股骨外侧壁在股骨粗隆间骨折钢板内固定中的生物力学研究

余作取 许兵★ 戴寿旺 王锋 童培建 李敏

股骨外侧壁在股骨粗隆间骨折钢板内固定中的生物力学研究

余作取 许兵★ 戴寿旺 王锋 童培建 李敏

目的 观察分析股骨外侧壁在股骨粗隆间骨折锁定加压钢板（PF-LCP）内固定中的生物力学作用。方法 采用成人尸体股骨标本9具，制成股骨粗隆间骨折AO 分型A1型骨折，随机分为A、B、C三组，每组3具，对照组制成股骨外侧壁损伤，观察1组行PF-LCP内固定并保留外侧壁完整，观察2组行PF-LCP内固定但制成外侧壁损伤，三组股骨标本采用万能材料测试机进行压缩承载试验，比较骨折断端压缩时的间隔位移情况及骨折远、近端沿粗隆间的滑动位移情况，同时观察比较三组股骨标本的最大承载力。结果 在压缩后观察1组和观察2组的断端间隔距离均大于对照组（P＜0.05），且观察1组大于观察2组（P＜0.05）；观察1组骨折端的间距压缩位移显著小于对照组和观察2组（P＜0.01）；观察1组和观察2组的骨折远、近端滑动位移均小于对照组（P＜0.01），且观察1组小于观察2组（P＜0.05）；观察1组和观察2组的最大载荷力均显著大于对照组（P＜0.01）。结论 PF-LCP内固定是治疗股骨粗隆间骨折的有效方式，具有较强的坚固性和稳定性，并且保留股骨粗隆外侧壁的完整能够增强骨折端的稳定性，提高固定治疗效果。

股骨粗隆间骨折 股骨粗隆外侧壁 钢板内固定 生物力学

随着我国社会人口老龄化以及老年性骨质疏松症发病率的增加，股骨粗隆间骨折 （IFF）的发病率逐年上升。手术治疗已成为国内外公认的首选治疗方法，股骨近端锁定加压钢板（PF-LCP）内固定是目前治疗股骨粗隆间骨折的主要方式，近年来随着手术外科技术的不断提高及对股骨粗隆的解剖结构认识，术中对于尽量恢复或保留外侧壁的完整性也越来越受到关注［1，2］。本文探讨股骨外侧壁在股骨粗隆间骨折钢板内固定中的生物力学作用，为临床治疗提供有利的依据。

1　 材料与方法

1.1 材料与设备 浙江中医药大学解剖教研室提供国人尸体完整股骨标本9具，经观察及X线片拍摄均证实无骨质破坏和结构异常，分为对照组、观察1组和观察2组，每组各3具；浙江广慈医疗器械有限公司提供同一型号股骨近端锁定加压钢板（PF-LCP）内固定材料6套；采用浙江省骨伤研究所生物力学室提供的美国英斯特朗5569型万能材料测试机和游标卡尺进行测试实验及测量。

1.2 标本制作方法 所有股骨标本均用手锯制成股骨粗隆间骨折AO 分型A1型骨折，骨折线与水平线成45°角（见图1）；对照组保留小粗隆处少量骨皮质完整并破坏股骨外侧壁，但不行钢板内固定治疗；观察1组股骨按照手术操作采用PF-LCP内固定治疗，但保留外侧壁完整（见图2）；观察2组同样采用PFLCP内固定治疗，但制成外侧壁损伤；其中外侧壁的损伤均采用手锯在外侧壁外侧皮质中段朝内与水平线平行部分锯开破坏外侧壁［3］；将制成标本的股骨头与股骨髁垫于生物石膏垫上以便仪器加压进行测试。

1.3 压缩承载测试及指标 所有标本用生理盐水浸湿，测试时将股骨标本垂直置于万能材料测试机的上、下两卡具之间，模拟骨折术后患者负重的状态，保持颈干角及前倾角的角度（见图3、4），用游标卡尺读取并记录股骨粗隆间骨折端的间隔位移，然后进行压缩载荷试验，速率50N/s，直至压缩曲线基本变为水平线，观察并读取股骨标本的最大载荷力，并用游标卡尺读取股骨粗隆间骨折端的压缩后间隔距离情况和骨折远、近端沿粗隆间滑动位移距离情况。

图1 股骨粗隆间骨折A1型

图2 股骨粗隆间骨折PF-LCP内固定

图3 对照组股骨压缩试验

图4 PF-LCP内固定股骨压缩试验

1.4 统计学方法 采用SPSS17.0软件。最大载荷和骨折远、近端的压缩和分离位移以（±s）表示，组间比较用单因素方差分析，组内比较采用独立样本t检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2　 结果

2.1 三组股骨标本骨折端的间隔和滑动位移情况 见表1。

表1 三组标本骨折端的间隔和滑动位移比较［mm，（±s）］

表1 三组标本骨折端的间隔和滑动位移比较［mm，（±s）］

注：与对照组比较*P＜0.05或*P＜0.01，与观察2组比较#P＜0.01，与对照组和观察2组比较△P＜0.01

分组　n　　压缩前　　压缩后　　压缩位移　　滑动位移对照组　3　0.22±0.04　0.12±0.02　0.11±0.02　5.83±0.39观察1组　3　0.25±0.03　0.20±0.02*#　0.06±0.01△　1.02±0.12*#观察2组　3　0.25±0.02　0.15±0.01*　0.09±0.01　2.21±0.25*

2.2 三组股骨标本的最大载荷情况比较 见表2。

表2 三组标本的股骨最大载荷力比较［n，（±s）］

表2 三组标本的股骨最大载荷力比较［n，（±s）］

注：与对照组比较*P＜0.01

分组　n　　最大载荷力（N）对照组　3　733.33±76.38观察1组　3　1101.67±52.52*观察2组　3　1055.0±92.6*

3　 讨论

IFF是指发生于股骨颈基底部至小粗隆水平之间的骨折，多见于老年人，属于关节囊外骨折，我国随着人口老龄化，粗隆间骨折的发生率也已呈明显上升趋势，占老年骨折＞10%，由于骨折后患者长期卧床导致骨量快速丢失，或加重骨质疏松，使其他部位发生骨折的风险增加，另外由于老年人机体机能退变，容易伴发其他器官或系统疾病，并且在骨折发生后患者的致残率如髋内翻及术后＜1年病死率较高。因此为缩短卧床时间、减少髋内翻畸形、提高患者生活质量，手术治疗已成为国内外公认的首选治疗方法［4，5］。

手术治疗IFF的关键是坚强的内固定，以使患者早期下床活动，减少并发症。股骨近端锁定加压钢板（PF-LCP）是钉-板系统跟随临床及技术的发展而形成的新型髓外股骨近端内固定系统，是近年来微创理念的体现，适用于各型IFF，能够有多枚螺钉置入股骨颈中均匀受力，提高抗旋转和抗疲劳断裂能力，能够避免股骨头、颈处应力过度集中引起的切割、松动，增加骨折端的稳定性，避免螺钉松动、骨折再发移位出现髋内翻塌陷畸形，且接骨板能够与骨皮质良好的接触，接触面压力较小，减少对股骨粗隆局部血供的破坏，利于骨折愈合［6，7］。

股骨粗隆外侧壁，在解剖上是指上至股外侧肌嵴，与大粗隆相接，下至小粗隆中点平面的股骨近端外侧皮质。近年来随着股骨粗隆间骨折手术治疗的不断发展，医学工作者不断发现股骨粗隆外侧壁在股骨粗隆间骨折的治疗中起重要的作用，完整的外侧壁对股骨粗隆间骨折内固定的稳定性有重要作用，能够支撑股骨头、颈骨块，对抗股骨干内移和头颈骨块旋转、内翻，防止螺钉后退切出［3，8，9］。

本资料中发现使用PF-LCP钢板内固定治疗IFF能够明显提高股骨粗隆的承载能力，有内固定的B、观察2组的股骨标本的最大承载力均明显大于对照组，使股骨具有较强的坚固性，能够促进患者早期下床活动；观察1组的断端间距压缩位移和滑动位移明显小于对照组，观察2组的断端滑动位移明显小于对照组，可见PF-LCP钢板内固定能够明显增强股骨粗隆间骨折端的稳定性，能够避免早期负重下地活动的断端移位；但外侧壁完整观察1组的断端间距压缩位移和活动位移均明显小于外侧壁破坏的观察2组，可见股骨外侧壁的完整性能够影响骨折端的稳定性，保留外侧壁完整的股骨粗隆骨折端具有更强的稳定性。

近年来也有研究表明采用PF-LCP钢板治疗股骨粗隆间骨折能够稳定股骨头颈，分散作用于外侧壁的应力，避免螺钉切出，且该手术对股骨粗隆处的软组织剥离较少，可以减少软组织损伤，起到保护外侧壁的作用，避免进一步损伤外侧壁［10，11］。实验表明采用PF-LCP钢板内固定治疗股骨粗隆间骨折能够提高股骨的坚固性和稳定性，使患者早期下地负重活动，且保留股骨外侧壁的完整能够使股骨粗隆骨折端的稳定性更强，能够避免因早期下地制成的断端移位，将有利于提高钢板内固定的治疗效果。因此，临床中诊治股骨粗隆间骨折时需要关注并保留股骨粗隆外侧壁的完整，有利于进一步提高内固定的稳定性，避免术后并发症，提高临床效果。

1 李明辉，刘洋. 股骨粗隆间骨折治疗及其生物力学特征研究进展.国际骨科学杂志，2010，31（1）：8～11.

2 韦旭明，孙振中，宋骁军.经皮加压钢板与股骨近端防旋髓内钉治疗外侧壁危险型股骨粗隆间骨折的病例对照研究.中国骨伤，2013，26（12）：981～984.

3 张世民.股骨粗隆间骨折中外侧壁的概念及临床意义.中国矫形外科杂志，2010，18（17）：1489～1492.

4 王亦璁.骨与关节损伤.第三版.北京：人民卫生出版社，2003， 898～904.

5 景孟军，蔡水奇，严利民，等. 加压空心钉式外固定架治疗股骨粗隆间骨折的生物力学分析.医学研究杂志，2013，42（2）：166～169.

6 赵李奔，李冀. 股骨粗隆间骨折髓内外固定生物力学研究进展.河北联合大学学报（医学版），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 马卓，张世民.股骨粗隆外侧壁研究进展.国际骨科学杂志，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

浙江省温州市科技局基金项目（Y20130107）

325000 浙江中医药大学附属温州中西医结合医院骨科（余作取 许兵 戴寿旺 王锋）310053 浙江省中医院骨伤科（童培建）310053 浙江省骨伤研究所生物力学室（李敏）
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