兩種長度的PFNA內(nèi)固定治療股骨粗隆間不穩(wěn)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(wěn)定股骨粗隆間骨折股骨近端髓內(nèi)針（PFNA）（200 mm和280 mm長主釘）的生物力學穩(wěn)定性，以探索不穩(wěn)定的股骨轉(zhuǎn)子間骨折的有效治療方法。方法：應(yīng)用三維有限元模型建立股骨轉(zhuǎn)子間骨折Tronzo-Evans IV型和V型骨折。此外，應(yīng)用具有200mm和280mm長主釘?shù)腜FNA進行固定。比較應(yīng)力分布以及股骨和PFNA的應(yīng)力峰值。結(jié)果：與200 mm PFNA相比， 280 mm PFNA應(yīng)力峰值顯著降低（p <0.05）。結(jié)論：在Tronzo-Evans IV型和V型骨折中，和200 mm PFNA相比，280 mm PFNA應(yīng)力峰值顯著降低、內(nèi)固定更有效，并且它的生物力學穩(wěn)定性更好。

【關(guān)鍵詞】股骨近端髓內(nèi)針（PFNA）;不穩(wěn)定股骨轉(zhuǎn)子間骨折;應(yīng)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(zhuǎn)子間骨折非常常見，尤其老年人發(fā)病高，不穩(wěn)定的股骨轉(zhuǎn)子間骨折是關(guān)節(jié)外骨折，主要是由低能量創(chuàng)傷引起，約占髖部骨折的50%[1]。這些骨折的手術(shù)治療包括髓外固定，髓內(nèi)固定或髖關(guān)節(jié)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(nèi)固定（PFNA）治療具有比髓外固定很好的穩(wěn)定性。然而，髓內(nèi)固定也存在一些并發(fā)癥，主要并發(fā)癥包括PFNA螺旋刀片切出股骨頭，主釘應(yīng)力性繼發(fā)性骨折，報道發(fā)病率約為1.0-2.5%，因而嚴重影響患者的生活質(zhì)量[3]。最近發(fā)表的一項研究報道，在不穩(wěn)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(yīng)力和主釘與股骨之間的接觸面積;作者認為，應(yīng)力水平的分散導(dǎo)致并發(fā)癥發(fā)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(shù)后再次骨折的發(fā)生率沒有顯著的益處[5]?；谶@些研究，本研究通過建立Tronzo-Evans IV型和V型骨折不穩(wěn)定骨折的三維有限元模型評估PFNA對股骨內(nèi)應(yīng)力的分布。因此，該研究為提高PFNA內(nèi)固定生物力學穩(wěn)定性提供了參考依據(jù)。

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(tǒng)的病史。對兩側(cè)的髖關(guān)節(jié)進行64排螺旋CT（德國西門子）掃描。掃描范圍從髖關(guān)節(jié)到膝關(guān)節(jié)，數(shù)據(jù)保存。選擇右股骨近端數(shù)據(jù)導(dǎo)入Mimics 12.0軟件，并將股骨分區(qū)。模擬Evans IV型和V型骨折。選擇200毫米， 280毫米長主釘?shù)腜FNA，使用三維繪圖軟件應(yīng)用于三維重建模型。股骨和內(nèi)固定的幾何模型使用有限元分析預(yù)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(zhuǎn)子和股骨外側(cè)肌的外展肌力作為外部負荷。股骨應(yīng)力分布允許負荷為75 kg。

觀察指數(shù)：觀察指標包括股骨的應(yīng)力峰值以及PFNA應(yīng)力峰值。

統(tǒng)計方法：采用SPSS18.0軟件進行統(tǒng)計學分析，測量數(shù)據(jù)以均數(shù)±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(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

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

內(nèi)固定的應(yīng)力峰值：與200 mm長PFNA相比，280 mm長PFNA的內(nèi)固定應(yīng)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(yīng)力峰值還是內(nèi)固定的應(yīng)力峰值均顯著降低。差異有統(tǒng)計學意義。PFNA長度的增加減少了股骨應(yīng)力峰值，導(dǎo)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(guān)節(jié)功能[6]。進一步分析顯示，與200 mm長的PFNA相比， 280 mm長的PFNA內(nèi)固定應(yīng)力峰值減少。有人指出，內(nèi)固定近端以及遠端應(yīng)力分布峰值與不穩(wěn)定骨折類型無關(guān)。然而，它們與內(nèi)固定植入位置，骨折損傷程度和固定效果有關(guān)。最近的一項研究報道，V型股骨粗隆間骨折內(nèi)固定近端內(nèi)側(cè)應(yīng)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(guān)。它可以通過增加PFNA長度來減少應(yīng)力峰值，從而減少術(shù)后并發(fā)癥發(fā)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(nèi)固定以減少術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)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.