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桁架结构治疗股骨粗隆间骨折的生物力学初步探讨

梁磊  
【摘要】: 随着社会老龄化,骨质疏松人数不断增加,老年人发生股骨粗隆间骨折的概率呈上升趋势。传统治疗以卧床牵引为主,患者死亡率、髋内翻发生率高。自临床上采用骨折切开复位内固定以后,患者死亡率明显降低,治愈率明显提高。但我们通过临床观察,目前常使用的三种固定方法(γ-钉、Richard钉、AO钢板),由于固定物不稳定,钉板脱离,固定物折断时有发生,导致骨折移位,从而引起骨折不愈合或畸形愈合,治疗效果不能令人满意。因此,研究股骨近端骨小梁的解剖结构,设计出与之适应的桁架结构内固定装置,对于指导临床手术,降低并发症有重要意义。 本实验标本采用新鲜国人尸体股骨25例,将标本筛选分类,测量标本几何尺寸。首先,采用PQ2000型计算机断层扫描仪(CT)对股骨上段进行层面扫描,层厚2㎜。其次,随机将20具股骨标本仿Evan’s股骨粗隆间股骨分类,人工形成骨折。随机分为桁架结构固定组、γ-钉固定组、Richard钉固定组、AO钢板固定组,共四组,每组各5具标本,并与正常标本组相比较,通过万能试验机上进行压缩试验。CT结果表明:支持带与张力带骨小梁在股骨头中心位交叉融合;由小粗隆前缘髓腔内向大转子后外侧放射的骨小梁束,随着平面的上升,骨小梁逐渐集中,凸向髓腔形成股骨矩,与张力带骨小梁多点、多面融和融和点多集中于大粗隆的后外侧区。负荷实验结果表明:(1)桁架结构抗扭强度、刚度比较大,它比Richard’s钉、AO钢板强度29%和54%(p0.05);与γ-钉和原始骨相当,而扭转刚度高36%和46%(p0.05),证明桁架结构抗扭转变形能力很强,对骨折内固定稳定性大有帮助。⑵桁架结构极限力学性能优越,它比Richard’s钉、AO钢板高16%和29%。载荷能力大,达3046N,与γ钉、原始骨相当。⑶在1200N载荷作用下,骨折断面张开角α大小变化:Richard’s钉、AO钢板张开角比桁架结构大26%和40%(p0.05),与γ-钉相比,二者无显著差异(p0.05),说明桁架结构抗张力强。⑷桁架结构应力遮挡率只有17.39%,比Richard’s钉、AO钢板小22%和18%,γ-钉应力遮挡率高达26%,说明它有利于防止髋内翻和骨折延迟愈合。故桁架结构内固定器械比Richard’s钉、γ-钉、AO钢板固定性能更具优势,力学性能优越。因此,我们得出以下结论:股骨近端骨小梁在维持股骨近端结构上起着非常重要的作用;根据股骨近端生物力学结构设计的桁架结构内固定器械,是治疗股骨粗隆间骨折有效的内固定装置。


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