股骨外側壁在股骨粗隆間骨折鋼板內固定中的生物力學研究

余作取 許兵★ 戴壽旺 王鋒 童培建 李敏

股骨外側壁在股骨粗隆間骨折鋼板內固定中的生物力學研究

余作取 許兵★ 戴壽旺 王鋒 童培建 李敏

目的 觀察分析股骨外側壁在股骨粗隆間骨折鎖定加壓鋼板（PF-LCP）內固定中的生物力學作用。方法 采用成人尸體股骨標本9具，制成股骨粗隆間骨折AO 分型A1型骨折，隨機分為A、B、C三組，每組3具，對照組制成股骨外側壁損傷，觀察1組行PF-LCP內固定并保留外側壁完整，觀察2組行PF-LCP內固定但制成外側壁損傷，三組股骨標本采用萬能材料測試機進行壓縮承載試驗，比較骨折斷端壓縮時的間隔位移情況及骨折遠、近端沿粗隆間的滑動位移情況，同時觀察比較三組股骨標本的最大承載力。結果 在壓縮后觀察1組和觀察2組的斷端間隔距離均大于對照組（P＜0.05），且觀察1組大于觀察2組（P＜0.05）；觀察1組骨折端的間距壓縮位移顯著小于對照組和觀察2組（P＜0.01）；觀察1組和觀察2組的骨折遠、近端滑動位移均小于對照組（P＜0.01），且觀察1組小于觀察2組（P＜0.05）；觀察1組和觀察2組的最大載荷力均顯著大于對照組（P＜0.01）。結論 PF-LCP內固定是治療股骨粗隆間骨折的有效方式，具有較強的堅固性和穩定性，并且保留股骨粗隆外側壁的完整能夠增強骨折端的穩定性，提高固定治療效果。

股骨粗隆間骨折 股骨粗隆外側壁 鋼板內固定 生物力學

隨著我國社會人口老齡化以及老年性骨質疏松癥發病率的增加，股骨粗隆間骨折 （IFF）的發病率逐年上升。手術治療已成為國內外公認的首選治療方法，股骨近端鎖定加壓鋼板（PF-LCP）內固定是目前治療股骨粗隆間骨折的主要方式，近年來隨著手術外科技術的不斷提高及對股骨粗隆的解剖結構認識，術中對于盡量恢復或保留外側壁的完整性也越來越受到關注［1，2］。本文探討股骨外側壁在股骨粗隆間骨折鋼板內固定中的生物力學作用，為臨床治療提供有利的依據。

1　 材料與方法

1.1 材料與設備 浙江中醫藥大學解剖教研室提供國人尸體完整股骨標本9具，經觀察及X線片拍攝均證實無骨質破壞和結構異常，分為對照組、觀察1組和觀察2組，每組各3具；浙江廣慈醫療器械有限公司提供同一型號股骨近端鎖定加壓鋼板（PF-LCP）內固定材料6套；采用浙江省骨傷研究所生物力學室提供的美國英斯特朗5569型萬能材料測試機和游標卡尺進行測試實驗及測量。

1.2 標本制作方法 所有股骨標本均用手鋸制成股骨粗隆間骨折AO 分型A1型骨折，骨折線與水平線成45°角（見圖1）；對照組保留小粗隆處少量骨皮質完整并破壞股骨外側壁，但不行鋼板內固定治療；觀察1組股骨按照手術操作采用PF-LCP內固定治療，但保留外側壁完整（見圖2）；觀察2組同樣采用PFLCP內固定治療，但制成外側壁損傷；其中外側壁的損傷均采用手鋸在外側壁外側皮質中段朝內與水平線平行部分鋸開破壞外側壁［3］；將制成標本的股骨頭與股骨髁墊于生物石膏墊上以便儀器加壓進行測試。

1.3 壓縮承載測試及指標 所有標本用生理鹽水浸濕，測試時將股骨標本垂直置于萬能材料測試機的上、下兩卡具之間，模擬骨折術后患者負重的狀態，保持頸干角及前傾角的角度（見圖3、4），用游標卡尺讀取并記錄股骨粗隆間骨折端的間隔位移，然后進行壓縮載荷試驗，速率50N/s，直至壓縮曲線基本變為水平線，觀察并讀取股骨標本的最大載荷力，并用游標卡尺讀取股骨粗隆間骨折端的壓縮后間隔距離情況和骨折遠、近端沿粗隆間滑動位移距離情況。

圖1 股骨粗隆間骨折A1型

圖2 股骨粗隆間骨折PF-LCP內固定

圖3 對照組股骨壓縮試驗

圖4 PF-LCP內固定股骨壓縮試驗

1.4 統計學方法 采用SPSS17.0軟件。最大載荷和骨折遠、近端的壓縮和分離位移以（±s）表示，組間比較用單因素方差分析，組內比較采用獨立樣本t檢驗，P＜0.05為差異有統計學意義。

2　 結果

2.1 三組股骨標本骨折端的間隔和滑動位移情況 見表1。

表1 三組標本骨折端的間隔和滑動位移比較［mm，（±s）］

表1 三組標本骨折端的間隔和滑動位移比較［mm，（±s）］

注：與對照組比較*P＜0.05或*P＜0.01，與觀察2組比較#P＜0.01，與對照組和觀察2組比較△P＜0.01

分組　n　　壓縮前　　壓縮后　　壓縮位移　　滑動位移對照組　3　0.22±0.04　0.12±0.02　0.11±0.02　5.83±0.39觀察1組　3　0.25±0.03　0.20±0.02*#　0.06±0.01△　1.02±0.12*#觀察2組　3　0.25±0.02　0.15±0.01*　0.09±0.01　2.21±0.25*

2.2 三組股骨標本的最大載荷情況比較 見表2。

表2 三組標本的股骨最大載荷力比較［n，（±s）］

表2 三組標本的股骨最大載荷力比較［n，（±s）］

注：與對照組比較*P＜0.01

分組　n　　最大載荷力（N）對照組　3　733.33±76.38觀察1組　3　1101.67±52.52*觀察2組　3　1055.0±92.6*

3　 討論

IFF是指發生于股骨頸基底部至小粗隆水平之間的骨折，多見于老年人，屬于關節囊外骨折，我國隨著人口老齡化，粗隆間骨折的發生率也已呈明顯上升趨勢，占老年骨折＞10%，由于骨折后患者長期臥床導致骨量快速丟失，或加重骨質疏松，使其他部位發生骨折的風險增加，另外由于老年人機體機能退變，容易伴發其他器官或系統疾病，并且在骨折發生后患者的致殘率如髖內翻及術后＜1年病死率較高。因此為縮短臥床時間、減少髖內翻畸形、提高患者生活質量，手術治療已成為國內外公認的首選治療方法［4，5］。

手術治療IFF的關鍵是堅強的內固定，以使患者早期下床活動，減少并發癥。股骨近端鎖定加壓鋼板（PF-LCP）是釘-板系統跟隨臨床及技術的發展而形成的新型髓外股骨近端內固定系統，是近年來微創理念的體現，適用于各型IFF，能夠有多枚螺釘置入股骨頸中均勻受力，提高抗旋轉和抗疲勞斷裂能力，能夠避免股骨頭、頸處應力過度集中引起的切割、松動，增加骨折端的穩定性，避免螺釘松動、骨折再發移位出現髖內翻塌陷畸形，且接骨板能夠與骨皮質良好的接觸，接觸面壓力較小，減少對股骨粗隆局部血供的破壞，利于骨折愈合［6，7］。

股骨粗隆外側壁，在解剖上是指上至股外側肌嵴，與大粗隆相接，下至小粗隆中點平面的股骨近端外側皮質。近年來隨著股骨粗隆間骨折手術治療的不斷發展，醫學工作者不斷發現股骨粗隆外側壁在股骨粗隆間骨折的治療中起重要的作用，完整的外側壁對股骨粗隆間骨折內固定的穩定性有重要作用，能夠支撐股骨頭、頸骨塊，對抗股骨干內移和頭頸骨塊旋轉、內翻，防止螺釘后退切出［3，8，9］。

本資料中發現使用PF-LCP鋼板內固定治療IFF能夠明顯提高股骨粗隆的承載能力，有內固定的B、觀察2組的股骨標本的最大承載力均明顯大于對照組，使股骨具有較強的堅固性，能夠促進患者早期下床活動；觀察1組的斷端間距壓縮位移和滑動位移明顯小于對照組，觀察2組的斷端滑動位移明顯小于對照組，可見PF-LCP鋼板內固定能夠明顯增強股骨粗隆間骨折端的穩定性，能夠避免早期負重下地活動的斷端移位；但外側壁完整觀察1組的斷端間距壓縮位移和活動位移均明顯小于外側壁破壞的觀察2組，可見股骨外側壁的完整性能夠影響骨折端的穩定性，保留外側壁完整的股骨粗隆骨折端具有更強的穩定性。

近年來也有研究表明采用PF-LCP鋼板治療股骨粗隆間骨折能夠穩定股骨頭頸，分散作用于外側壁的應力，避免螺釘切出，且該手術對股骨粗隆處的軟組織剝離較少，可以減少軟組織損傷，起到保護外側壁的作用，避免進一步損傷外側壁［10，11］。實驗表明采用PF-LCP鋼板內固定治療股骨粗隆間骨折能夠提高股骨的堅固性和穩定性，使患者早期下地負重活動，且保留股骨外側壁的完整能夠使股骨粗隆骨折端的穩定性更強，能夠避免因早期下地制成的斷端移位，將有利于提高鋼板內固定的治療效果。因此，臨床中診治股骨粗隆間骨折時需要關注并保留股骨粗隆外側壁的完整，有利于進一步提高內固定的穩定性，避免術后并發癥，提高臨床效果。

1 李明輝，劉洋. 股骨粗隆間骨折治療及其生物力學特征研究進展.國際骨科學雜志，2010，31（1）：8～11.

2 韋旭明，孫振中，宋驍軍.經皮加壓鋼板與股骨近端防旋髓內釘治療外側壁危險型股骨粗隆間骨折的病例對照研究.中國骨傷，2013，26（12）：981～984.

3 張世民.股骨粗隆間骨折中外側壁的概念及臨床意義.中國矯形外科雜志，2010，18（17）：1489～1492.

4 王亦璁.骨與關節損傷.第三版.北京：人民衛生出版社，2003， 898～904.

5 景孟軍，蔡水奇，嚴利民，等. 加壓空心釘式外固定架治療股骨粗隆間骨折的生物力學分析.醫學研究雜志，2013，42（2）：166～169.

6 趙李奔，李冀. 股骨粗隆間骨折髓內外固定生物力學研究進展.河北聯合大學學報（醫學版），2012，14（3）：331～333.

7 Foss NB，Kehlet H. Hidder blood loss after surgery for hip fraeture.J Bone Joint Surg Br， 2006， 88（8）：1053.

8 馬卓，張世民.股骨粗隆外側壁研究進展.國際骨科學雜志，2012，33（4）：221～224.

9 Palm H，Jacobsen S，SonneHolm S，et al.Integrity of the lateral femoral wall in intertrochanteric hip fractures：an important predictor of a reoperation. J Bone Joint Surg Am，2007，89（3）：472～475.

10 Zhao C，Chen ZL，Qi XB，et al.Treatment of pertrochanteric fractures with a Proximal femur locking compression plate. Injury，2011， 42（11）： 1294～1299.

11 Haidukewyeh GJ.Intertrochanterie fractures：ten tips to irnprove result. J Bone Joint Surg Am，2009，91（3）：712～719.

Objective Analysis biomechanical role of lateral femoral trochanteric wall in intertrochanteric fracture fixation with locking compression plate （PF-LCP）. Methods 9 adult femur specimens of intertrochanteric fracture were caused by AO fracture classifi cation of A1 type，they were randomly divided into A group，tB group and C group，every group had 3 specimens. The lateral wall of A group was damaged. The B group and C group were treated by PF-LCP，and the lateral wall of the B group was good，but the lateral wall of C group was damaged. Three groups of specimens were compression load test with universal testing machine，and the maximum carrying capacity was observed. The fracture spacing，the displacement of the fracture spacing stump and the sliding distance of the fracture fragments along the intertrochanteric were measured with calipers. Results The displacement of the fracture spacing stump of the three groups before compression were not signifi cant differences （P＞0.05）. The fracture spacing of the B group and C group were greater than the A group，and the B group was greater than the C group，they all were signifi cant differences （P＜0.05）. The displacement of the fracture spacing stump of the B group was less than the C group and the A group，there were signifi cant differences （P＜0.01），but there was no difference between the displacement of the fracture spacing stump of the C group and the A group （P＞0.05）. The sliding distance of the fracture fragments of the B group and C group were less than the A group，and the B group was less than the C group，there all had signifi cant differences （P＜0.05）. The maximum carrying capacity of the B group and Cgroup were signifi cantly higher than the A group，they were signifi cant differences （P＜0.01），and there was no difference between the maximum carrying capacity of the B group and the C group （P＞0.05）. Conclusion The PF-LCP fi xation is an effective way to treat intertrochanteric fractures，it has strong robustness and stability，and complete retention of the lateral wall can enhance the stability of the intertrochanteric fracture and improve the therapeutic effect.

The intertrochanteric fracture The lateral wall Plate fi xation Biomechanics

浙江省溫州市科技局基金項目（Y20130107）

325000 浙江中醫藥大學附屬溫州中西醫結合醫院骨科（余作取 許兵 戴壽旺 王鋒）310053 浙江省中醫院骨傷科（童培建）310053 浙江省骨傷研究所生物力學室（李敏）
*