應力遮擋

應力遮擋（Stress Shielding Effect），是指當兩種或者多種具有不同剛度的材料共同承載外力時，具有剛度較高的材料將會承擔較多的載荷，而剛度較低的載荷則只需承載較低的載荷，即所謂的應力遮擋。

骨生物力學中的應力遮擋效應

自提出骨折固定的治療方法後，臨床治療中倡導採用剛度和強度較高的接骨板對骨折部位進行固定。這種方法在術後近期可以為骨折組織提供穩定的力學環境，防止發生再損傷。並且為身體提供堅實的支持，有利於患者在康復過程中進行正常的活動。

但是，由於接骨板的剛度遠遠大於骨組織的剛度，骨組織長期處於應力較低的水平。在骨折康復的後期，骨組織會因為得不到足夠的力學刺激而發生骨質疏鬆等症狀。在接骨板拆除後往往容易再次發生骨折。往往固定的時間越長，骨的力學性能越差。

應力遮擋與骨重建理論

應力遮擋的現象是骨重建效應的重要體現。在骨骼中，骨組織中的成骨細胞和破骨細胞通過感受力學刺激來對骨的生長或吸收進行調控。當骨的應變低於50-100微應變、應力低於1-2MPa時，骨組織發生吸收；當骨的應變高於1000-1500微應變、應力高於約20 MPa時，骨組織發生生長；而當骨的應變進一步高於約3000微應變、應力高於約60 MPa時，骨組織發生損傷[1]。

當骨組織中發生應力遮擋時，骨上的應力水平往往長期處於較低的水平，從而使得骨組織逐漸發生吸收，造成骨折部位的骨質疏鬆，成為術後再骨折的重要誘因。

骨折固定術的改進

在認識到應力遮擋的機理之後，臨床上對骨折固定的方法進行了大量的改進。研究者們提出採用剛度較低的複合材料接骨板，使得骨組織在康復過程中獲得更多的力學刺激。

目前可吸收骨植入物越來越受到重視。可吸收接骨板可以在術後固定的初期提供較堅實的固定作用，為骨折部位提供穩定的力學環境。隨著接骨板的不斷降解，其剛度不斷下降，同時骨組織不斷的癒合，逐漸承擔更多的載荷，從而促進骨生長的效應。最終，接骨板完全降解，並且被新骨取代，不需要再次取出。但是目前，如何控制接骨板的降解與骨組織的生長相協調，仍是該領域亟待解決的重要問題。

參考文獻

1. 1. Frost, H.M., A 2003 Update of Bone Physiology and Wolff's Law For Clinicians.The Angle Orthodontist, 2004. 74(1): p. 3-15.