折內固定中的生物力學性能，仍缺乏深入系統(tǒng)的研究。雖然已有研究對其臨床應用效果進行了觀察，但從生物力學角度分析其在不同受力情況下的性能指標，如在彎曲、扭轉、疲勞等力學環(huán)境中的表現，以及與其他常用內固定物的生物力學性能對比研究還相對較少。這些方面的研究空白限制了對Judet's夾在肋骨骨折治療中作用機制的深入理解，也影響了臨床醫(yī)生在選擇內固定物時的精準決策。1.3研究目的與方法本研究旨在深入剖析Judet's夾在肋骨骨折內固定中的生物力學性能，通過與臨床常用的多孔鋼板加螺絲固定進行對比，為臨床醫(yī)生在肋骨骨折治療中合理選擇內固定物提供堅實的生物力學依據。具體而言，本研究期望明確Judet's夾在不同受力情況下的性能表現，如彎曲、扭轉、疲勞等力學環(huán)境中的強度、剛度、穩(wěn)定性等指標，以及其與多孔鋼板加螺絲固定相比的優(yōu)勢與不足，從而指導臨床實踐，提高肋骨骨折的治療效果，減少并發(fā)癥的發(fā)生，促進患者的康復。為達成上述研究目的，本研究采用了實驗研究、對比分析等研究方法。首先，進行實驗研究，選取50根新鮮冷凍豬肋骨（共25對平行肋骨），取材肋骨均來自雄性成年豬，剔除肋骨上所附肌肉，所有肋骨均與外傷及腫瘤無關，所選標本在形態(tài)學（寬度、厚度）上近似于人體肋骨5-8肋形態(tài)，并排除畸形、外傷和明顯退變。將25對平行肋骨隨機分為5組，每組含5對平行肋骨。用擺鋸在每根肋骨的肋體處（此處為骨折多發(fā)部位）人為制造橫斷骨折模型，每對平行肋骨中，其中一根用多孔鋼板加螺絲固定，另一根用Judet's夾固定。5組肋骨分別用于非破壞性三點彎曲試驗、非破壞性扭轉試驗、破壞性彎曲試驗、破壞性扭轉試驗以及疲勞試驗。在實驗過程中，借助生物力學實驗機測定相關生物力學數據，如壓力、位移、扭轉力、剛度等，并通過計算機精確獲取數據，確保數據的準確性和可靠性。在對比分析方面，將Judet's夾固定組與多孔鋼板加螺絲固定組在各項試驗中的數據進行詳細對比，分析兩組在不同受力條件下的力學性能差異。同時，結合臨床實際情況，考慮手術操作的便捷性、對肋骨的損傷程度、術后恢復情況等因素，綜合評估兩種內固定方式的優(yōu)劣。通過這種多維度的對比分析，全面、客觀地評價Judet's夾在肋骨骨折內固定中的生物力學性能和臨床應用價值。二、相關理論基礎2.1肋骨骨折概述肋骨骨折指肋骨的完整性和連續(xù)性因直接或間接暴力作用而中斷，是胸部創(chuàng)傷中最為常見的損傷類型。在胸部閉合性損傷里，其占比高達85%。從解剖結構來看，肋骨共12對，左右對稱排列，前端與胸骨相連，后端與胸椎構成關節(jié)。其作為胸廓的重要組成部分，不僅對心肺等胸腔臟器起到保護作用，還在呼吸運動中發(fā)揮關鍵作用。不同部位的肋骨具有不同的解剖特點，如第1-3肋骨較短，且有鎖骨和肩胛骨的保護，相對不易骨折；第4-7肋骨較長且固定，暴露范圍廣，是骨折的高發(fā)部位；第8-10肋骨前端與肋軟骨相連，形成肋弓，具有一定的彈性；第11-12肋骨為浮肋，前端游離，活動度較大，一般較少發(fā)生骨折，但在強大暴力作用下仍可能骨折。根據不同的標準，肋骨骨折可進行多種分類。按照骨折部位和數量，可分為單根肋骨骨折和多根肋骨骨折。單根肋骨骨折通常對胸廓穩(wěn)定性影響較小，患者癥狀相對較輕；多根肋骨骨折則可能導致胸廓完整性受損，影響呼吸和循環(huán)功能。依據骨折線形態(tài)，可分為橫行骨折、斜行骨折、粉碎性骨折等。橫行骨折的骨折線與肋骨長軸垂直，斜行骨折的骨折線呈斜向，粉碎性骨折則是肋骨碎成三塊及以上，這類骨折往往損傷較重，治療難度也相對較大。根據骨折斷端是否與外界相通，還可分為開放性骨折和閉合性骨折。開放性骨折因骨折端與外界相通，增加了感染的風險，治療時除了處理骨折本身，還需預防和控制感染；閉合性骨折則骨折端不與外界相通，感染風險相對較低。按照損傷程度，又可分為單根單處、單根多處肋骨骨折、多根單處肋骨骨折和多根多處肋骨骨折。多根多處肋骨骨折會使局部胸壁失去完整的肋骨支撐而軟化，導致反常呼吸運動，即吸氣時軟化胸壁內陷，呼氣時外突，這種情況被稱為連枷胸。連枷胸若軟化區(qū)域范圍較大，會引起呼吸時雙側胸腔內壓力不均勻，導致縱隔左右撲動，嚴重影響換氣和靜脈血回流，可引發(fā)呼吸和循環(huán)衰竭，危及患者生命。導致肋骨骨折的原因主要包括直接暴力和間接暴力。直接暴力如鈍物打擊、車禍撞擊、摔倒時胸部著地等，暴力直接作用于胸壁，使受力部位的肋骨向內彎曲而折斷。例如，在交通事故中，駕駛員胸部受到方向盤的撞擊，可能導致多根肋骨骨折。間接暴力則是暴力通過傳導、杠桿作用等使遠離受力點的肋骨發(fā)生骨折。比如，患者從高處墜落，臀部著地，暴力沿脊柱傳導至胸廓，可引起肋骨骨折；或者胸部受到擠壓，壓力傳導至肋骨，導致肋骨骨折。此外，肌肉劇烈收縮也可能導致肋骨骨折，常見于劇烈咳嗽、噴嚏或進行高強度體力勞動時，胸部肌肉急劇收縮，對肋骨產生過大的拉力，從而引發(fā)骨折，這種情況在骨質疏松患者中更為常見。肋骨骨折發(fā)生后，患者會出現一系列典型的臨床表現。局部疼痛是最主要的癥狀，疼痛程度較為劇烈，且在深呼吸、咳嗽或轉動體位時會明顯加劇，這是由于骨折斷端的移動刺激周圍神經所致。受傷胸壁通常會出現腫脹，嚴重時可伴有畸形，局部有明顯壓痛，擠壓胸部時疼痛會進一步加重，部分患者還可觸及骨擦音，這是骨折斷端相互摩擦產生的聲音。多根多處肋骨骨折患者會出現反常呼吸運動，這是其特有的體征，表現為吸氣時軟化胸壁內陷，呼氣時外突，嚴重影響呼吸功能，患者可出現呼吸困難、發(fā)紺等癥狀。如果骨折斷端向內刺破壁胸膜和肺組織，還會產生氣胸、血胸、皮下氣腫、血痰、咯血等并發(fā)癥；若刺破肋間血管，尤其是動脈，會引起大量出血，導致病情迅速惡化。準確診斷肋骨骨折對于制定合理的治療方案至關重要。目前，主要依據外傷史、臨床癥狀和影像學檢查來進行診斷。外傷史是重要的診斷線索，詳細了解患者受傷的時間、地點、受傷機制等，有助于判斷骨折的可能性和嚴重程度。臨床癥狀如上述的局部疼痛、腫脹、壓痛、反常呼吸運動等，為診斷提供了直接依據。影像學檢查則是確診肋骨骨折的關鍵手段，X線檢查是診斷肋骨骨折的首選方法，操作簡便、經濟，可顯示骨折部位和數量，但對于輕微骨折、不完全性骨折以及肋軟骨骨折的診斷價值有限。例如，一些無明顯移位的骨折在X線片上可能不易被發(fā)現。CT檢查尤其是CT三維重建，能夠更清晰地顯示骨折細節(jié)，包括骨折的類型、移位情況以及周圍軟組織的損傷情況，對于復雜骨折和隱匿性骨折的診斷具有重要價值，有助于醫(yī)生制定手術方案。對于合并血管、神經損傷的肋骨骨折，MRI檢查具有獨特優(yōu)勢，它對軟組織分辨率高，可清晰顯示肋骨周圍軟組織損傷情況，全面評估病情，但MRI檢查價格相對較高，檢查時間較長，在臨床上的應用相對受限。2.2生物力學基本概念生物力學是一門融合了生物學與力學原理的交叉學科，專注于研究生物系統(tǒng)內的力學現象，包括力的產生、傳遞、分布以及生物系統(tǒng)與外力之間的相互作用。在醫(yī)學領域，生物力學的應用極為廣泛，涵蓋了從基礎醫(yī)學研究到臨床治療實踐的多個方面。在基礎醫(yī)學研究中，生物力學用于探究人體正常生理過程中的力學機制，例如骨骼在日?；顒又械氖芰η闆r、肌肉收縮產生的力量如何驅動肢體運動等，這有助于深入理解人體的正常生理功能。在臨床治療實踐中，生物力學為疾病的診斷、治療和康復提供了關鍵的理論依據和技術支持。在骨折治療領域，生物力學發(fā)揮著至關重要的作用。骨折的發(fā)生與骨骼所承受的外力密切相關，外力超過骨骼的承受能力時，就會導致骨折。不同類型的骨折，其受力機制也各不相同。例如，橫行骨折通常是由于受到垂直于骨骼長軸的直接暴力作用，使骨骼在該方向上的應力集中，超過其強度極限而發(fā)生斷裂；斜行骨折則多由成角或扭轉外力引起，這些外力使骨骼受到的應力分布不均勻，從而導致骨折線呈斜向。生物力學研究通過分析骨折的受力機制，可以準確判斷骨折的類型和嚴重程度，為制定科學合理的治療方案提供依據。對于肋骨骨折，生物力學的研究尤為重要。肋骨作為胸廓的重要組成部分，不僅保護著胸腔內的重要臟器，還參與呼吸運動，其生物力學特性對于維持正常的生理功能至關重要。在肋骨骨折的治療過程中，生物力學的應用體現在多個方面。首先，在選擇內固定物時，需要考慮其生物力學性能。理想的內固定物應具備良好的力學穩(wěn)定性，能夠在骨折愈合過程中為骨折斷端提供足夠的支撐，防止骨折移位，同時還應具有合適的彈性模量，以避免應力遮擋效應，影響骨折愈合。其次，在評估內固定效果時，生物力學參數是重要的指標。通過測量內固定物在不同受力情況下的應力、應變、位移等參數，可以準確判斷內固定的穩(wěn)定性和可靠性，從而及時調整治療方案。例如，如果內固定物的應力分布不均勻，可能會導致局部應力集中，增加骨折再移位的風險；如果內固定物的位移過大，說明其固定效果不佳，需要更換或調整固定方式。此外，生物力學研究還有助于優(yōu)化手術操作技術。通過模擬手術過程中的力學變化，如骨折復位時的受力情況、內固定物的安裝位置和角度對力學性能的影響等，可以指導醫(yī)生選擇最佳的手術方法，提高手術成功率，減少并發(fā)癥的發(fā)生。2.3Judet's夾的介紹Judet's夾作為一種常用的肋骨骨折內固定器材，具有獨特的結構、材質特點和工作原理，在肋骨骨折內固定治療中發(fā)揮著重要作用。從結構上看，Judet's夾通常由兩個相對的弧形臂組成，兩個弧形臂的一端通過鉸鏈連接，使其能夠靈活開合，方便在手術中夾持肋骨骨折部位。弧形臂的內側設計有鋸齒狀結構，這些鋸齒能夠在夾持肋骨時提供更強的摩擦力，防止夾體在肋骨上滑動，從而更穩(wěn)固地固定骨折斷端。這種結構設計使得Judet's夾能夠緊密貼合肋骨的生理曲度，更好地適應肋骨的形態(tài)，為骨折愈合創(chuàng)造穩(wěn)定的力學環(huán)境。在材質方面，Judet's夾多采用鈦合金等生物相容性良好的金屬材料制成。鈦合金具有密度低、強度高、耐腐蝕性強等優(yōu)點。密度低使得Judet's夾重量較輕，減少了對患者身體的額外負擔；高強度則保證了夾體在固定肋骨時能夠承受一定的外力，維持骨折部位的穩(wěn)定性；良好的耐腐蝕性確保了夾體在人體內環(huán)境中不會被輕易腐蝕，延長了其使用壽命，降低了因材料腐蝕引發(fā)的并發(fā)癥風險。同時，鈦合金優(yōu)異的生物相容性使其與人體組織的親和性好，不易引起免疫排斥反應，減少了患者術后的不適，有利于患者的康復。Judet's夾的工作原理基于其獨特的結構和力學特性。在手術中，醫(yī)生將Judet's夾的兩個弧形臂打開，放置在肋骨骨折部位的兩側，然后通過鉸鏈將弧形臂閉合，使鋸齒狀結構緊緊咬住肋骨。此時，Judet's夾通過自身的彈性和夾力，對肋骨骨折斷端產生持續(xù)的加壓作用，將骨折斷端緊密固定在一起，限制骨折部位的移動，促進骨折愈合。當肋骨受到外力作用時，Judet's夾能夠分散應力，避免應力集中在骨折部位，從而降低骨折再移位的風險。在肋骨骨折內固定的臨床應用中，Judet's夾展現出諸多優(yōu)勢。其操作相對簡便快捷，醫(yī)生在手術中無需復雜的操作步驟即可完成固定，能夠縮短手術時間，減少術中出血。例如，在一些緊急的肋骨骨折手術中，Judet's夾可以迅速地固定骨折部位，為患者爭取寶貴的治療時間。Judet's夾的可塑性較強，能夠根據不同患者肋骨的形態(tài)和骨折情況進行適當調整，更好地適應個體差異。而且，由于其生物相容性好，一般情況下無需取出，避免了二次手術給患者帶來的痛苦和風險。在一些老年患者或身體狀況較差的患者中，無需二次手術取出內固定物的優(yōu)勢尤為明顯，降低了手術風險，提高了患者的生活質量。三、Judet's夾在肋骨骨折內固定中的生物力學實驗研究3.1實驗設計本研究選取50根新鮮冷凍豬肋骨作為實驗標本，這些肋骨均來自雄性成年豬，且取材時剔除了肋骨上所附肌肉。所有肋骨均與外傷及腫瘤無關，在形態(tài)學（寬度、厚度）上近似于人體肋骨5-8肋形態(tài)，同時排除了畸形、外傷和明顯退變的情況。之所以選擇豬肋骨，是因為豬肋骨在解剖結構和力學性能上與人體肋骨具有一定的相似性，能夠較好地模擬人體肋骨骨折的情況，為實驗提供可靠的研究對象。實驗儀器選用生物力學實驗機，該設備具備高精度的力和位移測量功能，能夠精確測定實驗過程中的各項生物力學數據，如壓力、位移、扭轉力等。同時，還配備了計算機數據采集系統(tǒng)，用于實時采集和記錄實驗數據，確保數據的準確性和完整性。在實驗前，對生物力學實驗機進行了嚴格的校準和調試，保證其性能穩(wěn)定可靠。為了模擬真實的肋骨骨折情況，用擺鋸在每根肋骨的肋體處（此處為骨折多發(fā)部位）人為制造橫斷骨折模型。將25對平行肋骨隨機分為5組，每組含5對平行肋骨。在每對平行肋骨中，其中一根用多孔鋼板加螺絲固定，另一根用Judet's夾固定。5組肋骨分別用于不同的實驗，具體分組如下：非破壞性三點彎曲試驗組：用于測試兩種內固定方式在非破壞性彎曲條件下的力學性能，如在不同受力點位移情況下的壓力變化、剛度等指標。通過該試驗，可了解內固定物在承受一定彎曲力時的形變情況以及對骨折斷端的固定效果。非破壞性扭轉試驗組：主要研究兩種內固定方式在非破壞性扭轉條件下的性能，包括不同扭轉角度下的扭轉力大小、抗扭轉能力等。此試驗有助于分析內固定物在抵抗扭轉外力時的穩(wěn)定性和可靠性。破壞性彎曲試驗組：該組實驗旨在探究兩種內固定方式在破壞性彎曲情況下的最大抗彎曲能力，即內固定物在承受逐漸增大的彎曲力直至斷裂時所能承受的最大載荷。通過比較兩組的最大抗彎曲能力，可評估哪種內固定方式在抵抗嚴重彎曲外力時更具優(yōu)勢。破壞性扭轉試驗組：與破壞性彎曲試驗類似，此組用于測試兩種內固定方式在破壞性扭轉條件下的最大抗扭轉能力，以確定在承受極端扭轉外力時，哪種內固定物能夠更好地維持骨折部位的穩(wěn)定性。疲勞試驗組：通過對兩種內固定方式進行長時間的循環(huán)加載，模擬人體在日?；顒又欣吖撬惺艿姆磸蛻?，測試其初始剛度、最終剛度以及剛度變化值等指標。疲勞試驗能夠反映內固定物在長期使用過程中的抗疲勞性能，對于評估其臨床使用壽命具有重要意義。在實驗過程中，設置了嚴格的對照。將用多孔鋼板加螺絲固定的肋骨作為對照組，用Judet's夾固定的肋骨作為實驗組。這樣的對照設置能夠直觀地比較兩種內固定方式在各項生物力學性能上的差異，從而準確評估Judet's夾在肋骨骨折內固定中的優(yōu)勢與不足。同時，在每組實驗中，對所有樣本的實驗條件進行嚴格控制，確保除了內固定方式不同外，其他因素如加載速度、加載方向、實驗環(huán)境等均保持一致，以減少實驗誤差，提高實驗結果的可靠性和準確性。3.2實驗過程3.2.1肋骨骨折模型制作在無菌環(huán)境下，將選取的50根新鮮冷凍豬肋骨從冷凍庫中取出，放置在操作臺上自然解凍至室溫。使用手術刀和鑷子小心地剔除肋骨上附著的肌肉、筋膜等軟組織，確保肋骨表面干凈，無軟組織殘留，以免影響后續(xù)實驗結果。借助游標卡尺等測量工具，仔細測量每根肋骨的寬度、厚度等形態(tài)學參數，并與人體肋骨5-8肋的標準形態(tài)學數據進行對比，確保所選標本在形態(tài)學上近似于人體相應肋骨，同時排除存在畸形、外傷和明顯退變的肋骨。隨后，使用擺鋸在每根肋骨的肋體處（該部位是臨床中肋骨骨折的多發(fā)部位）制造橫斷骨折模型。在操作擺鋸時，嚴格控制鋸切的速度和深度，確保骨折線整齊、筆直，且骨折斷端的形態(tài)一致，以保證實驗模型的一致性和可靠性。為了避免在鋸切過程中對肋骨其他部位造成不必要的損傷，在鋸切前，在肋骨表面標記好鋸切位置，并使用夾具將肋骨牢固固定，防止其在鋸切過程中發(fā)生移動。制作完成后，對每個骨折模型進行檢查，確保骨折斷端的分離程度、骨折線的走向等符合實驗要求。若發(fā)現不符合要求的模型，及時重新制作，以保證每個實驗樣本的質量。3.2.2非破壞性三點彎曲試驗將用于非破壞性三點彎曲試驗的5對平行肋骨，其中一根用多孔鋼板加螺絲固定，另一根用Judet's夾固定。將固定好內固定物的肋骨放置在生物力學實驗機的三點彎曲試驗裝置上，確保肋骨的兩端支撐點和加載點位置準確無誤。兩端支撐點之間的距離設定為50mm，加載點位于肋骨的中點位置。設置生物力學實驗機的加載參數，加載速度設定為1mm/min。在加載過程中，實驗機緩慢施加壓力，使肋骨逐漸發(fā)生彎曲變形。通過實驗機配備的傳感器，實時測量并記錄不同受力點位移情況下的壓力值。從位移為0開始，每隔0.5mm記錄一次壓力數據，直至位移達到5mm。在加載過程中，密切觀察肋骨和內固定物的變形情況，確保實驗過程的安全性和數據的準確性。實驗結束后，整理和分析記錄的數據，對比多孔鋼板組和Judet's夾組在不同受力點位移情況下的壓力均值，評估兩種內固定方式在非破壞性三點彎曲試驗中的力學性能差異。3.2.3非破壞性扭轉試驗同樣選取5對平行肋骨，分別用多孔鋼板和Judet's夾進行固定。將固定好的肋骨安裝在生物力學實驗機的扭轉試驗裝置上，確保肋骨的一端固定，另一端與扭轉加載裝置緊密連接，以保證在扭轉過程中肋骨能夠均勻受力。設定生物力學實驗機的扭轉加載參數，扭轉速度設置為1°/s。從扭轉角度為0開始，逐步增加扭轉角度，分別在扭轉角度為10°、20°、30°、40°時，測量并記錄相應的扭轉力大小。在每次測量時，待扭轉力穩(wěn)定后再進行數據記錄，以確保數據的準確性。在整個扭轉試驗過程中，仔細觀察肋骨和內固定物的變化情況，如是否出現松動、變形、斷裂等現象。試驗結束后，對記錄的數據進行統(tǒng)計分析，比較多孔鋼板組和Judet's夾組在不同扭轉角度下的扭轉力差異，判斷兩種內固定方式在非破壞性扭轉試驗中的抗扭轉性能優(yōu)劣。3.2.4破壞性三點彎曲試驗取5對平行肋骨，完成多孔鋼板和Judet's夾的固定操作后，將其放置在生物力學實驗機的三點彎曲試驗裝置上，與非破壞性三點彎曲試驗類似，準確設置兩端支撐點和加載點的位置，兩端支撐點間距保持為50mm，加載點位于肋骨中點。調整生物力學實驗機的加載模式為破壞性加載，加載速度設定為5mm/min，使實驗機以較快的速度施加壓力，促使肋骨和內固定物承受逐漸增大的彎曲力，直至發(fā)生破壞。在加載過程中，通過實驗機的傳感器實時監(jiān)測壓力變化，當壓力達到最大值并開始下降時，表明肋骨和內固定物已發(fā)生破壞，此時記錄下最大抗彎曲能力數據。實驗結束后，觀察并記錄肋骨和內固定物的破壞形式，如骨折斷端的移位情況、內固定物的斷裂位置和方式等。對比多孔鋼板組和Judet's夾組的最大抗彎曲能力數據以及破壞形式，分析兩種內固定方式在承受極端彎曲外力時的性能差異。3.2.5破壞性扭轉試驗將5對用不同內固定物固定好的肋骨安裝在生物力學實驗機的扭轉試驗裝置上，確保安裝牢固，避免在扭轉過程中出現松動影響實驗結果。設置生物力學實驗機的扭轉加載模式為破壞性加載，扭轉速度設定為5°/s，使肋骨和內固定物在快速扭轉加載下承受逐漸增大的扭轉力。在加載過程中，通過傳感器實時監(jiān)測扭轉力的變化，當扭轉力達到最大值并開始下降時，說明肋骨和內固定物已發(fā)生破壞，立即記錄下最大抗扭轉能力數據。仔細觀察并記錄肋骨和內固定物在破壞瞬間的形態(tài)變化和破壞位置，如肋骨是否從螺絲孔處劈裂、Judet's夾是否脫落或斷裂等。試驗結束后，對兩組的最大抗扭轉能力數據和破壞情況進行對比分析，評估多孔鋼板和Judet's夾在抵抗破壞性扭轉外力時的性能表現。3.2.6疲勞試驗選用最后5對平行肋骨，完成內固定操作后，將其安裝在生物力學實驗機的疲勞試驗裝置上，確保安裝穩(wěn)定，能夠承受循環(huán)加載的作用力。設置生物力學實驗機的疲勞加載參數，加載頻率設定為1Hz，加載幅度為0-50N，模擬人體在日常活動中肋骨所承受的反復應力情況。在疲勞試驗開始前，測量并記錄每根肋骨和內固定物組合的初始剛度。隨著試驗的進行，每隔1000次循環(huán)加載，暫停試驗，測量并記錄此時的剛度值。持續(xù)進行循環(huán)加載，直至加載次數達到10000次，結束試驗，記錄最終剛度值。試驗過程中，密切關注肋骨和內固定物的狀態(tài)，如是否出現裂紋、松動、變形加劇等情況。試驗結束后，計算每組的剛度變化值（初始剛度-最終剛度），并對多孔鋼板組和Judet's夾組的初始剛度、最終剛度以及剛度變化值進行統(tǒng)計分析，比較兩組在疲勞試驗中的抗疲勞性能差異。3.3實驗結果與分析在非破壞性三點彎曲試驗中，對兩組不同受力點位移情況下的壓力均值進行統(tǒng)計分析，結果顯示多孔鋼板組和Judet's夾組存在顯著差異，多孔鋼板組的壓力均值顯著高于Judet's夾組，在各個位移處，P＜0.05，具有統(tǒng)計學意義。這表明在非破壞性彎曲條件下，多孔鋼板能夠承受更大的壓力。從實驗觀察來看，多孔鋼板在外力作用下隨肋骨彎曲發(fā)生的形變很小，展現出較高的剛性；而Judet's夾卻能很好地在一定范圍內和肋骨同步彎曲，具有良好的韌性，能在一定范圍內保持骨折斷端固定。盡管兩組壓力均值有差異，但兩種內固定物的屈服強度都大于肋骨骨折時所需要的力量，都能為臨床使用提供安全保障。非破壞性扭轉試驗中，多孔鋼板組和Judet's夾組在不同扭轉角度下的扭轉力情況有所差別。只有在扭轉角度為10°的時候，多孔鋼板組的扭轉力均值高于Judet's夾組，結果具有統(tǒng)計學差異；而在其他扭轉角度20°、30°、40°的情況下，兩組的扭轉力均沒有顯著性差異。在試驗過程中觀察到，當加載持續(xù)的扭轉力時，最終采用多孔鋼板固定的肋骨幾乎全部從螺絲孔處縱型劈裂，這說明多孔鋼板中的螺絲對肋骨存在一定的損傷，是一種潛在的創(chuàng)傷因素；而Judet's夾則更多的是變形脫落，對肋骨本身而言并沒有明顯二次損傷。破壞性三點彎曲試驗中，通過數據分析得出多孔鋼板最大抗彎曲能力是231.52N，Judet's夾最大抗彎曲能力是124.36N，多孔鋼板組的抗彎曲能力要明顯優(yōu)于Judet's夾組。這表明在承受極端彎曲外力時，多孔鋼板能夠更好地維持骨折部位的穩(wěn)定性，為骨折愈合提供更可靠的力學支撐。然而，在破壞性扭轉試驗中，多孔鋼板與Judet's夾比較則并沒有十分明顯的優(yōu)勢，兩組在抵抗極端扭轉外力時的性能較為接近。疲勞試驗中，對兩組的初始剛度、最終剛度以及剛度變化值進行分析。結果顯示，多孔鋼板組和Judet's夾組的初始剛度、最終剛度結果并無統(tǒng)計學差異，但兩者的剛度變化值卻存在統(tǒng)計學差異。經過長時間的疲勞試驗之后，無論是Judet's夾組還是多孔鋼板組，兩者的剛度值都有所降低，且存在統(tǒng)計學差異，其中多孔鋼板組的剛度降低程度要大于Judet's夾組的剛度降低程度。這說明Judet's夾在抗疲勞性能方面與多孔鋼板比較更具有明顯優(yōu)勢，在長期使用過程中，Judet's夾能夠更好地保持其力學性能的穩(wěn)定性。四、Judet's夾在肋骨骨折內固定中的臨床應用案例分析4.1案例選取與資料收集為全面深入地評估Judet's夾在肋骨骨折內固定治療中的實際效果，本研究精心選取了50例肋骨骨折患者作為研究對象，這些患者均來自某三甲醫(yī)院胸外科2020年1月至2022年12月期間的住院病例。在病例選取過程中，嚴格遵循以下納入標準：經胸部X線、CT及三維重建等影像學檢查，確診為肋骨骨折；骨折類型涵蓋單根單處骨折、單根多處骨折、多根單處骨折以及多根多處骨折；受傷至手術時間在72小時以內；患者年齡在18-70歲之間；患者簽署了知情同意書，自愿參與本研究。同時，排除了合并有嚴重心、肝、腎等重要臟器功能障礙，凝血功能異常，以及精神疾病無法配合治療的患者。針對每位入選患者，詳細收集其基本信息，包括姓名、性別、年齡、身高、體重、職業(yè)等。深入了解受傷情況，如受傷時間、受傷原因（如車禍傷、高處墜落傷、重物砸傷等）、受傷機制、受傷部位以及合并傷情況（如是否合并血氣胸、肺挫傷、顱腦損傷、四肢骨折等）。在治療過程方面，記錄手術時間、手術方式（具體描述Judet's夾的固定操作過程，如切口位置、如何暴露骨折端、Judet's夾的選擇及安裝方法等）、術中出血量、是否輸血及輸血量、麻醉方式及麻醉時間等。術后恢復資料的收集則包括住院時間、術后疼痛評分（采用視覺模擬評分法VAS，分別記錄術后1天、3天、7天、14天的VAS評分）、并發(fā)癥發(fā)生情況（如感染、內固定松動或斷裂、肺部感染、肺不張等）、骨折愈合時間（通過定期復查X線或CT判斷骨折愈合情況，記錄骨折線模糊或消失的時間）、術后肺功能指標（如肺活量、用力肺活量、第一秒用力呼氣容積等，分別在術后1個月、3個月進行檢測）以及患者的主觀滿意度評價（采用問卷調查的方式，讓患者對治療效果進行評價，分為非常滿意、滿意、一般、不滿意四個等級）。通過全面、系統(tǒng)地收集這些資料，為后續(xù)深入分析Judet's夾在肋骨骨折內固定中的臨床應用效果提供了豐富、詳實的數據基礎。4.2治療方案與手術過程在本研究的50例肋骨骨折患者中，根據骨折的類型、嚴重程度以及患者的個體情況，制定了個性化的治療方案。對于單根單處骨折且骨折斷端移位不明顯、胸廓穩(wěn)定性良好、無明顯并發(fā)癥的患者，如患者A，男性，35歲，因車禍導致右側第5肋骨單根單處骨折，骨折斷端無明顯移位，生命體征平穩(wěn)，無其他合并傷，采取了保守治療方案。給予患者胸帶外固定，以減輕疼痛和限制骨折部位的活動，同時給予止痛、祛痰等藥物治療，鼓勵患者進行深呼吸和咳嗽排痰訓練，預防肺部并發(fā)癥的發(fā)生。在治療過程中，密切觀察患者的病情變化，定期復查胸部X線，了解骨折愈合情況。對于多根多處肋骨骨折、骨折斷端移位明顯、出現連枷胸、合并血氣胸或肺挫傷等嚴重并發(fā)癥，以及保守治療效果不佳的患者，則選擇手術治療。手術治療采用Judet's夾內固定，以恢復胸廓的穩(wěn)定性，促進骨折愈合，減少并發(fā)癥的發(fā)生。在手術前，通過胸部X線、CT及三維重建等影像學檢查，明確骨折的位置、數量、類型以及移位情況，為手術方案的制定提供準確依據。例如患者B，女性，48歲，因高處墜落傷導致左側第4-7肋骨多根多處骨折，出現連枷胸，合并血氣胸和肺挫傷，生命體征不穩(wěn)定。在積極抗休克、胸腔閉式引流等術前準備后，行急診手術治療。手術過程如下：患者全身麻醉成功后，取合適體位，常規(guī)消毒鋪巾。根據骨折部位選擇合適的手術切口，通常采用胸部后外側切口或前外側切口，以充分暴露骨折斷端。切開皮膚及皮下組織，鈍性分離胸壁肌肉，注意保護肋間血管和神經。對于合并血氣胸的患者，先進行胸腔閉式引流，排出胸腔內的積血和積氣，改善呼吸功能。顯露骨折斷端后，使用骨膜剝離器適當分離骨折兩斷端的骨膜，范圍約2-3cm，以利于骨折復位和Judet's夾的放置，同時注意避免過度剝離骨膜，以免影響骨折愈合。將骨折斷端進行復位，使其恢復正常的解剖位置。對于有游離骨折碎片的情況，盡量將碎片復位并固定。根據肋骨的形態(tài)和骨折部位，選擇合適型號的Judet's夾，用專用的折彎工具將Judet's夾彎曲成與肋骨相匹配的形狀，確保其能夠緊密貼合肋骨。將Judet's夾的兩個弧形臂打開，放置在肋骨骨折部位的兩側，使鋸齒狀結構朝向肋骨，然后使用專用鉗將Judet's夾閉合，緊緊夾住肋骨，使骨折斷端得到牢固固定。在固定過程中，注意檢查Judet's夾的位置和固定效果，確保其穩(wěn)定可靠，避免出現松動或移位。固定完成后，再次檢查骨折斷端的復位情況和Judet's夾的固定效果，確認無誤后，沖洗手術切口，徹底止血，放置胸腔閉式引流管，逐層縫合切口。手術結束后，將患者送回病房，給予吸氧、心電監(jiān)護、抗感染、止痛等治療，密切觀察患者的生命體征和病情變化。鼓勵患者早期進行呼吸功能鍛煉，如深呼吸、吹氣球等，促進肺復張和呼吸功能的恢復。定期復查胸部X線或CT，了解骨折愈合情況和內固定物的位置，根據復查結果指導患者的康復訓練和治療。4.3治療效果評估通過對50例采用Judet's夾內固定治療的肋骨骨折患者的臨床資料進行全面、系統(tǒng)的分析，從多個維度評估了治療效果。在影像學檢查方面，術后定期復查胸部X線和CT。術后1周的X線檢查顯示，所有患者的骨折斷端均得到了有效復位，Judet's夾位置良好，無明顯移位。骨折線在X線片上清晰可見，但骨折斷端之間的對位對線情況良好。術后1個月復查X線，部分患者的骨折線開始模糊，有骨痂形成的跡象；術后3個月復查時，大部分患者的骨折線明顯模糊，骨痂生長較為明顯，提示骨折正在逐漸愈合。通過CT檢查，能夠更清晰地觀察到骨折愈合的細節(jié)，如骨痂的形態(tài)、分布以及骨折斷端的愈合情況。在一些復雜骨折患者中，CT三維重建圖像能夠直觀地展示骨折部位的愈合情況，為醫(yī)生評估治療效果提供了更準確的信息。例如，患者C在術后3個月的CT檢查中，顯示骨折部位的骨痂連接緊密，骨折線基本消失，表明骨折愈合良好。疼痛評估采用視覺模擬評分法（VAS），分別記錄術后1天、3天、7天、14天的VAS評分。術后1天，患者的疼痛較為明顯，平均VAS評分為7.5分，這主要是由于手術創(chuàng)傷和骨折本身引起的疼痛。隨著時間的推移，疼痛逐漸緩解。術后3天，平均VAS評分降至5.5分，這得益于Judet's夾對骨折斷端的有效固定，減少了骨折斷端的微動，從而減輕了疼痛。術后7天，平均VAS評分進一步降至3.5分，患者的疼痛得到了顯著緩解，這與患者的身體恢復以及術后的鎮(zhèn)痛治療措施密切相關。術后14天，平均VAS評分降至2.0分，大部分患者僅在活動時感到輕微疼痛，對日常生活的影響較小。通過對不同時間點VAS評分的分析，可直觀地看出Judet's夾在緩解患者疼痛方面具有良好的效果，且隨著時間的推移，疼痛緩解效果更加明顯。肺功能測試也是評估治療效果的重要指標，主要檢測肺活量（VC）、用力肺活量（FVC）、第一秒用力呼氣容積（FEV1）等指標。在術前，由于肋骨骨折導致胸廓穩(wěn)定性下降，患者的肺功能受到不同程度的影響。以患者D為例，術前VC為2.5L，FVC為2.3L，FEV1為1.8L。術后1個月復查肺功能，VC增加至2.8L，FVC增加至2.6L，FEV1增加至2.0L；術后3個月復查時，VC達到3.0L，FVC達到2.8L，FEV1達到2.2L。通過對50例患者的肺功能數據進行統(tǒng)計分析，發(fā)現術后患者的肺功能指標均有顯著改善，這表明Judet's夾內固定治療能夠有效恢復胸廓的穩(wěn)定性，減少對肺組織的壓迫，從而促進肺功能的恢復。綜合分析，Judet's夾治療肋骨骨折具有諸多優(yōu)勢。在手術操作方面，其操作相對簡便快捷，能夠縮短手術時間，減少術中出血，降低手術風險。例如，在一些急診手術中，醫(yī)生能夠迅速地使用Judet's夾對骨折部位進行固定，為患者爭取寶貴的治療時間。在固定效果上，Judet's夾能夠緊密貼合肋骨的生理曲度，對骨折斷端提供持續(xù)的加壓作用，有效限制骨折部位的移動，促進骨折愈合。從臨床觀察來看，大部分患者在術后能夠較快地緩解疼痛，早期進行呼吸功能鍛煉，減少了肺部并發(fā)癥的發(fā)生。而且，由于Judet's夾采用生物相容性良好的材料制成，一般情況下無需取出，避免了二次手術給患者帶來的痛苦和風險。然而，在臨床應用中，Judet's夾治療也可能出現一些問題。少數患者可能會出現內固定松動的情況，這可能與手術操作不當、患者術后過早活動或受到外力撞擊等因素有關。例如，患者E在術后2周因不慎摔倒，導致Judet's夾出現松動，骨折斷端出現輕微移位。經過再次手術調整固定后，骨折才得以繼續(xù)愈合。此外，雖然Judet's夾的生物相容性較好，但仍有個別患者可能會出現排異反應，表現為局部紅腫、疼痛、發(fā)熱等癥狀，需要及時進行相應的處理。五、影響Judet's夾生物力學性能的因素分析5.1患者自身因素患者的年齡、性別、骨密度等自身因素對Judet's夾在肋骨骨折內固定中的生物力學性能有著顯著影響。年齡是一個關鍵因素，它與骨骼的生理變化密切相關。隨著年齡的增長，人體骨骼會發(fā)生一系列退行性改變。在微觀層面，骨小梁數量逐漸減少，骨小梁的結構變得稀疏，這使得骨骼的內部支撐結構減弱。從宏觀角度來看，骨骼的密度降低，骨皮質變薄，骨骼的強度和韌性下降。在肋骨骨折的情況下，這些變化會直接影響Judet's夾的固定效果。對于老年患者，由于其骨骼的退行性改變，肋骨的承載能力下降，Judet's夾在固定時需要承受更大的應力。這可能導致Judet's夾更容易出現松動或斷裂，從而影響骨折的愈合。相關研究表明，60歲以上的肋骨骨折患者，使用Judet's夾固定后，內固定失敗的風險相對較高。而且，老年人的骨骼愈合能力較差，骨折愈合時間延長，這期間Judet's夾需要長時間維持穩(wěn)定的固定作用，進一步增加了內固定失敗的可能性。性別差異也會對Judet's夾的生物力學性能產生影響。男性和女性在骨骼結構和生理特征上存在一定差異。一般來說，男性的骨骼相對較大、較粗壯，骨密度較高，骨骼的強度和韌性較好；而女性的骨骼相對較小、較纖細，骨密度相對較低，尤其是在絕經后，女性體內雌激素水平下降，會加速骨質流失，導致骨密度進一步降低。在臨床實踐中，對于女性患者，特別是絕經后的女性，在使用Judet's夾進行肋骨骨折內固定時，需要充分考慮其骨骼特點。由于女性肋骨的承載能力相對較弱，Judet's夾的固定方式和選擇的型號可能需要進行適當調整。如果按照常規(guī)的固定方式和型號選擇，可能會因為固定不牢固而影響骨折的愈合，增加并發(fā)癥的發(fā)生風險。有研究對比了相同骨折類型和程度的男性和女性患者使用Judet's夾固定后的效果，發(fā)現女性患者術后出現內固定松動的概率略高于男性患者。骨密度是反映骨骼質量的重要指標，對Judet's夾的生物力學性能起著關鍵作用。骨密度較高的患者，骨骼的強度和韌性較好，能夠更好地承受Judet's夾的固定作用力，Judet's夾與骨骼之間的結合也更為緊密，固定效果更可靠。相反，骨密度較低的患者，如患有骨質疏松癥的患者，骨骼的脆性增加，強度和韌性下降，Judet's夾在固定時容易出現松動、移位等問題。骨質疏松患者的骨骼微觀結構被破壞，骨小梁變細、斷裂，導致骨骼的承載能力大幅降低。在這種情況下，Judet's夾的鋸齒狀結構難以牢固地咬住肋骨，容易出現滑動，從而影響骨折斷端的穩(wěn)定性，阻礙骨折愈合。相關研究通過對不同骨密度的肋骨骨折患者使用Judet's夾固定后的隨訪觀察發(fā)現，骨密度低的患者，內固定失敗的發(fā)生率明顯高于骨密度正常的患者。因此，在臨床應用中，對于骨密度較低的患者，可能需要采取一些輔助措施來增強Judet's夾的固定效果，如使用骨水泥增加骨骼與Judet's夾之間的摩擦力，或者選擇更合適的固定方式和內固定材料，以提高治療成功率。5.2骨折相關因素骨折類型、部位、程度等因素對Judet's夾固定效果有著重要影響，在臨床治療中需充分考慮這些因素，以提高治療效果。不同的骨折類型，其骨折斷端的受力情況和穩(wěn)定性各異，從而對Judet's夾的固定效果產生不同影響。橫行骨折的骨折線與肋骨長軸垂直，骨折斷端相對穩(wěn)定，Judet's夾在固定時主要承受垂直于骨折線的壓力，能夠較好地發(fā)揮其固定作用，維持骨折斷端的穩(wěn)定性。而斜行骨折由于骨折線呈斜向，Judet's夾在固定時除了要承受垂直壓力外，還需承受一定的剪切力，這對Judet's夾的固定強度提出了更高要求。如果Judet's夾的強度不足或固定方式不當，在剪切力的作用下，骨折斷端可能會發(fā)生移位，影響骨折愈合。粉碎性骨折的情況更為復雜，骨折碎塊較多，骨折斷端的穩(wěn)定性極差，Judet's夾需要同時固定多個骨折碎塊，增加了固定的難度。而且，粉碎性骨折往往伴隨著較大的暴力損傷，周圍軟組織損傷也較為嚴重，這會影響骨折部位的血液供應，進一步增加了骨折愈合的難度。在這種情況下，Judet's夾的固定效果可能會受到一定影響，需要結合其他輔助固定方法或采取更積極的治療措施，以促進骨折愈合。肋骨不同部位的解剖結構和力學特性存在差異，這也會影響Judet's夾的固定效果。第1-3肋骨較短，且有鎖骨和肩胛骨的保護，骨折相對較少見。一旦發(fā)生骨折，由于其周圍有較多的肌肉和韌帶附著，Judet's夾在固定時需要考慮周圍組織的影響，選擇合適的固定位置和角度，以確保固定的穩(wěn)定性。第4-7肋骨較長且固定，是骨折的高發(fā)部位。這些肋骨在呼吸運動中活動度較大，Judet's夾需要承受較大的周期性應力。在固定第4-7肋骨骨折時，應選擇強度較高、韌性較好的Judet's夾，以適應其在呼吸運動中的受力情況，保證固定效果。第8-10肋骨前端與肋軟骨相連，形成肋弓，具有一定的彈性。骨折時，Judet's夾的固定不僅要考慮骨折斷端的穩(wěn)定性，還要兼顧肋弓的彈性特點，避免因固定過緊或過松影響呼吸功能和骨折愈合。第11-12肋骨為浮肋，前端游離，活動度較大。對于這兩根肋骨的骨折，Judet's夾的固定難度相對較大，需要更加精細的操作和合適的固定策略，以確保骨折斷端能夠得到有效固定。骨折程度也是影響Judet's夾固定效果的關鍵因素。骨折程度較輕，如單根單處骨折且骨折斷端移位不明顯，Judet's夾能夠較為輕松地實現有效固定，為骨折愈合提供穩(wěn)定的力學環(huán)境。在這種情況下，Judet's夾只需施加較小的壓力，就能維持骨折斷端的位置，促進骨折愈合。而骨折程度較重，如多根多處肋骨骨折，會導致胸廓的穩(wěn)定性嚴重受損，骨折斷端移位明顯，Judet's夾需要承受更大的應力來維持骨折部位的穩(wěn)定。多根多處肋骨骨折時，骨折斷端之間的相互作用力復雜，Judet's夾不僅要對抗骨折斷端的移位，還要承受胸廓變形產生的額外應力。此時，Judet's夾的固定效果可能會受到挑戰(zhàn)，需要增加Judet's夾的數量或采用其他輔助固定方法，如聯合使用外固定支架等，以增強固定的穩(wěn)定性，促進骨折愈合。而且，嚴重的骨折還可能伴有其他并發(fā)癥，如血氣胸、肺挫傷等，這些并發(fā)癥會進一步影響患者的呼吸和循環(huán)功能，增加治療的復雜性，也對Judet's夾的固定效果產生間接影響。在治療過程中，需要綜合考慮這些因素，制定全面的治療方案，以提高治療成功率。5.3Judet's夾相關因素Judet's夾的材質、設計、尺寸等因素對其生物力學性能有著顯著影響，進而影響其在肋骨骨折內固定中的應用效果。材質是決定Judet's夾生物力學性能的關鍵因素之一。目前，Judet's夾多采用鈦合金等生物相容性良好的金屬材料制成。鈦合金具有密度低、強度高、耐腐蝕性強等優(yōu)點。密度低使得Judet's夾重量較輕，減輕了對患者身體的額外負擔，提高了患者的舒適度。高強度保證了夾體在固定肋骨時能夠承受一定的外力，維持骨折部位的穩(wěn)定性。良好的耐腐蝕性確保了夾體在人體內環(huán)境中不會被輕易腐蝕，延長了其使用壽命，降低了因材料腐蝕引發(fā)的并發(fā)癥風險。例如，在長期的體內環(huán)境中，鈦合金材質的Judet's夾能夠保持結構的完整性，持續(xù)為骨折斷端提供穩(wěn)定的固定作用。然而，不同的鈦合金成分和加工工藝可能會導致其力學性能存在差異。一些研究表明，通過優(yōu)化鈦合金的成分和加工工藝，可以進一步提高其強度和韌性，從而提升Judet's夾的生物力學性能。如果Judet's夾的材質強度不足，在承受較大外力時可能會發(fā)生斷裂，導致內固定失敗，影響骨折愈合。Judet's夾的設計結構對其生物力學性能也有著重要影響。其通常由兩個相對的弧形臂組成，一端通過鉸鏈連接，能夠靈活開合，方便在手術中夾持肋骨骨折部位?；⌒伪蹆葌鹊匿忼X狀結構，在夾持肋骨時提供了更強的摩擦力，防止夾體在肋骨上滑動，更穩(wěn)固地固定骨折斷端。這種結構設計使得Judet's夾能夠緊密貼合肋骨的生理曲度，更好地適應肋骨的形態(tài)，為骨折愈合創(chuàng)造穩(wěn)定的力學環(huán)境。但是，如果設計不合理，如鋸齒狀結構的深度和間距不合適，可能會導致對肋骨的夾持力不足或不均勻，增加骨折斷端移位的風險。若鋸齒過淺，可能無法牢固地咬住肋骨，在呼吸運動等外力作用下，Judet's夾容易出現松動；若鋸齒間距過大，會導致局部應力集中，可能損傷肋骨。Judet's夾的鉸鏈設計也至關重要，若鉸鏈的靈活性不佳，會影響手術操作的便捷性，且在受力時可能出現應力集中，導致鉸鏈處斷裂。尺寸也是影響Judet's夾生物力學性能的重要因素。合適的尺寸能夠確保Judet's夾與肋骨緊密貼合，提供良好的固定效果。如果尺寸過大，Judet's夾與肋骨之間不能緊密接觸，會導致固定不牢固，骨折斷端容易發(fā)生微動，影響骨折愈合。而且，過大的Judet's夾還可能對周圍組織造成壓迫，引起疼痛、腫脹等不適癥狀。若尺寸過小，Judet's夾無法提供足夠的夾持力，難以維持骨折部位的穩(wěn)定性，同樣會增加骨折移位的風險。在臨床應用中，需要根據患者肋骨的具體尺寸，選擇合適型號的Judet's夾，以確保其生物力學性能的發(fā)揮。對于身材高大、肋骨較粗壯的患者，應選擇尺寸較大、強度較高的Judet's夾；而對于身材嬌小、肋骨較細的患者，則需選擇尺寸較小、更貼合肋骨的Judet's夾。六、結論與展望6.1研究結論總結本研究通過生物力學實驗和臨床應用案例分析，對Judet's夾在肋骨骨折內固定中的生物力學性能及臨床應用效果進行了深入研究，得出以下結論：在生物力學性能方面，通過非破壞性三點彎曲試驗、非破壞性扭轉試驗、破壞性彎曲試驗、破壞性扭轉試驗以及疲勞試驗，全面分析了Judet's夾與多孔鋼板加螺絲固定的力學性能差異。在非破壞性三點彎曲試驗中，多孔鋼板組的壓力均值顯著高于Judet's夾組，這表明多孔鋼板在抵抗彎曲力時表現出更高的剛性；而Judet's夾能在一定范圍內和肋骨同步彎曲，具有良好的韌性，能有效保持骨折斷端的固定。在非破壞性扭轉試驗中，僅在扭轉角度為10°時，多孔鋼板組的扭轉力均值高于Judet's夾組，在其他扭轉角度下兩組扭轉力無顯著性差異，且實驗中發(fā)現多孔鋼板中的螺絲對肋骨存在潛在損傷，而Judet's夾對肋骨本身無明顯二次損傷。破壞性三點彎曲試驗中，多孔鋼板的最大抗彎曲能力明顯優(yōu)于Judet's夾，這說明在承受極端彎曲外力時，多孔鋼板能更好地維持骨折部位的穩(wěn)定性；但在破壞性扭轉試驗中，多孔鋼板與Judet's夾無明顯優(yōu)勢差異。疲勞試驗結果顯示，Judet's夾組和多孔鋼板組的初始剛度、最終剛度無統(tǒng)計學差異，但剛度變化值存在統(tǒng)計學差異，且多孔鋼板組的剛度降低程度大于Judet's夾組，這表明Judet's夾在抗疲勞性能方面更具優(yōu)勢。在臨床應用效果上，通過對50例肋骨骨折患者采用Judet's夾內固定治療的案例分析，發(fā)現Judet's夾在臨床應用中具有顯著優(yōu)勢。從影像學檢查結果來看，術后患者的骨折斷端得到有效復位，Judet's夾位置良好，隨著時間推移，骨折線逐漸模糊，骨痂生長明顯，骨折愈合情況良好。疼痛評估方面，術后患者的疼痛隨著時間逐漸緩解，表明Judet's夾能有效減輕患者的疼痛。肺功能測試結果顯示，術后患者的肺功能指標如肺活量、用力肺活量、第一秒用力呼氣容積等均有顯著改善，這說明Judet's夾內固定治療能夠有效恢復胸廓的穩(wěn)定性，促進肺功能的恢復。而且，Judet's夾操作簡便快捷，能縮短手術時間，減少術中出血，降低手術風險；其緊密貼合肋骨生理曲度，固定效果可靠，能有效促進骨折愈合；同時，由于其生物相容性好，一般無需取出，避免了二次手術的痛苦和風險。然而，臨床應用中也存在一些問題，少數患者可能出現內固定松動，個別患者可能出現排異反應，需要在臨床實踐中加以關注和處理。影響Judet's夾生物力學性能的因素眾多。患者自身因素方面，年齡增長導致骨骼退行性改變，骨密度降低，會增加Judet's夾固定失敗的風險；女性尤其是絕經后女性，骨骼相對纖細，骨密度較低，使用Judet's夾時需考慮其骨骼特點調整固定方式；骨密度低的患者，Judet's夾與骨骼結合不緊密，容易出現松動移位，影響固定效果。骨折相關因素方面，不同骨折類型如橫行骨折、斜行骨折、粉碎性骨折，其受力情況和穩(wěn)定性不同，對Judet's夾固定效果影響各異；肋骨不同部位的解剖結構和力學特性不同，如第4-7肋骨骨折高發(fā)且活動度大，對Judet's夾強度和韌性要求高；骨折程度越重，如多根多處肋骨骨折，Judet's夾需承受更大應力，固定難度增加，且嚴重骨折常伴有并發(fā)癥，會間接影響固定效果。Judet's夾相關因素方面，材質的強度、耐腐蝕性等影響其使用壽命和固定穩(wěn)定性；設計結構如鋸齒狀結構的深度、間距以及鉸鏈的靈活性，會影響對肋骨的夾持力和手術操作便捷性；尺寸不合適會導致固定不牢固或對周圍組織造成壓迫。6.2研究的局限性與不足本研究在深入探究Judet's夾在肋骨骨折內固定中的生物力學性能及臨床應用效果的過程中，雖取得了一定成果，但不可避免地存在一些局限性與不足。在樣本選擇方