三种空心钉构型固定Pauwels Ⅲ型股骨颈骨折的有限元分析

临床病例随访研究

目的 探究三种构型空心钉固定中青年股骨颈骨折的临床疗效。方法 回顾性分析2015年10月—2019年8月北京市海淀医院骨科行空心螺钉内固定治疗且资料完整的中青年股骨颈骨折患者178例，其中男性99例，女性79例；年龄28～59岁，平均38.7岁；道路交通伤81例，摔伤41例，高处坠落伤36例，其他20例。依据空心螺钉数量及构型分为正三角组（61例）、倒三角组（66例）、四边形组（51例）。随访时间超过半年，记录并比较三组患者手术时间、出血量、透视次数，住院、部分负重及骨折愈合时间，髋关节Harris评分及术后并发症发生情况。结果 三组患者术中出血量、住院时间、骨折愈合时间差异无统计学意义（P＞0.05），平均随访（20.7±7.8）个月。正三角组、倒三角组和四边形组患者手术时间分别为（57.8±13.4）min、（53.7±10.5）min、（79.4±11.6）min；透视次数分别为（19.2±7.8）次、（18.4±9.4）次、（27.8±7.7）次。四边形组多于其余两组（P＜0.05），正三角组和倒三角组差异无统计学意义（P＞0.05）。负重时间四边形组短于其余两组（P＜0.05），正三角组和倒三角组差异无统计学意义（P＞0.05）。术后3个月时正三角组、倒三角组和四边形组患者Harris评分分别为（71.3±7.5）分、（75.5±6.9）分、（82.9±6.8）分，四边形组显著高于其余两组（P＜0.05），正三角组和倒三角组差异无统计学意义（P＞0.05），三组患者末次随访时Harris评分及总并发症发生率差异均无统计学意义（P＞0.05）。结论 空心螺钉治疗中青年股骨颈骨折临床疗效明确且螺钉构型及数量对骨折愈合及远期髋关节功能并无明显影响。

参考文献：李斌,石岩,王艺伟,黄承,董肖泰愚.三种构型空心钉固定中青年股骨颈骨折的比较[J].创伤外科杂志,2022,24(11):837-842.

有限元分析研究

背景:临床中广泛使用空心钉治疗股骨颈骨折,传统的倒三角构型治疗PauwelsⅢ股骨颈骨折失效率较高,有学者提出使用"F"构型及偏轴构型能获得较好的治疗效果。从生物力学角度对以上3种构型的比较分析目前鲜有报道。目的:使用三维有限元法比较倒三角构型、"F"构型、偏轴构型3种空心钉置入方法对于PauwelsⅢ股骨颈骨折固定的生物力学性能。方法:选取1名35岁健康的男性志愿者,体质量70 kg,CT扫描获取其右侧股骨近端.dicom格式影像数据,导入mimics 15.0软件重建股骨近端三维图像,使用Solidworks 2017软件构建倒三角构型、"F"构型、偏轴构型固定PauwelsⅢ股骨颈骨折模型;加载应力,比较3组模型骨折断端在X、Y、Z轴上的最大移位、在内固定上的最大应力、股骨近端的总体 位移以及股骨近端的最大应力分布。结果与结论:（1）倒三角构型、"F"构型、偏轴构型在螺钉上的最大应力分别为71.896,66.792,59.071 MPa;（2）倒三角构型、"F"构型、偏轴构型在股骨近端最大应力分别为12.791,11.886,11.949 MPa;（3）倒三角构型、"F"构型、偏轴构型在骨折断端X轴上的最大位移为0.844,0.587,0.538 mm;在Y轴上的最大位移为0.491,0.295,0.340 mm;在Z轴上的最大位移为0.832,0.752,0.741 mm;（4）倒三角构型、"F"构型、偏轴构型在股骨近端总体最大位移为1.707,1.396,1.325 mm;（5）偏轴构型和"F"构型的应力更为分散,骨折断端的位移较小,是治疗PauwelsⅢ股骨颈骨折较好的选择,其中偏轴构型在抗内翻应力和纵向剪切应力中略优于"F"构型。

参考文献：严坤,牟利民,杨晓辉,王建,冉建.三种空心钉构型固定Pauwels Ⅲ型股骨颈骨折的有限元分析[J].中国组织工程研究,2022,26(18):2807-2811.

展望：将临床资料研究和有限元分析相互验证有限元分析是假设研究对象是统一、均质的，材料是以相同弹性模量和泊松比进行赋值，这和实际的股骨内固定研究对象的材料属性势必不同；其次，力学加载仅设定了垂直向1种应力模式，实际由于髋关节周围肌肉韧带的附着，其解剖结构和应力模式均更为复杂，特别是在动态行走过程中，这种应力模式会发生更大的改变，后期仍需实体生物力学研究进行验证