股骨颈骨折内固定治疗的生物力学研究进展

股骨颈骨折内固定治疗的生物力学研究进展

天津骨科医院股骨颈骨折具有一些明显的特点：（1）患者多为老年人，部分患者在伤前即可能患有高血压、心脏病、糖尿病或偏瘫等疾患。（2）伤后常期卧床易发生肺炎、褥疮和静脉炎等合并症。其死亡例较一般骨折者为高。（3）由于解剖的特点，骨折部位常承受较大的剪式应力，影响效果和不愈合。不愈合率约为10％－20％。骨折血供阻断，不仅影响骨折愈合，且可能发生股骨头坏死，坏死率为20％－40％。骨颈的生物力学

股骨颈的正常功能主要是承受弯力和弯矩，股骨颈在载荷下外上方为张应力，内下方为压应力。为适合人类直立行走，股骨上形成了典型的力学体系，其骨小梁的分布极其合理（Wolff定律）。根据“骨的功能性适应”原理，为适应这两种不同形式的载荷，骨小梁形成两种不同形式的排列，即内下方的压力骨小梁系统和外上方的张力骨小梁系统，前者始自股骨干上端内侧皮质，向股骨颈内侧做放射状分布，最后终止于股骨头软骨下方；后者始自股骨干外侧皮质，沿股骨颈外侧上行，与内侧骨小梁交叉，止于股骨头内下侧1/4处软骨下方。两种骨小梁系统在交叉的中心形成一个三角形脆弱区域，称为“Ward三角”。股骨干上端内后侧很多致密的骨小梁结合成相当致密的一块骨板，通过小粗隆到达股骨颈下方，为股骨距，此结构可加强干颈间的连接与支持，从力学角度看，相当于起重机的力臂。股骨上端有薄厚不均的皮质包裹，股骨颈上侧的皮质骨为薄壳，越近股骨颈下侧越厚；大粗隆下方股骨干外侧皮质薄，向下逐渐曾厚。皮质与两个骨小梁系统共同组成一个复杂的多级生物桁架，桁架是梁的最合理结构，它可以以最少的材料发挥最大的机械强度，符合股骨颈的生理特性。内固定治疗方法的生物力学分析

自从Langenback（1950）首创内固定治疗股骨颈骨折，至今已有近百种内固定器械相继应用。股骨颈骨折内固定器的种类虽然很多，但主要可归纳为三类：单钉固定类

此类固定器可分为无螺纹钉类和加压螺纹钉类两种。无螺纹单钉类以三翼钉为代表，是治疗股骨颈骨折的一种传统方法，它具有较强的抗压抗张能力。使用此钉固定，从生物力学角度分析，应使之与股骨颈纵轴成20º角左右的方向，由外下向内上紧贴着股骨距进入。这样可使断端获得较大的压应力与较小的剪切力，对加速愈合有利。但使用此方法，内固定过程中需要进行锤击和大粗隆冲击，有可能损伤股骨头血供。另外，此钉无螺纹，又不能有效地抗旋转，故载荷时易导致骨折断端的分离和影响血供，不能有效的加压稳定作用。三翼钉固定强度、刚度虽大，但对血运破坏严重，应力遮挡大，影响骨折的愈合。胡清潭认为：三翼钉击入时对周围骨质损伤大，且两侧迅速受压缩或翼刃切割，是导致手术后松动的根源。此外，它没有加压作用，击入时反会造成骨折线分离，易引起骨不连加压螺纹钉类最常用的为AO松质骨螺丝钉。该钉一般直径粗、螺纹深、抓持力强，有助于早期负重，其抗压、抗张程度均较好。随着螺纹的旋进，增加了骨折端的压力使之更紧密的对位而促进愈合。螺纹部通过骨折线后，能使骨折断端靠拢，挤压达到一个嵌插稳定的位置，使骨折两端接触面积大，抗剪力好。从手术操作看，螺丝钉是钻孔拧入，并非锤入，避免了骨折断端的间接分离，当术后骨折断端吸收而产生间隙时，钉的无纹部分可向外滑动，使间隙消失，保持骨折断端的紧密接触。但是，此类固定器为单一固定，不能有效地抗旋转[10]。加之直径粗、创伤大，可能损伤股骨头残存血供。多针固定类

多针固定的数量不等，一般以三枚为多。在进针方向上，多数学者主张低角度进针（针与上方股骨干成135°－150°），这样有利于骨折断端加压且增加抗剪力。多针固定布局合理，不少人认为其内固定比其它形式内固定强，而且操作方便，可以不做切口，经皮穿针，减少损伤和感染机会多针固定在抗分