股骨頸骨折內(nèi)固定治療的生物力學(xué)研究進(jìn)展

1、股骨頸骨折內(nèi)固定治療的生物力學(xué)研究進(jìn)展,天津骨科醫(yī)院,,股骨頸骨折具有一些明顯的特點(diǎn)：（1）患者多為老年人，部分患者在傷前即可能患有高血壓、心臟病、糖尿病或偏癱等疾患。（2）傷后常期臥床易發(fā)生肺炎、褥瘡和靜脈炎等合并癥。其死亡例較一般骨折者為高。（3）由于解剖的特點(diǎn)，骨折部位常承受較大的剪式應(yīng)力，影響效果和不愈合。不愈合率約為10％－20％。骨折血供阻斷，不僅影響骨折愈合，且可能發(fā)生股骨頭壞死，壞死率為20％－40％。,骨頸的生物力學(xué),

2、股骨頸的正常功能主要是承受彎力和彎矩，股骨頸在載荷下外上方為張應(yīng)力，內(nèi)下方為壓應(yīng)力。為適合人類直立行走，股骨上形成了典型的力學(xué)體系，其骨小梁的分布極其合理（Wolff定律）。,,根據(jù)“骨的功能性適應(yīng)”原理，為適應(yīng)這兩種不同形式的載荷，骨小梁形成兩種不同形式的排列，即內(nèi)下方的壓力骨小梁系統(tǒng)和外上方的張力骨小梁系統(tǒng)，前者始自股骨干上端內(nèi)側(cè)皮質(zhì)，向股骨頸內(nèi)側(cè)做放射狀分布，最后終止于股骨頭軟骨下方；后者始自股骨干外側(cè)皮質(zhì)，沿股骨頸外側(cè)上行，與內(nèi)

3、側(cè)骨小梁交叉，止于股骨頭內(nèi)下側(cè)1/4處軟骨下方。,,兩種骨小梁系統(tǒng)在交叉的中心形成一個三角形脆弱區(qū)域，稱為“Ward三角”。股骨干上端內(nèi)后側(cè)很多致密的骨小梁結(jié)合成相當(dāng)致密的一塊骨板，通過小粗隆到達(dá)股骨頸下方，為股骨距，此結(jié)構(gòu)可加強(qiáng)干頸間的連接與支持，從力學(xué)角度看，相當(dāng)于起重機(jī)的力臂。,,股骨上端有薄厚不均的皮質(zhì)包裹，股骨頸上側(cè)的皮質(zhì)骨為薄殼，越近股骨頸下側(cè)越厚；大粗隆下方股骨干外側(cè)皮質(zhì)薄，向下逐漸曾厚。皮質(zhì)與兩個骨小梁系統(tǒng)共同組成一個復(fù)

4、雜的多級生物桁架，桁架是梁的最合理結(jié)構(gòu)，它可以以最少的材料發(fā)揮最大的機(jī)械強(qiáng)度，符合股骨頸的生理特性。,內(nèi)固定治療方法的生物力學(xué)分析,自從Langenback（1950）首創(chuàng)內(nèi)固定治療股骨頸骨折，至今已有近百種內(nèi)固定器械相繼應(yīng)用。股骨頸骨折內(nèi)固定器的種類雖然很多，但主要可歸納為三類：,單釘固定類,此類固定器可分為無螺紋釘類和加壓螺紋釘類兩種。無螺紋單釘類以三翼釘為代表，是治療股骨頸骨折的一種傳統(tǒng)方法，它具有較強(qiáng)的抗壓抗張能力。,,使用此釘

5、固定，從生物力學(xué)角度分析，應(yīng)使之與股骨頸縱軸成20º角左右的方向，由外下向內(nèi)上緊貼著股骨距進(jìn)入。這樣可使斷端獲得較大的壓應(yīng)力與較小的剪切力，對加速愈合有利。但使用此方法，內(nèi)固定過程中需要進(jìn)行錘擊和大粗隆沖擊，有可能損傷股骨頭血供。,,另外，此釘無螺紋，又不能有效地抗旋轉(zhuǎn)，故載荷時易導(dǎo)致骨折斷端的分離和影響血供，不能有效的加壓穩(wěn)定作用。三翼釘固定強(qiáng)度、剛度雖大，但對血運(yùn)破壞嚴(yán)重，應(yīng)力遮擋大，影響骨折的愈合。胡清潭認(rèn)為：三翼釘擊入

6、時對周圍骨質(zhì)損傷大，且兩側(cè)迅速受壓縮或翼刃切割，是導(dǎo)致手術(shù)后松動的根源。此外，它沒有加壓作用，擊入時反會造成骨折線分離，易引起骨不連,,加壓螺紋釘類最常用的為AO松質(zhì)骨螺絲釘。該釘一般直徑粗、螺紋深、抓持力強(qiáng)，有助于早期負(fù)重，其抗壓、抗張程度均較好。隨著螺紋的旋進(jìn)，增加了骨折端的壓力使之更緊密的對位而促進(jìn)愈合。螺紋部通過骨折線后，能使骨折斷端靠攏，擠壓達(dá)到一個嵌插穩(wěn)定的位置，使骨折兩端接觸面積大，抗剪力好。,,從手術(shù)操作看，螺絲釘是鉆孔

7、擰入，并非錘入，避免了骨折斷端的間接分離，當(dāng)術(shù)后骨折斷端吸收而產(chǎn)生間隙時，釘?shù)臒o紋部分可向外滑動，使間隙消失，保持骨折斷端的緊密接觸。但是，此類固定器為單一固定，不能有效地抗旋轉(zhuǎn)[10]。加之直徑粗、創(chuàng)傷大，可能損傷股骨頭殘存血供。,多針固定類,多針固定的數(shù)量不等，一般以三枚為多。在進(jìn)針方向上，多數(shù)學(xué)者主張低角度進(jìn)針（針與上方股骨干成135°－150°），這樣有利于骨折斷端加壓且增加抗剪力。多針固定布局合理，不少人認(rèn)

8、為其內(nèi)固定比其它形式內(nèi)固定強(qiáng)，而且操作方便，可以不做切口，經(jīng)皮穿針，減少損傷和感染機(jī)會,,多針固定在抗分離上比加壓釘、三翼釘差，但在抗錯位、抗旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度上則較好，綜合上來，多針固定為較好的方法。但是，針的直徑細(xì)，又無螺紋把持，不能較大的載荷；且多針固定各自獨(dú)立，易于游移。,,隨著生物力學(xué)的發(fā)展，多枚加壓螺紋釘內(nèi)固定禰補(bǔ)改善了多針固定的不足。多枚加壓螺紋釘對骨折斷端起到強(qiáng)大的加壓作用，使骨折斷端嵌插緊密，很有利于骨折的愈合。80年，Ao學(xué)會

9、研究出的空心加壓螺紋釘更使骨折的愈合率明顯提高。,釘板結(jié)合類,此類裝置由固定釘與一帶柄的套筒兩部分組成，固定釘可在套筒內(nèi)滑動，當(dāng)骨折有吸收時，釘則向套筒內(nèi)滑動縮短，以保持骨折端的緊密接觸，且術(shù)后早期負(fù)重可使骨折端更緊密的嵌插，有利于愈合。,,廣泛應(yīng)用的有Richard釘、DHS等。在使用此種裝置時，必須注意套筒的長度不能超過骨折線，并有足夠的滑行余地，否則會阻止骨折端的嵌插；亦需注意釘端勿穿透軟骨下致密層。,,釘板結(jié)合類內(nèi)固定器雖然抗壓

10、、抗張程度較好，但該釘為單一固定，抗扭轉(zhuǎn)較差，同時創(chuàng)傷也大，有可能損傷股骨頭殘存血供。Gurtler認(rèn)為Richard釘?shù)闹旅秉c(diǎn)在于它無抗旋轉(zhuǎn)功能。,小結(jié),早期良好的復(fù)位和堅強(qiáng)的內(nèi)固定，是治療股骨頸骨折所公認(rèn)的關(guān)鍵。在Kofoed]隨訪報告中復(fù)位質(zhì)量愈合者有98%，而質(zhì)量復(fù)位差不愈者有54%。,,股骨頸骨折內(nèi)固定必須滿足三方面要求：（1）抵抗加于骨折線上的剪力；（2）抵抗其彎應(yīng)力；（3）容許加于軸心上的壓力。臨床上內(nèi)固定器的選擇，除了

11、考慮內(nèi)固定器本身的剛度或強(qiáng)度，安放位置，角度或布局外，還應(yīng)注意其體積大小與直徑粗細(xì)對股骨頭血運(yùn)的影響。血運(yùn)破壞大，易引起骨不連，甚至股骨頭壞死。,,股骨頸骨折是一種較難愈合的骨折，有關(guān)其治療還有很多工作有待研究和探索。三針呈倒等腰三角形立體植入股骨頸內(nèi)，與股骨的主應(yīng)力方向一置，在股骨頸中各起著相同的負(fù)重作用，符合生物力學(xué)規(guī)律，對股骨血運(yùn)破壞小，為目前為止最好的固定方法。,,總之，重視早期復(fù)位質(zhì)量，選擇適當(dāng)?shù)膱詮?qiáng)的內(nèi)固定及局部血管的早期恢