对于髌骨骨折的手术治疗，传统的张力带固定方式仍然具有无可替代的生物力学优势。当前，对于传统髌骨张力带的改良术式不断涌现于临床，但其实际的生物力学效果如何，往往见诸报道较少。最近，美国南福罗里达大学Tampa总医院的Brian Domby, MD采用人尸体髌骨标本进行了一项生物力学实验，对空心螺钉钢丝张力带和加压空心锁定螺栓装置固定髌骨骨折的力学效果进行了考察，他们的研究报告发表在最新一期的J Orthop Trauma上。
在该力学实验中，研究者首先采集了33例人尸体髌骨标本，然后通过髌骨标本创建横形骨折模型，根据骨折的固定方式，将标本分为3组，空心拉力螺钉近关节面固定钢丝张力带组(TBA组)，空心拉力螺钉非近关节面固定钢丝张力带组(TBNA组)以及加压锁定螺栓装置非张力带固定组(CompresSURE组)。通过100转屈伸运动对膝关节施以循环载荷，在初次和第1000转循环屈伸运动中，采用光电子运动分析系统对髌骨骨折间隙的张开情况进行定量评估。
图1.侧位X线片示，近关节面（左上图）与非近关节面（右上图）置入空心拉力螺钉张力带结构。侧位（左下图）及正位（右下图）X线片示，CompresSURE装置固定于髌骨中部。
图2.生物力学测试装置大体图片。采用高强度传送带和滑轮装置将股四头肌腱固定到测试架上，通过连接的传动器在膝关节的屈伸合成运动中对股四头肌腱施以拉力载荷。将一3.1kg的重物固定于胫骨上以模拟小腿重量。经Optotrak计分发光二极管固定在骨折髌骨的远近端等分位置，以监测循环载荷中骨折间隙的移位情况。
研究结果发现，初次初次循环运动后，三组标本的关节面处骨折间隙的张开差异无统计学意义(P = 0.600)。在第1000转循环屈伸运动后，三组的髌骨骨折间隙完全张开，骨折明显移位，数据分析结果三组间差异无统计学意义(P = 0.408)。在不考虑固定方式的情况下，大体上骨折处以楔形方式相对于关节面张开移位。
根据数据结果，作者认为，采用空心螺钉张力带固定髌骨骨折时，空心螺钉近关节面固定不会显著增加骨折间隙张开的对抗应力。另外，对于髌骨横形骨折而言，非张力带单纯CompreSURE空心锁定螺栓固定装置对抗骨折间隙张开应力的力学效应与空心螺钉张力带相当。
图3.基于时间的骨折间隙移位分析图。感兴趣的关键生物力学参数显示在图示中。为了清晰地观察，只对第8和第20转进行了绘图。根据采用的力学失效准则，在1000转动态载荷下，光电子技术测得骨折移位超过3.0mm确定为标本力学载荷失效。
图4.三组标本在第1转和第1000转循环载荷中测得的腹侧骨折处移位（上图）和峰-峰移位幅度（下图）。
