目的:通过应用定位环钻微创螺钉内固定踝关节融合术,确定经皮融合的安全入路,通过生物力学实验分析哪种手术入路更具力学优势,固定更为坚强可靠,并测量所获得的踝关节融合面积及所占踝关节穹窿顶面积的百分比,为临床选择可靠的固定方式提供依据。方法:选取成人小腿-足踝标本16具,保存于冰箱中备用,实验前一天取出,于室温下自然解冻。将标本随机平均分为A、B两组,并进行编号,将B组设置为实验组,A组为对照组。在A、B 2组标本上做出手术入路标记点,A、B 2组标本采用相同的植骨融合入路,第一个标记点为外踝尖上2.5-3.0cm、向内约4.0cm处,与胫骨中线约成15°夹角。第二个标记点为内踝尖上0.8-1.0cm、向外约4.0cm处,与胫骨中线约成15°夹角。分别自上述标记点在X线透视下向踝关节方向各打入l枚导针深入踝关节间隙,确定两枚导针位于踝关节中央,将钻芯沿导针插入踝关节,并楔入踝关节间隙,插入空心环钻,以手法拧入,C型臂透视下控制钻头深度,满意后取出环钻,推注射器样推进钻芯,获得柱状关节骨质,除去骨柱中的软组织及软骨,余下骨质备用植骨。以植骨套筒沿钻道插入关节间隙,将取出的骨质植入钻筒,以植骨棒夯实,若骨质不足,可使用同种异体骨植入。夯实后将踝关节调整维持于背屈0°、外翻0°-5°、外旋5°-10°位,并保持距骨轻度后移[1];A组螺钉内固定手术入路第一个标记点为踝关节线上方2cm处紧靠胫后肌腱的内侧,以1枚螺钉自标记点向外下方向拧入距骨滑车的外侧。第二个标记点为踝关节线上方2cm处紧靠趾长伸肌的外侧,以1枚螺钉自标记点向内下拧入距骨头的内侧。第三个标记点为踝关节线上方5cm处的胫骨前缘,以1枚螺钉自标记点拧入距骨后突的前方;B组采用的螺钉内固定方式第一个标记点为踝关节线上方2cm处紧靠胫后肌腱的内侧,以1枚螺钉自标记点向外下方向打入距骨滑车的外侧。第二个标记点为踝关节线上方2cm处紧靠趾长伸肌的外侧,以1枚螺钉自标记点向内下方向打入距骨头的内侧。第三个标记点在外踝尖上2cm,以1枚螺钉自标记点横行打入固定外踝和距骨。固定满意后对2组模型进行生物力学实验,得出踝关节融合术后在轴向压缩试验、背伸加压试验、抗扭转试验中所产生的位移,分析、比较2组的稳定性。应用游标卡尺测出两组中环钻钻孔后隧道的长度、宽度和弧形的半径,从而计算出隧道轴面的面积,及其占踝关节穹窿顶面积的百分比。结果:通过16个标本的实验,在扭转实验中,以扭矩±5.0Nm,频率0.25Hz,在700N的持续压力下行扭转实验,在同一扭矩下,B组移位的角度<A组,有统计学差异。在轴向压缩上,以频率0.25Hz,压力从0逐渐加载700N下进行轴向压缩测试,在同一荷载下,两组的纵向位移为B组<A组,有统计学差异。背伸加载以0.5 Hz的频率,力矩从0逐渐增加到50Nm进行试验,在同一力矩下,B组产生的位移<A组,有统计学差异。综合上述结论从而得出B组的稳定性大于A组,固定更为坚强可靠。植骨融合隧道内无关节软骨存留,取出的骨质充分填充于融合隧道内,未遗留空腔。此外,应用Auto CAD2014(美国Autodesk公司)软件计算出两组中胫骨和距骨关节面轴向融合面积分别为(649±34)㎜2和(597±26)㎜2,分别占踝关节穹窿顶面积的70.70%和65.03%,均超过50%。结论:1尸体标本微创经皮环钻踝关节融合实验研究,证实通过踝关节前内侧及前外侧入路,避开了踝关节重要的结构,前内侧及前外侧入路范围分别在外踝尖上2.5-3.0cm、向内约4.0cm,和内踝尖上0.8-1.0cm、向外约4.0cm,经皮环钻的角度与胫骨中线约成15°夹角。两组中胫骨和距骨关节面轴向融合面积分别为(649±34)㎜2和(597±26)㎜2,分别占踝关节穹窿顶面积的70.70%和65.03%,均超过50%,保证了踝关节融合的融合率。2对两组分别采用两种不同的固定方式,虽然A组在临床上取得了较为满意的效果,但B组手术固定方式可形成立体三角稳定结构,比A组固定方式固定更为稳定可靠,更具力学优势,效果更好。并对两组进行抗扭转、轴向加压、背伸位加压试验,在扭转实验、轴向压缩试验、背伸加载试验中实验组的固定强度显著优于对照组,具有统计学意义。