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目的:随着社会的迅猛发展,人口老龄化日趋加快,激素类药物的广泛使用、工地跌落、砸伤以及车祸等暴力因素损伤的增加,股骨转子下骨折的发生率在逐年增加,给家庭和社会带来了沉重的经济负担。目前报道的治疗方法有多种,并发症的发生率也较高。几个世纪以来,骨科医生们探索出PFN、DHS、DCS、 PFLCP等内固定器固定此类骨折。但是各家学说和支持的内固定器以及不同类型骨折适合哪种内固定器尚在争论中。本试验旨在全面细致地对比研究四种内固定器固定股骨转子下骨折的生物力学性能,从而为不同类型股骨转子下骨折选择最合理的内固定方式,为指导临床工作提供一定的理论依据。方法:(1)选取成年防腐人尸体股骨32根,随机分为四组,分别为PFN组、DHS组、DCS组和PFLCP组,先后模拟Seinsheimer Ⅰ型骨折、ⅢA型骨折恢复内侧皮质完整、ⅢA型骨折移除内侧皮质和Ⅳ型骨折。在生物力学试验机上先后进行轴向压缩试验(0-1200N,速度10mm/min)、扭转试验(扭转方向为骨折近端外旋,扭矩为10Nm)和轴向压缩破坏试验(模型V在完成轴向压缩试验和扭转试验后,进行轴向压缩破坏试验,从0N开始连续动态加载,加载速度10mm/min)。测定股骨近端内外侧的应变变化、抗压刚度、抗扭转刚度及破坏载荷。记录的应变值均除以自身对照股骨所测得应变值,即为应变比率;而轴向抗压刚度和扭转刚度也均除以自身对照股骨的轴向抗压刚度和扭转刚度,即为轴向抗压刚度比率和扭转刚度比率。(2)选取成人防腐股骨20个,随机分成4组,为四种内固定组。按照标准手术规程安装内固定后在小转子下方1cm处截去长2cm的圆柱形骨块模拟股骨转子下SeinsheimerⅣ骨折,即转子下粉碎性骨折。预加载5次,以消除股骨标本的松弛和蠕变等时间效应。正式加载:分为5组,每组循环300次,共]500次,每组均从100N开始加载,最大载荷200N~600N(单倍体重,人体体重以60kg计算),加载速率为1Hz,递增载荷为100N,组间去载荷时间30min以使股骨弹性回复。记录载荷、头下沉位移及循环次数。结果:(1)PFN组股骨内外侧应变比率下降较均匀,在各骨折模型中,轴向抗压刚度比率最高、扭转刚度比率最小,破坏载荷最大;DHS组和DCS组股骨内侧应变比率曲线呈向上的拱形,外侧张应变在内侧皮质不稳定的骨折模型中转变为较大的压应变。在各骨折模型中,DHS的轴向抗压刚度比率较PFLCP小。在骨折模型Ⅱ~V中,扭转刚度比率最高,破坏载荷仅次于PFN。DCS的轴向抗压刚度比率和破坏载荷均最低。在骨折模型Ⅱ~V中,扭转刚度比率与PFLCP相近。PFLCP组内侧应变比率下降类似于PFN,但是外侧应变比率的变化不大。在各内固定组中,轴向抗压刚度比率仅次于PFN组,破坏载荷较DHS低。(2)不同内固定组在循环1500次后平均头下沉位移:PFN,(1.09±0.03)mm: DHS,(1.78±0.05)mm; DCS,(2.63±0.06) mm; PFLCP,(2.26±0.06) mm,两两比较均具有统计学差异(P<0.05)。各内固定组平均头下沉位移1mm时所需载荷:PFN,(563.04±158.34)N; DHS,(485.73±147.27) N; DCS,(258.44±97.23) N; PFLCP,(332.68±100.34)N,两两之间均存在统计学差异(P<0.05)。各内固定组平均头下沉位移1mm时的循环次数:PFN,(1458±277)次;DHS,(908±184)次;DCS,(369±116)次;PFLCP,(603±162)次,两两之间均存在统计学差异(P<0.001)。结论:(1)对于Seinsheimer Ⅰ转子下骨折,四种内固定器均能提供较好的稳定性;对于SeinsheimerⅢA转子下骨折,PFN和PFLCP均可提供较为可靠地稳定固定,而在转子下内侧皮质复位,支撑作用良好的情况下,也可考虑使用DHS;对于SeinsheimerⅣ转子下骨折,也即转子下粉碎性骨折,只有PFN能够提供较好稳定固定。(2)在循环载荷下,对于股骨转子下粉碎性骨折,PFN的生物力学性能最好,DHS次之,PFLCP再次之,DCS最差。另外,PFN的扭转刚度最差,DHS在控制近端骨折块围绕螺钉旋转的能力较差。