新型绑带固定方法在绵羊跟腱生物力学测试中的评估

《Archives of Orthopaedic and Trauma Surgery》：Evaluation of a novel strap fixation method for biomechanical testing of sheep Achilles tendons

　　

背景在生物力学测试中，肌腱标本的可靠固定是一项重大挑战，因为滑脱和组织损伤会降低准确性和可重复性。尽管已有多种基于夹具和缝线的固定方法被报道，但仍缺乏一种在测试过程中能保持肌腱完整性、实用且低成本的广泛接受技术。本研究旨在比较常用固定技术，并评估一种新型绑带固定方法是否能作为绵羊跟腱生物力学测试中更稳定且保护组织的替代方案。方法研究人员使用了从当地屠宰场获得的40个新鲜冷冻绵羊尸体跟腱，标本在?20°C下保存直至测试。在室温下受控解冻后，所有肌腱均使用Bunnell缝合技术以0号Vicryl缝线进行修复。评估了四种不同的近端固定方法：(1) 带绑带的缝合固定，(2) 直接夹具固定，(3) Kocher钳固定，以及(4) Krackow缝线固定。所有标本均安装在万能试验机上，以10 mm/s的恒定加载速率进行负载至失效测试。记录每个样本的最大力（N）、失效位移（mm）和机械失效机制。数据采用Kruskal–Wallis检验进行分析，并使用Bonferroni校正的Mann–Whitney U检验进行两两比较（p?**论文解读文章**

**研究背景与问题**
在体外肌腱生物力学研究中，将肌腱标本可靠地固定于测试设备是确保实验准确性和可重复性的关键挑战。肌腱的低摩擦系数和粘弹性特性使其在单轴拉伸测试中容易在夹具内滑脱，导致测量误差和重复性差。尽管已有多种固定方法，包括机械夹持系统（如平夹具、锯齿状夹具和砂纸增强夹具）以及基于缝线的固定技术（如Bunnell、Krackow、Kessler等），但这些方法存在局限性：机械夹持的高压缩力可导致肌腱纤维变形和组织损伤；缝线固定在高拉伸载荷下可能发生缝线切割或抓持力丧失；冷冻夹具虽被认为是金标准，但成本高、设备要求复杂，限制了其在资源有限的实验室中的应用。目前尚无研究直接比较绑带固定方法与传统夹具和缝线固定方法在大动物肌腱模型中的表现。因此，本研究旨在系统比较四种固定技术，寻找一种实用、低成本且保护组织的固定方法，以提高肌腱生物力学测试的可靠性。该研究发表在《Archives of Orthopaedic and Trauma Surgery》上。

**关键技术与方法**
研究人员从当地屠宰场获取了40个新鲜冷冻绵羊尸体跟腱标本，所有标本在?20°C保存，测试前在室温解冻24小时。采用标准化Bunnell缝合技术以0号Vicryl缝线进行肌腱修复，随后将标本随机分为四组（每组n=10），分别使用四种不同的近端固定方法。主要技术包括：组1使用绑带固定（将肌腱缝合至高强度聚酯编织带，再固定于万能试验机夹具）；组2直接使用夹具固定；组3使用Kocher钳固定；组4使用Krackow缝线固定。所有标本在万能试验机（AG-IS，Shimadzu，日本）上以10 mm/s的恒定加载速率进行负载至失效测试，记录最大力（N）、位移（mm）和失效机制，数据采用非参数检验（Kruskal–Wallis检验和Bonferroni校正的Mann–Whitney U检验）分析。

**研究结果**
**最大载荷比较**：绑带固定（组1）的中位最大载荷为114.58 N，显著高于直接夹具（组2，75.41 N）和Kocher钳（组3，38.35 N）（p?**位移比较**：组1的位移中位值为16.96 mm，显著低于组2（28.01 mm）和组4（27.00 mm）（p?**失效机制**：组1所有标本均完成测试，绑带固定完整，无滑脱；组2所有标本因夹具边缘的肌腱压碎和切割而失效；组3所有标本在加载开始时即从Kocher钳滑脱；组4所有标本在测试中期因缝线-设备连接处断裂而失效。

**结论与讨论**
本研究通过比较四种固定方法，发现绑带固定方法在绵羊跟腱生物力学测试中表现出最高的数值承载力、稳定的固定和无可见滑脱，其性能显著优于直接夹具和Kocher钳固定，但与Krackow缝线固定相比无统计学显著差异。绑带固定通过将肌腱缝合至聚酯带，实现载荷在更大接触面积上的均匀分布，避免了局部应力集中和组织损伤，同时无需冷冻设备，是一种实用且经济有效的替代方案。讨论部分指出，直接夹具固定导致组织压碎，Kocher钳固定易发生早期滑脱，而Krackow缝线失效发生在缝线-设备连接处，提示其测量值可能受连接界面影响。研究局限性包括样本量较小、未测量肌腱横截面积以归一化载荷、位移来自横梁运动而非直接应变测量、以及使用0号Vicryl缝线（非临床常用高强度缝线）。未来研究需在更大样本、不同动物模型及临床相关缝线材料中验证绑带方法的普适性。

**结论翻译**
在本体外生物力学测试方案中，绑带固定方法为修复后的绵羊跟腱提供了稳定的固定、无可见滑脱以及在负载至失效测试中良好的结构层次位移。绑带方法在所测试技术中显示出最高的数值负载至失效值，并且其最大载荷值显著高于直接夹具和Kocher钳方法。然而，与Krackow缝线方法相比，Bonferroni校正后差异不再具有统计学显著性。因此，绑带方法应被解释为一种具有良好机械行为、实用且保护组织的固定替代方案，而非在统计上优于所有其他技术。这些发现表明，绑带固定可能适用于大型动物肌腱生物力学研究，特别是在缺乏先进冷冻或定制夹具系统的情况下。需要进一步开展包括冷冻夹具、热电冷却系统及其他先进固定系统的比较研究，以确认其普适性。

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