膝盖骨骨折在猫中较为罕见，但在创伤性事件中仍具有一定发生率。研究这种骨折的固定方法和术后恢复，需要建立稳定且可重复的实验模型。猫膝盖骨横断骨折模型是一种标准化的实验设计，通过模拟中线横断骨折，用于评估不同骨折固定方法的生物力学性能。本文将从技术和实验操作的角度详细介绍该模型的建立方法。
实验材料与工具
- 实验材料：
- 成年猫尸体（排除骨骼相关疾病或关节异常的个体）。
- 骨凿（Osteotome）和锤子。
- 生理盐水或湿润纱布，用于保持组织湿润。
- 工具与设备：
- 手术器械：包括解剖刀、钳子和小型手术锤。
- 骨科固定设备：如张力带钢丝（0.9 mm钢丝）、克氏针（Kirschner wires, 0.9 mm）、高强度缝线（FiberWire）。
- 生物力学测试设备：如万能材料试验机（Universal Testing Machine）。
模型建立方法
1. 样本准备
- 动物选择：从健康成年猫尸体中取出骨盆肢，确保关节和软组织结构完整。样本来自非疾病原因死亡的猫，排除骨骼病变或先天异常。
- 湿润保存：样本始终保持湿润状态，避免组织干燥影响骨骼的物理性质。
2. 骨折的制造
- 解剖暴露：
- 切开膝关节前侧皮肤，显露膝盖骨及其周围软组织。
- 保留周围肌腱和韧带的完整性，以尽可能模拟实际生理状态。
- 骨折切割：
- 使用骨凿和小型锤子在膝盖骨中线制造横断骨折。
- 力求骨折切面平整，以确保模拟标准化的骨折形态。
- 骨折线应横向贯穿膝盖骨中部，不涉及软组织完全撕裂。
- 组织保护：
- 骨折制造后，保持周围软组织的湿润状态，避免脱水导致组织硬化。
3. 固定方法的实施
模型建立的关键在于模拟骨折后实际修复中的固定操作。以下列出三种常用固定技术：
- 张力带钢丝固定法（PTBW）：
- 使用克氏针沿骨折线垂直方向插入膝盖骨两侧。
- 将0.9 mm钢丝以“8字形”绕过克氏针并紧密固定。
- 检查张力是否均匀，确保骨折段保持稳定。
- 环形钢丝结合“8字形”钢丝固定法（CFEW）：
- 在膝盖骨中部周围缠绕环形钢丝以提供初步固定。
- 将另一根钢丝以“8字形”交叉固定于骨折段两侧。
- 确保钢丝张力适中，不影响骨折段对合。
- 高强度缝线固定法（CFES）：
- 使用FiberWire缝线代替金属钢丝，以环形缠绕骨折段周围。
- 另一条缝线以“8字形”缠绕膝盖骨上、下两端。
- 缝线的打结点应位于背侧以减少软组织干扰。
4. 样本固定
- 将固定好的膝盖骨植入完整的骨盆肢，确保关节和肌腱的原始生理状态保持不变。
- 样本安装在生物力学测试设备的标准支架上，维持膝关节的自然屈伸角度（约135°）。
生物力学测试
- 力学加载：
- 使用万能材料试验机对膝盖骨进行拉伸测试。
- 测量骨折段在1 mm、2 mm和3 mm移位下的加载力，以及植入物失效时的最大负载力。
- 失效标准：
- 植入物失效被定义为3 mm移位、钢丝断裂、缝线拉脱或骨折段分离。
- 数据记录：
- 记录加载力和失效模式，用以评估不同固定技术的性能差异。
注意事项
- 骨折标准化：
- 骨折线的切割应平整、标准，避免不规则骨折线对生物力学结果造成偏差。
- 软组织保护：
- 在整个实验过程中，保持软组织的完整性和湿润状态，以模拟接近实际临床的条件。
- 固定技术一致性：
- 操作者应接受标准化培训，确保三种固定技术在操作中的一致性和可重复性。
结论
猫膝盖骨横断骨折模型的建立提供了一种标准化、可重复的实验平台，用于评估不同固定技术的性能。该模型通过模拟实际骨折形态和修复条件，为研究新型固定方法和改良传统手术技术提供了重要支持。未来研究可结合长期生物力学和生物相容性测试，以进一步完善此模型的应用范围。
参考文献：
Biomechanical evaluation of three fixation methods in a feline transverse patella fracture model