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目的:胫骨骨折在全身长管状骨骨折中发生率最高,大约占12%。车祸、高处坠落等高能量创伤常导致胫骨开放粉碎骨折。软组织缺损及干部血供薄弱的特点使得开放骨折处理起来较为棘手。胫骨骨折的治疗措施多种多样,人类在治疗骨折的历史中不断探索创新,从最初的手法复位,石膏及夹板固定到现在的钉板系统、髓内固定系统以及不同形式的外固定架都体现了人类的聪明才智。环形外固定架外固定手术的创伤小,对周围软组织的破坏较小并不破坏骨折端的血运,术后并发症较少,并可有效的维持肢体长度,尤其是在解决开放骨折的伤口处理与骨折固定之间的矛盾上具有独特的优势。上世纪五十年代伊利扎诺夫教授发明了Ilizarov环形外固定架,之后许多学者在应用Ilizarov外固定架的同时对其进行了大量力学方面的研究并不断进行改进。Taylor空间外固定器(Taylor Spatial frame,TSF)是在Ilizarov技术的基础上进一步更新和发展,并在创伤及矫形领域广泛应用。但是临床应用过程中对于选择何种外固定架尚无相关生物力学证据支持。本实验就是应用生物力学实验的方法,比较Ilizarov环形外固定架及Taylor空间外固定架两种外固定系统生物力学性能。方法:选取6根人工合成胫骨,随机分为A、B两组。外固定架选用同种材质、型号的圆环及橄榄针,消除材质等外在因素对实验结果的干扰。A组采用Ilizarov外固定架固定,B组采用Taylor空间外固定架进行固定。固定完毕后,于胫骨中段截去2cm骨质,制备胫骨AO A3型骨折模型。将骨折模型固定于电子万能实验机上,首先对每组骨折模型提供轴向压缩载荷,测试在不同轴向应力作用下骨折位移程度;更换橄榄针后,在电子扭转实验机上对每组骨折固定模型进行扭转操作,测定不同扭矩下骨折端扭转的角度。将测得的数据经SPSS19.0软件进行统计分析,分析两种环形外固定架固定胫骨干骨折时的生物力学性能方面的差异。结果:1、轴向压缩实验中,在100N、200N、300N、400N的垂直载荷下,A组的骨折断端位移分别为1.615±0.028 mm、3.588±0.073 mm、4.292±0.106 mm、5.207±0.172 mm;B组骨折断端位移分别为2.234±0.144 mm、4.076±0.184 mm、4.882±1.189 mm、5.805±0.258 mm。A组在不同轴向载荷下断端位移变化值均较B组小,且两者比较有明显显著(p<0.05)。说明A组抗轴向载荷能力方面优于B组。2、扭转实验中,在5Nm、10Nm、15Nm的扭矩下,A组的骨折断端角度变化分别为3.794±0.113°、6.100±0.106°、11.643±0.075°;B组的骨折断端角度变化分别为3.143±0.193°、5.149±0.151°、10.283±0.169°。B组在不同扭矩下断端角度变化值均较A组小,且两者比较有显著差异(p<0.001),说明B组具有较好的抗扭转能力。结论:本实验通过生物力学的方法,对Ilizarov环形外固定架及Taylor外固定架固定AO A3型胫骨骨折时的生物力学性能进行了测试并对结果进行分析,得出结论如下:在抗轴向压缩方面,Ilizarov环形外固定架优于Taylor空间外固定架,而在抗扭转方面,Taylor空间外固定架较Ilizarov环形外固定架有更强的抗扭转性能。