空心钉与动力髋螺钉加防旋钉固定PauwelsⅢ型股骨颈骨折的生物力学研究

摘要

目的：股骨颈骨折约占成人骨折的3.60％，是一类常见的骨折，PauwelsⅢ型股骨颈骨折剪切力较大，临床工作中较常见。股骨颈骨折过去多发生于老年人，近年来，随着交通运输及建筑业的发展，由高能量创伤所致的年轻股骨颈骨折也越来越常见。由于股骨颈解剖关系的特殊性，骨折后易发生不愈合、股骨头缺血坏死等不良后果，随着内固定及手术方法的改进，其治疗得到了极大的改善，但仍有许多未解决的问题。多枚空心钉固定由于较好的生物力学稳定性，抗压力及抗旋转能力强，现已成为治疗股骨颈骨折的首选方法。动力髋螺钉具有动静态加压及张力带作用，也是目前临床中常用的固定股骨颈骨折的方法，但生物力学实验证实动力髋螺钉防旋效果差。因此，有学者建议在动力髋螺钉主钉上加上一枚防旋钉增加防旋作用。本实验试图通过生物力学研究，比较三枚空心钉与动力髋螺钉加防旋钉固定PauwelsⅢ型股骨颈骨折时内固定的稳定性，为临床治疗提供理论依据。
　　方法：选用8具防腐处理的成人尸体标本，其中男性5具，女性3具，年龄35-51岁，平均42岁。剔除肌肉等软组织，自股骨中段将股骨截断，保留股骨头、股骨颈及股骨干上段约25cm，经肉眼及X摄片排除畸形、骨质疏松、骨肿瘤、外伤等病理异常，双能X线骨密度仪行骨密度测量，未发现骨质疏松。将标本用双层塑料袋密封于-20℃冰箱中，实验前6小时室温下解冻，实验中间断喷洒生理盐水以保持标本的湿化状态。所有标本均由锯片制成经颈型Pauwels角为70°的股骨颈骨折模型。左侧用空心钉固定，右侧用动力髋螺钉加防旋钉固定，每组各8根股骨。
　　空心钉组：以三枚7.3mm空心钉固定，螺钉以正三角形的形式平行置入股骨颈，应用“皮质支撑”的原理，即后方的1枚螺钉尽量靠近股骨颈后方的皮质，下方的螺钉尽量靠近下方的皮质，螺钉距股骨头软骨下5-7mm。
　　动力髋螺钉加防旋钉组：于股骨大转子下2.5cm处钻孔，应用135°导向器向股骨颈内拧入拉力螺钉，再用4孔钢板固定股骨，动力髋螺钉的尖顶距<25mm。在主钉上方1cm，平行于主钉拧入7.3mm空心钉1枚，螺钉尖端距股骨头顶点5-7mm。
　　所有标本于股骨远端用调和适宜的Ⅱ型义齿基托树脂包埋，安装于自制夹具上，通过生物力学实验机行垂直加压和循环加压实验。
　　每次实验测试前先以100N的压力纵向预载3次，以消除标本蠕变效应的影响。垂直加压实验中，以20N/S的速度垂直向下给股骨头加载应力，记录500N、700N时生物力学机上显示的骨折端相应的位移数值。循环加压实验中，以2HZ的频率给予股骨头加载峰值为1500N的交变压应力，加载方式为正弦波加载，记录实验结束(骨折端大于5mm)时循环加载的周期数。应用SPSS17.0统计软件进行统计学处理，采用两样本t检验，P<0.05为差异有显著性意义。
　　结果：1、经双能X线骨密度仪检测，标本左侧股骨颈的骨密度为0.900±0.121g/cm2，右侧为0.909±0.985g/cm2，左、右侧标本骨密度差异无统计学意义(p=0.398>0.05)。
　　2、垂直加压实验：经过加压实验后全部标本均完好无损。压力为500N时，空心钉组的位移为0.571±0.980mm，动力髋螺钉加防旋钉组的位移为0.404±0.320mm，两组比较有统计学差异(P<0.05)。压力为700N时，空心钉组的位移为0.879±0.748mm，动力髋加防旋钉组的位移为0.648±0.887mm，两组比较有统计学差异(P<0.05)。
　　3、循环加压实验：实验结束时空心钉组的周期为915.333±99.468个，动力髋加防旋钉组为1692.667±86.775个，两组比较有统计学差异(P<0.05)。
　　结论：对于PauwelsⅢ型股骨颈骨折，动力髋螺钉加防旋钉的生物力学稳定性在抗压方面优于空心钉。