不同釘位布局空心螺釘固定股骨頸骨折的生物力學(xué)研究.pdf

1、目的：隨著社會的發(fā)展和人們平均壽命的提高，股骨頸骨折的發(fā)生率也逐漸增高。由于股骨頸所處的特殊解剖位置，股骨頸骨折對骨科醫(yī)師一直是巨大的挑戰(zhàn)。至今，其治療和結(jié)果等方面仍遺留有許多未解決的問題。治療股骨頸骨折所面臨的最為主要的問題是骨不愈合及股骨頭缺血性壞死。研究發(fā)現(xiàn)股骨頸骨折后股骨頭缺血性壞死及骨不愈合的發(fā)生率與內(nèi)固定器械的生物力學(xué)性能密切相關(guān)，目前常用的內(nèi)固定方式有螺紋釘，斯氏針，空心加壓螺釘，動力髖螺釘?shù)?。為了盡可能地保護股骨頭的血運

2、，減少手術(shù)創(chuàng)傷，通過空心加壓螺釘固定股骨頸骨折是目前最常用的固定方法。由于其創(chuàng)傷小，固定確實，費用低廉而得從到廣泛應(yīng)用。三枚空心加壓螺釘以三角形打入股骨頸，與骨組織結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成一立體的框架結(jié)構(gòu)，有較高的抗剪力，抗彎及抗扭轉(zhuǎn)力，更符合生物力學(xué)原理，已被許多學(xué)者研究證實并被廣大臨床醫(yī)師所接受。但是，同一種器械如果放置的空間布局或位置不同，其抗壓，抗張力作用及穩(wěn)定性也不盡相同。本實驗的目的是用力學(xué)實驗的方法，探討應(yīng)用“皮質(zhì)支撐(cortica

3、l support)理論”采用3枚空心螺釘固定股骨頸骨折與非皮質(zhì)支撐的固定方法進行生物力學(xué)對比，為臨床上股骨頸骨折空心螺釘最佳進針位置的選擇提供理論依據(jù)。 方法：選用8具防腐成人股骨尸體標本(防腐處理1年左右)，5男3女，年齡30～65歲，平均年齡41歲。剔除肌肉及軟組織，經(jīng)肉眼觀察及雙能X線骨密度儀檢查排除骨質(zhì)破壞，結(jié)核，腫瘤及退行性骨關(guān)節(jié)炎改變。將股骨從每具尸體標本上取下，剝離附著于股骨的軟組織，于股骨中下1/3交界處鋸斷，

4、取上段股骨進行實驗。將股骨頸均用鋼鋸按照人體骨折時最常見的Pauwels 70°角鋸斷，造成股骨頸骨折模型。將8具尸體隨機分成兩組，每組4具。解剖復(fù)位骨折后將左側(cè)標本按皮質(zhì)支撐的方法用三枚7.3mm空心加壓螺釘固定，具體方法為：第一枚位于股骨頸前上方緊貼前上方皮質(zhì)；第二枚緊貼下方皮質(zhì)；第三枚緊貼后方皮質(zhì)。所有右側(cè)標本按非皮質(zhì)支撐方法固定，具體方法為：第一枚位于股骨頸前上方，緊貼前上方皮質(zhì)；第二枚位于股骨頸下方，距下方皮質(zhì)1.0cm，第三

5、枚位于股骨頸后方，距后方皮質(zhì)1.0cm。兩組的三枚螺釘均平行打入，螺釘?shù)那岸司喙晒穷^皮質(zhì)5-10mm。實驗?zāi)M人體單足站立時股骨干與身體呈15°角的情況下進行。將第一組標本進行扭轉(zhuǎn)實驗。扭轉(zhuǎn)方向取股骨頭向前扭轉(zhuǎn)，以0.2°/S的速度進行扭轉(zhuǎn)，連續(xù)記錄股骨頭扭轉(zhuǎn)角度及扭力矩至固定失敗。失敗標準為：標本出現(xiàn)骨折，股骨頸或股骨頭破裂，扭角一扭矩曲線維持平直或下降。記錄其扭轉(zhuǎn)2°，4°及6°時的力矩。第二組標本進行垂直負載實驗，以20N/S的速

6、度垂直加載，直至載荷至800N。記錄100N，200N，400N，600N，800N時股骨頭下沉的位移置。然后進行最大垂直負載測實，直至內(nèi)固定失敗。失敗標準為：標本出現(xiàn)骨折，股骨頸或股骨頭破裂，力位移曲線維持平直或下降。記錄極限載荷。分別應(yīng)用SPSS13.0統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計學(xué)處理，進行t檢驗，P<0.05為差異具有顯著性意義，得出結(jié)論。 結(jié)果：經(jīng)過骨密度儀檢測實驗組和對照組的骨密度無明顯差異。扭轉(zhuǎn)實驗中，扭轉(zhuǎn)2°時皮質(zhì)支撐組和非

7、皮質(zhì)支撐組的力矩平均為5.127±0.627NM和2.270±0.104NM，扭轉(zhuǎn)4°時為10.406±1.515NM和6.628±1.163NM，扭轉(zhuǎn)6°時為15.328±1.41NM和9.072±1.570NM，兩組在抗扭轉(zhuǎn)方面有顯著差異(P<0.01)。垂直載荷實驗中在100N，200N，400N，600N，800N的負載下皮質(zhì)支撐組股骨頭下沉的平均位移分別為：0.132±0.048mm，0.231±0.070mm，0.457±0

8、.106mm，0.677±0.135mm，0.907±0.132mm，非皮質(zhì)支撐組的平均位移分別為：0.359±0.038mm，0.506±0.046mm，0.674±0.130mm，0.899±0.160mm，1.202±0.152mm。實驗組和對照組在100N-800N抗壓方面均有顯著性差異(P<0.05)。在最大載荷方面，皮質(zhì)支撐組最大載荷平均為2782±228N，非皮質(zhì)支撐組平均為1950±281N兩組有顯著性差異(P<0.01

9、)。 結(jié)論：本實驗通過生物力學(xué)的方法，探討應(yīng)甩“皮質(zhì)支撐理論”采用3枚空心螺釘固定股骨頸骨折與非皮質(zhì)支撐3枚空心螺釘固定股骨頸骨折進行生物力學(xué)對比研究。根據(jù)研究結(jié)果得出如下結(jié)論：在抗扭轉(zhuǎn)方面：皮質(zhì)支撐組抗扭轉(zhuǎn)能力明顯優(yōu)于非皮質(zhì)支撐組；在抗壓及最大負載方面：皮質(zhì)支撐組的生物力學(xué)效果亦明顯優(yōu)于非皮質(zhì)支撐組。本實驗結(jié)果為臨床上股骨頸骨折空心螺釘最佳進針位置的選擇提供理論依據(jù)。支持應(yīng)用“皮質(zhì)支撐(cortical support)理論”