兩種長度的PFNA內固定治療股骨粗隆間不穩定骨折的生物力學研究

楊峰 康凱 楊立春

【摘 要】目的：我們的研究目的是比較不穩定股骨粗隆間骨折股骨近端髓內針（PFNA）（200 mm和280 mm長主釘）的生物力學穩定性，以探索不穩定的股骨轉子間骨折的有效治療方法。方法：應用三維有限元模型建立股骨轉子間骨折Tronzo-Evans IV型和V型骨折。此外，應用具有200mm和280mm長主釘的PFNA進行固定。比較應力分布以及股骨和PFNA的應力峰值。結果：與200 mm PFNA相比， 280 mm PFNA應力峰值顯著降低（p <0.05）。結論：在Tronzo-Evans IV型和V型骨折中，和200 mm PFNA相比，280 mm PFNA應力峰值顯著降低、內固定更有效，并且它的生物力學穩定性更好。

【關鍵詞】股骨近端髓內針（PFNA）;不穩定股骨轉子間骨折;應力峰值

【中圖分類號】R281【文獻識別碼】A【文章編號】1002-8714（2020）10-0142-01

引 言

臨床上，股骨轉子間骨折非常常見，尤其老年人發病高，不穩定的股骨轉子間骨折是關節外骨折，主要是由低能量創傷引起，約占髖部骨折的50%[1]。這些骨折的手術治療包括髓外固定，髓內固定或髖關節置換。與使用髓外治療的動力髖螺釘[2]固定相比，臨床治療已顯示髓內固定（PFNA）治療具有比髓外固定很好的穩定性。然而，髓內固定也存在一些并發癥，主要并發癥包括PFNA螺旋刀片切出股骨頭，主釘應力性繼發性骨折，報道發病率約為1.0-2.5%，因而嚴重影響患者的生活質量[3]。最近發表的一項研究報道，在不穩定的Tronzo-Evans IV型和V型骨折中，相對較長的的PFNA降低了骨折應力和主釘與股骨之間的接觸面積;作者認為，應力水平的分散導致并發癥發生率顯著降低[4]。然而，最近的另一項研究表明，長的PFNA對減少術后再次骨折的發生率沒有顯著的益處[5]。基于這些研究，本研究通過建立Tronzo-Evans IV型和V型骨折不穩定骨折的三維有限元模型評估PFNA對股骨內應力的分布。因此，該研究為提高PFNA內固定生物力學穩定性提供了參考依據。

1 材料與方法

三維有限元模型建立：選擇了一名健康的志愿者;年齡：60歲，體重：65公斤，身高：175厘米，肢長：98厘米。沒有已知的會影響肌肉骨骼系統的病史。對兩側的髖關節進行64排螺旋CT（德國西門子）掃描。掃描范圍從髖關節到膝關節，數據保存。選擇右股骨近端數據導入Mimics 12.0軟件，并將股骨分區。模擬Evans IV型和V型骨折。選擇200毫米， 280毫米長主釘的PFNA，使用三維繪圖軟件應用于三維重建模型。股骨和內固定的幾何模型使用有限元分析預處理軟件Hypermesh 9.0。固定位置遵循標準操作方法，主釘位于股骨頭中下部。選擇鄰近大轉子和股骨外側肌的外展肌力作為外部負荷。股骨應力分布允許負荷為75 kg。

觀察指數：觀察指標包括股骨的應力峰值以及PFNA應力峰值。

統計方法：采用SPSS18.0軟件進行統計學分析，測量數據以均數±標準差表示，單因素方差分析采用組間比較， t檢驗采用成對比對;當p <0.05時，差異具有統計學意義。

2 結果

股骨的應力峰值： 與200mm相比， 280mm長PFNA股骨應力峰值顯著降低（表1）。（p< 0.05）。

內固定的應力峰值：與200 mm長PFNA相比，280 mm長PFNA的內固定應力峰值明顯減少（p< 0.05）。

3 討論

本研究表明，與200mm相比，280mm長PFNA、無論是股骨應力峰值還是內固定的應力峰值均顯著降低。差異有統計學意義。PFNA長度的增加減少了股骨應力峰值，導致股骨再次骨折的風險降低。這反過來有利于早期負重運動和改善髖關節功能[6]。進一步分析顯示，與200 mm長的PFNA相比， 280 mm長的PFNA內固定應力峰值減少。有人指出，內固定近端以及遠端應力分布峰值與不穩定骨折類型無關。然而，它們與內固定植入位置，骨折損傷程度和固定效果有關。最近的一項研究報道，V型股骨粗隆間骨折內固定近端內側應力峰值較低[7]。這種觀察可能與更嚴重的損傷和固定效果有關。它可以通過增加PFNA長度來減少應力峰值，從而減少術后并發癥發生。因此，我們建議，在Ⅳ或V型股骨粗隆間骨折需要盡可能使用長的PFNA內固定以減少術后并發癥的發生

參考文獻

[1] Chang JD， Kim IS， Lee SS， Yoo JH， Hwang JH.Unstable intertrochanteric versus displaced femoral neck fractures treated with cementless bipolar hemiarthroplasty in elderly patients; a comparison of 80 matched patients. Orthop Traumatol Surg Res 2016;24：123-124.