一種新型股骨近端髓內(nèi)內(nèi)固定系統(tǒng)的設(shè)計

周文光，孔 悅，魏培德，許新建，林志雄

0 引言

臨床上在遇到股骨粗隆間骨折，或粗隆間骨折合并股骨干骨折的病例時，供醫(yī)生可選擇的內(nèi)固定物有動力髖系統(tǒng)以及股骨近段板等[1]。動力髖系統(tǒng)以及股骨近段板雖然能夠?qū)钦鄱颂峁﹫詮姷闹喂潭?，但是由于是髓外固定，從生物力學(xué)角度講，不利于應(yīng)力的傳導(dǎo)和骨折的愈合，手術(shù)中剝離范圍廣、出血較多、創(chuàng)傷比較大、手術(shù)后恢復(fù)比較慢；而且股骨近端為高應(yīng)力區(qū)，應(yīng)力會集中在鋼板及螺釘上，因此鋼板及螺釘斷裂的比例較高，特別是對于粉碎不穩(wěn)定的骨折；而且在遇到年齡比較大的患者，骨質(zhì)比較疏松的情況下，就會出現(xiàn)術(shù)后螺釘從股骨頭切出及螺釘退出等不良現(xiàn)象，嚴(yán)重影響手術(shù)的治療效果，對患者的健康造成一定的危害[2-3]。

基于上述情況，設(shè)計一種新型股骨近端髓內(nèi)內(nèi)固定系統(tǒng)，以螺旋刀片和主釘為基礎(chǔ)，采用解剖型設(shè)計和可屈性設(shè)計，通過髓腔內(nèi)的中心位固定，使其生物力學(xué)特性符合生物負(fù)重力線，可負(fù)擔(dān)大部分經(jīng)過股骨近端的壓力；螺旋刀片在敲擊進入骨質(zhì)時，采取自旋的方法，對骨質(zhì)起填壓作用，增強把持力的同時可顯著增強抗旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性和抗內(nèi)翻畸形能力。

1 功能實現(xiàn)與結(jié)構(gòu)設(shè)計

1.1 主要技術(shù)性能指標(biāo)

本次設(shè)計的股骨近端髓內(nèi)內(nèi)固定系統(tǒng)達到了國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)品領(lǐng)先水平，其相關(guān)技術(shù)性能指標(biāo)見表1。

表1 股骨近端髓內(nèi)內(nèi)固定系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)

1.2 股骨近端髓內(nèi)內(nèi)固定系統(tǒng)的組成、設(shè)計特點和原理

股骨近端髓內(nèi)內(nèi)固定是針對股骨近端骨折而采取的一種微創(chuàng)的髓內(nèi)內(nèi)固定的治療方法。髓內(nèi)內(nèi)固定可以解決目前內(nèi)固定器械難以對高度粉碎骨折及骨折累積偏長的骨折進行有效固定的難題，為醫(yī)生解除術(shù)后斷板的后顧之憂，降低患者進行二次手術(shù)的風(fēng)險，并大大縮短了手術(shù)時間，提高了手術(shù)效率[4]。

1.2.1 組成

股骨近端髓內(nèi)內(nèi)固定系統(tǒng)包括股骨近端髓內(nèi)釘和一個具有螺旋刀片的刀頭。股骨近端髓內(nèi)釘呈長管狀，該主體上與股骨近端對應(yīng)的上部為較粗的主固定部，主體中部和下部為較細的輔助固定部；主固定部上端設(shè)螺孔并配備尾帽；輔助固定部上對應(yīng)股骨遠端的靠近下端處至少開有一個較小的孔并配裝橫鎖螺釘，其設(shè)計圖如圖1所示。

圖1 骨近端髓內(nèi)釘

具有螺旋刀片的刀頭至少有2個螺旋刀面，且每一寬大的螺旋刀面的前端都呈圓弧狀；螺旋刀片尾部設(shè)有一個刀桿；主體的主固定部上在靠近輔助固定部處開有一個較大且傾斜的孔；刀頭上的刀桿滑動地插在主體主固定部的該傾斜的孔中。將刀頭打入骨質(zhì)比較疏松的患者發(fā)生骨折的股骨粗隆部，刀頭上的螺旋刀片傾斜地旋轉(zhuǎn)著擠壓疏松的骨質(zhì)，使之密實，螺旋刀片的多頭結(jié)構(gòu)可明顯提高抗旋性能和抓持力，所以可有效地解決術(shù)后拉力螺釘從股骨頭切出或退出這一難題，刀頭實現(xiàn)了更好的固定[5]，其設(shè)計圖如圖2所示。

圖2 股骨近端髓內(nèi)固定器螺旋刀片

1.2.2 設(shè)計特點和原理

股骨近端髓內(nèi)釘上傾斜的孔為橢圓孔，刀頭的螺旋刀片尾部設(shè)圓桿，該圓桿的尾部設(shè)C形卡接部；C形卡接部內(nèi)側(cè)設(shè)C形卡接槽，C形卡接部的外端面設(shè)端面齒；圓桿上套裝一個具有橢圓形橫截面的管狀刀桿；該刀桿滑動地插在主體主固定部的該橢圓孔中；刀桿尾端內(nèi)壁設(shè)有一對相對的卡頭；一個管狀的尾塞安裝在該刀桿的尾端，該尾塞的側(cè)壁設(shè)有一對相對的卡爪，這對卡爪與該刀桿上的卡頭相對應(yīng)；尾塞的內(nèi)孔開內(nèi)螺紋；尾塞位于刀桿內(nèi)的端面設(shè)端面齒，端面齒與刀頭圓桿尾部的端面齒相對應(yīng)；尾塞內(nèi)螺接一個管狀調(diào)整桿，調(diào)整桿頭部的外周開有環(huán)槽，調(diào)整桿的內(nèi)孔尾部設(shè)內(nèi)六方插孔；調(diào)整桿的頭部插在螺旋刀片的圓桿尾部的C形卡接部的C形卡接槽中[6]。這樣可消除刀頭上刀桿相對主體上主固定部傾斜孔的轉(zhuǎn)動，使刀頭抗旋性能更好、更穩(wěn)定。

在股骨近端髓內(nèi)釘主體的主固定部上設(shè)置一個傾斜的孔，并在該斜向的孔上配備具有螺旋刀片的刀頭；該刀頭上的螺旋刀片尾部的刀桿滑動地插在主體主固定部的該傾斜的孔中。將刀頭打入骨質(zhì)比較疏松的患者發(fā)生骨折的股骨粗隆部，刀頭的螺旋刀片上寬大的螺旋刀面傾斜地旋轉(zhuǎn)著擠壓疏松的骨質(zhì)，使之密實，螺旋刀片的多螺旋刀面結(jié)構(gòu)可明顯提高抗旋性能和抓持力[7]。

主體輔助固定部上有2個較小的孔，其中一個為圓孔，另一個為橢圓孔。2個橫鎖螺釘可以選擇八字形的鎖入方式，以提高橫鎖螺釘鎖入股骨的穩(wěn)定性。主體輔助固定部的下端外側(cè)至少開有一個凹槽[8]，凹槽使主體輔助固定部的下端外側(cè)削薄，以減少對股骨近端外側(cè)的壓力，可防止外側(cè)劈裂。主體主固定部的縱向軸線與輔助固定部的縱向軸線存在6°傾角，便于從大結(jié)節(jié)頂點將主體置入股骨。主體遠端因此具有一定的可屈性，這種可屈性設(shè)計，使得主體易于插入股骨并避免了應(yīng)力集中[9]。

2 新型股骨近端髓內(nèi)內(nèi)固定系統(tǒng)的臨床使用

新型股骨近端髓內(nèi)內(nèi)固定系統(tǒng)經(jīng)廈門市科技局成果登記，登記號為XK20110112。其獨特的設(shè)計結(jié)構(gòu)經(jīng)過試驗中心試用，能夠為股骨近端提供堅強有效的固定，能夠壓縮周圍骨質(zhì)，有效地防止術(shù)后螺旋刀片退出，提供抗旋轉(zhuǎn)和成角穩(wěn)定性，防止旋轉(zhuǎn)和內(nèi)翻畸形，并有效地避免應(yīng)力集中，其髓內(nèi)固定器固定結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

圖3 股骨近端髓內(nèi)固定器固定結(jié)構(gòu)圖

由圖3可知，股骨近端髓內(nèi)固定器主體瞄準(zhǔn)器便于對標(biāo)準(zhǔn)和小型髓內(nèi)釘靜態(tài)和動態(tài)鎖定；長型股骨近端髓內(nèi)固定器主體遠端的可屈曲性設(shè)計易于主釘進行插入并避免應(yīng)力集中；主釘有外側(cè)6°偏角，便于從大結(jié)節(jié)頂點置入。股骨近端髓內(nèi)固定器螺旋刀片，完成了抗旋轉(zhuǎn)及成角穩(wěn)定性；末端寬大的刀面盡可能多地壓縮周圍骨質(zhì)，尤其是在骨質(zhì)疏松的情況下具有更好的抓持力；股骨近端髓內(nèi)固定器螺旋刀片和骨質(zhì)貼合緊密，增強了穩(wěn)定性，防止旋轉(zhuǎn)和內(nèi)翻畸形；生物力學(xué)實驗證明，螺旋刀片顯著提高了抗拔出能力[10]。

在手術(shù)操作中，患者的體位一般采用在骨科牽引床上的仰臥位。手術(shù)切口大小應(yīng)能夠滿足插入髓內(nèi)釘及擰入螺旋刀片和橫鎖螺釘。用開口器在入釘點開口后，閉合復(fù)位骨折端，擴髓鉆擴大髓腔，根據(jù)骨折情況選擇合適長度的髓內(nèi)釘，將髓內(nèi)釘和插入手柄裝配在一起，順著髓腔插入髓內(nèi)釘，然后通過瞄準(zhǔn)架上對應(yīng)的螺孔插入三聯(lián)鉆套，插入導(dǎo)針，測深器測量需要的螺旋刀片的長度，空心鉆通過導(dǎo)針進入鉆套鉆孔，使用螺旋刀片上釘器將螺旋刀片打入股骨頸。最后通過瞄準(zhǔn)架上對應(yīng)的螺孔插入鉆套，鉆頭通過鉆套鉆孔，測深器測量需要的橫鎖釘?shù)拈L度，使用六角起子將橫鎖釘擰入。

3 結(jié)語

目前的動力髖系統(tǒng)以及股骨近段板屬于髓外固定，從生物力學(xué)角度講，不利于應(yīng)力的傳導(dǎo)和骨折的愈合，手術(shù)中剝離范圍廣、出血較多、創(chuàng)傷比較大，手術(shù)后恢復(fù)比較慢。本次設(shè)計的新型股骨近端髓內(nèi)內(nèi)固定系統(tǒng)，其獨特的螺旋刀片設(shè)計，在獲得骨折部位堅強固定的同時，可最大程度地減少對骨骼和周圍軟組織的損傷，不僅能對骨質(zhì)疏松引起的股骨粗隆間骨折進行很好的固定，同時還具有出血少、操作簡便、手術(shù)時間短、骨折愈合快、固定穩(wěn)妥和并發(fā)癥少等優(yōu)點。

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