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(huì)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(duì)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(wèn)題。治療股骨頸骨折所面臨的最為主要的問(wèn)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(dòng)力髖螺釘?shù)?。為了盡可能地保護(hù)股骨頭的血運(yùn)

2、，減少手術(shù)創(chuàng)傷，通過(guò)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(shí)，費(fèi)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(shí)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(shí)驗(yàn)的目的是用力學(xué)實(shí)驗(yàn)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(jìn)行生物力學(xué)對(duì)比，為臨床上股骨頸骨折空心螺釘最佳進(jìn)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(biāo)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(biāo)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)。將股骨頸均用鋼鋸按照人體骨折時(shí)最常見(jiàn)的Pauwels 70°角鋸斷，造成股骨頸骨折模型。將8具尸體隨機(jī)分成兩組，每組4具。解剖復(fù)位骨折后將左側(cè)標(biāo)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(biāo)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(shí)驗(yàn)?zāi)M人體單足站立時(shí)股骨干與身體呈15°角的情況下進(jìn)行。將第一組標(biāo)本進(jìn)行扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)。扭轉(zhuǎn)方向取股骨頭向前扭轉(zhuǎn)，以0.2°/S的速度進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)為：標(biāo)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(shí)的力矩。第二組標(biāo)本進(jìn)行垂直負(fù)載實(shí)驗(yàn)，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(shí)股骨頭下沉的位移置。然后進(jìn)行最大垂直負(fù)載測(cè)實(shí)，直至內(nèi)固定失敗。失敗標(biāo)準(zhǔn)為：標(biāo)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(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，進(jìn)行t檢驗(yàn)，P<0.05為差異具有顯著性意義，得出結(jié)論。 結(jié)果：經(jīng)過(guò)骨密度儀檢測(cè)實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的骨密度無(wú)明顯差異。扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)中，扭轉(zhuǎn)2°時(shí)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(shí)為10.406±1.515NM和6.628±1.163NM，扭轉(zhuǎn)6°時(shí)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(shí)驗(yàn)中在100N，200N，400N，600N，800N的負(fù)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(shí)驗(yàn)組和對(duì)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(shí)驗(yàn)通過(guò)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(jìn)行生物力學(xué)對(duì)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(fù)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(shí)驗(yàn)結(jié)果為臨床上股骨頸骨折空心螺釘最佳進(jìn)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”