股骨粗隆间骨折的比例随着社会老年人口的增加而增加,这些骨折通常是由低能量的创伤造成的,成功的解剖复位和稳定的固定是治疗的关键。各种髓内系统和钢板螺钉系统被用于治疗股骨粗隆间骨折。无论如何治疗,内翻塌陷、内固定失败和螺钉切出等并发症的发生率都很高。在确定拉力螺钉的理想位置时,常用的经典方法有尖顶距离和Parker比。尽管文献中发表了许多研究,但对于理想的拉力螺钉位置还没有达成共识。在文献中,没有关于考虑矢状面骨折形态的理想拉力螺钉放置的研究。本研究的目的是通过在矢状面的不同骨折形态上放置后倾、中性和前倾的拉力螺钉,来分析拉力螺钉的生物力学变化,并确定理想的拉力螺钉位置。
我们利用三维CT扫描获得的数据建立股骨模型。在股骨模型中,根据AO分类(图1),制造了从大转子向小转子延伸的A1骨折。将矢状面上的冠状面A1骨折分为后成角(A型)、横形(B型)和前成角(C型)三种不同的形态进行模拟。(图2)。股骨头在矢状面上被分成九个象限。在三种骨折模型中,冠状面上将拉力螺钉放置在中线,在矢状面上被放置在中性、前倾和后倾(位置4、5和6)(图3)。创建的9个模型(图4)被转移到Ansys工作台程序并进行分析。记录拉力螺丝钉顶端、距骨区和钉-拉力螺丝钉连接处的应力分布。
在A型骨折中,拉力螺钉后倾、中性和前倾的模型中,拉力螺钉顶端的应力分别为80 MPa、38 MPa和30 MPa。在B型骨折中,其应力值分别为36、38和50 MPa。另一方面,在C型骨折中,相应的应力值分别为26 MPa、40 MPa和65 MPa(图5)。
在A型骨折中,拉力螺钉倒置、中性和前倾时,拉力螺钉-主钉连接处的应力分别为40 MPa、37 MPa和35 MPa。在B型骨折中,其应力值分别为18 MPa、19 MPa和18 MPa。在C型骨折中,各应力值分别为40、42和50 MPa(图6)。
在A型骨折中,拉力螺钉倒置、中性和前倾的模型中,距骨区的应力分别为6 MPa、6.8 MPa和7.2 MPa。在B型骨折中,其应力值分别为12.6、13、12.8 MPa。在C型骨折中,其应力值分别为14.6、14.3、12.7 MPa(图7)。
本研究表明,考虑到股骨粗隆间骨折在矢状面上的骨折形态,股骨粗隆间骨折最理想的拉力螺钉放置方式是A型骨折向后放置,C型骨折向前放置。关于股骨粗隆间骨折内固定稳定性影响因素的研究较多。理想的拉力螺钉位置是稳定性的重要因素。在研究拉力螺钉的最佳位置时,矢状面骨折的形态是很重要的。如果是A型骨折,在生理载荷作用下,会向后方移位。类似地,在C型骨折存在的情况下,会向前方移位(图2)。因此,应根据骨折的形态确定理想的拉力螺钉位置,以最大限度地抵抗生理负荷。在我们的研究中,我们发现了A型骨折最大应力位于拉力螺钉-主钉连接的前部,而C型骨折的最大应力位于拉力螺钉-主钉连接的后部。这一发现证明了A型和C型骨折的移位力矩分别朝向后方和前方(图8)。
Liang等学者在他们进行的有限元研究中,发现拉力螺钉顶端和拉力螺钉-主钉连接处的应力增加导致距骨位置和远端骨折处的应力降低,增加了稳定性。因此,拉力螺钉-主钉连接处的高应力表明内固定对位移力有更强的抵抗力,所以距骨区的应力降低了,从而增加稳定性,减少并发症,如内翻、内固定失败和螺钉切出等。A型骨折形态中,拉力螺钉顶端应力倒置时最高,前倾时最低。根据这些发现,在A型骨折模型中,拉力螺钉后倾的固定方式最稳定。由于位移力矩的方向,C型骨折与A型骨折的性质完全相反。当我们观察C型骨折时,拉力螺钉前倾的模型中拉力螺丝钉顶端的应力较高,而中性拉力螺钉的顶端应力较低,倒置拉力螺钉的顶端应力最低。因此,C型骨折理想的拉力螺钉放置方式为前倾。在我们的研究中,在拉力螺钉顶端和拉力螺钉-主钉连接处的应力较高的模型中,距骨区的应力被认为是降低的。植入物所受载荷的增加会降低距骨区的应力。在本研究中,在A型骨折形态下,后倾的螺钉可以降低距骨区的应力。当拉力螺钉放置改为中性和前倾放置时,距骨区的应力增加。这项研究的局限性在于,由于这项研究是在计算机环境下进行的,因此尚不清楚这项研究的结果将如何实际反映临床情况。在这个问题上需要广泛的生物力学和临床研究。综上所述,对于A型骨折,我们可以说理想的拉力螺钉放置方式是后倾放置,而不是文献中普遍认为的中立放置。同样,我们可以说,C型骨折的理想的拉力螺钉位置是前倾放置。矢状面骨折的形态对于确定拉力螺钉的理想位置非常重要。在现有的股骨粗隆间骨折分类中,应增加矢状面骨折的形态。这将指导治疗并减少并发症的发生。本文仅代表作者个人观点,不代表骨今中外官方立场。希望大家理性判断,有针对性地应用。