股骨頸骨折內(nèi)固定治療的生物力學(xué)研究進展

股骨頸骨折內(nèi)固定治療的生物力學(xué)研究進展

天津骨科醫(yī)院股骨頸骨折具有一些明顯的特點：（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，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)

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)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，通過小粗隆到達股骨頸下方，為股骨距，此結(jié)構(gòu)可加強干頸間的連接與支持，從力學(xué)角度看，相當(dāng)于起重機的力臂。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)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)揮最大的機械強度，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，它具有較強的抗壓抗張能力。使用此釘固定，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。三翼釘固定強度、剛度雖大，但對血運破壞嚴(yán)重，應(yīng)力遮擋大，影響骨折的愈合。胡清潭認為：三翼釘擊入時對周圍骨質(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，有助于早期負重，其抗壓、抗張程度均較好。隨著螺紋的旋進，增加了骨折端的壓力使之更緊密的對位而促進愈合。螺紋部通過骨折線后，能使骨折斷端靠攏，擠壓達到一個嵌插穩(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。在進針方向上，多數(shù)學(xué)者主張低角度進針（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，不少人認為其內(nèi)固定比其它形式內(nèi)固定強，而且操作方便，可以不做切口，經(jīng)皮穿針，減少損傷和感染機會多針固定在抗分