一、重建带技术治疗外侧壁不稳定性转子间骨折的三维有限元分析目的本研究提出了使用重建带钢板对损伤的外侧壁进行重建,进一步提高不稳定性转子间骨折内固定的术后稳定性,拟通过应用三维有限元分析的办法对上述治疗方式的生物力学性能进行研究。方法选取一名老年女性志愿者,通过螺旋CT扫描技术和软件分别建立股骨、髓内钉和重建带钢板的三维有限元模型。依次在软件上建立股骨转子间骨折模型和伴有外侧壁缺损的转子间骨折模型。实验A组为单纯股骨转子间骨折模型,采用股骨近端髓内钉PFNA固定;实验B组为转子间骨折伴有外侧壁损伤模型,采用股骨近端髓内钉PFNA固定;实验C组为转子间骨折伴有外侧壁损伤模型,采用股骨近端髓内钉PFNA辅助重建带钢板重建外侧壁固定。按照上述实验分组,将骨折模型和内固定模型按置入标准进行装配后,采用ANSYS软件分析在轴向压缩和扭转不同载荷情况下,测量骨折断端位移及股骨、髓内钉和重建带钢板的应力分布情况。结果(1)轴向载荷工况下,A组最大应力集中在股骨颈近端基底部,B组和C组最大应力都集中在骨折缺损的远端内侧;三个实验组统一取骨折缺损的远端内侧处的进行应力比较,B组>C组>A组;骨折断端外侧移位B组>C组>A组,骨折断端内侧位移C组>B组>A组,但外侧位移变化幅度较内侧大。(2)扭转载荷工况下,A组应力集中在股骨颈近端基底部,B组最大应力集中在缺损处的远端内侧,C组最大应力集中在重建带钢板的远端螺钉处;三个实验组统一取骨折缺损的远端内侧处的进行应力比较,B组>C组>A组;骨折断端外侧移位B组>C组>A组,骨折断端内侧位移C组>B组>A组,但外侧位移变化幅度较内侧大。(3)所有工况下,三个实验组骨折内固定模型最大位移差异不显著;实验组中内固定的应力集中部位和大小相似,均无明显差异。结论(1)转子间骨折伴外侧壁损伤后,骨折断端位移增大,稳定性显著下降;(2)转子间骨折伴有外侧壁损伤模型在骨折缺损处的远端内侧存在应力集中的情况;(3)通过重建带钢板对外侧壁重建之后,能有效减少骨折缺损处远端内侧应力集中的情况,且能减少骨折断端外侧的位移,增强骨折断端稳定性的作用。二、重建带技术治疗外侧壁不稳定性转子间骨折的体外生物力学研究目的探讨髓内钉辅助重建带治疗股骨转子间骨折合并外侧壁损伤的生物力学性能。方法从9名成年人尸体上取股骨18根,X线排除骨病后随机分为A、B、C共3组,3组均先制作为AO1.1的股骨转子间骨折模型,B组和C组在此基础上,制作成伴有外侧壁损伤的骨折模型。A组、B组均采用短髓内钉固定;C采用短髓内钉固定的基础上,利用重建带钢板固定股骨外侧壁。通过轴向静力负荷加载、循环负荷加载和扭转加载,分别测量3个实验组骨折断端之间的位移和内固定与髓腔之间位移变化。结果轴向加载工况(1)分别施加了300N、500N和700N不同的静力载荷以及300N~700N的循环载荷,随着载荷的增大,三个实验组内外侧断端的位移均逐渐增大,这个和之前三维有限元部分结果相符;(2)不同载荷下,比较骨折端内外侧位移变化,均为B组>C组>A组,差异有统计学意义。说明外侧壁损伤后,骨折断端稳定性下降,受轴向载荷后内外侧位移变大,重建带钢板对外侧壁进行重建后,能够增强骨折断端的稳定,显著减少骨折断端的位移;(3)内固定与髓腔之间的位移,在循环轴向加载时,髓内钉和髓腔之间位移变化,各组相互比较均无明显差异,可能提示外侧壁损伤或者重建对于髓腔与内固定之间微动对于本实验LVDT的测量平面的测量没有显著地影响,差异没有统计学意义。扭转载荷工况在旋转静力加载下,(1)分别施加了3N.m、5N.m和8N.m不同的旋转载荷,随着载荷的增大,三个实验组内外侧断端的位移逐渐增大,这个和之前三维有限元部分结果相符;(2)比较A组和B组可知,骨折断端的内侧和外侧位移B组均大于A组,说明外侧壁损伤后,转子间骨折断端受扭转力作用下,骨块间微动增大,稳定性显著下降;比较B组和C组可知,骨折断端的内侧和外侧位移B组均大于C组,说明通过重建带钢板重建外侧壁结构,能够增强骨折断端抗旋转的能力,增强稳定性。(3)循环扭转加载方面大小为-8~8N.m,以1Hz的加载频率循环加载500次后,骨折断端位移B组>C组>A组,进一步验证旋转静力工况的实验结果,说明外侧壁损伤后,转子间骨折断端微动显著增大,失去外侧壁后抗旋转能力极差,稳定性显著下降,通过重建带钢板重建外侧壁结构,能够提供一定的抗旋能力,减少旋转载荷对于骨折断端的扭转作用,增强骨折断端的稳定性。结论进一步验证三维有限元分析的结论,股骨转子间骨折伴有严重外侧壁损伤会显著降低骨折断端稳定性,通过重建带钢板对股骨外侧壁重建,可以明显减少骨折断端位移,增强骨折断端抗扭转能力,增强骨折端的稳定性,有利于术后早期功能锻炼,降低内固定手术后失败的风险。