内侧支撑髓内钉置入支撑治疗严重骨质疏松性股骨转子间骨折的力学稳定性

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2942

中国组织工程研究 ›› 2021, Vol. 25 ›› Issue (3): 329-333.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.2942

• 骨与关节生物力学Bone and joint biomechanics • 下一篇

内侧支撑髓内钉置入支撑治疗严重骨质疏松性股骨转子间骨折的力学稳定性

聂少波1, 2，李建涛1, 2，孙基恩3，赵喆4，赵燕鹏1, 2，张里程1, 2，唐佩福1, 2

1中国人民解放军总医院骨科，北京市 100853；2国家骨科与运动康复临床医学研究中心，北京市 100853；3山东威高骨科材料股份有限公司，山东省威海市 264200；4北京清华长庚医院，北京市 102218

收稿日期:2020-03-10 修回日期:2020-03-14 接受日期:2020-04-15 出版日期:2021-01-28 发布日期:2020-11-16
通讯作者: 唐佩福，主任医师，教授，中国人民解放军总医院骨科，北京市 100853；国家骨科与运动康复临床医学研究中心，北京市 100853
作者简介:聂少波，男，1981年生，北京市人，汉族，解放军医学院在读博士，主治医师，主要从事创伤骨科及骨质疏松性骨折方面的研究。
基金资助:
首都卫生发展科研专项项目(2016-1-5012)

Mechanical stability of medial support nail in treatment of severe osteoporotic intertrochanteric fracture

Nie Shaobo1, 2, Li Jiantao1, 2, Sun Jien3, Zhao Zhe4, Zhao Yanpeng1, 2, Zhang Licheng1, 2, Tang Peifu1, 2

1Department of Orthopedics, Chinese PLA General Hospital, Beijing 100853, China; 2National Clinical Research Center for Orthopedics, Sports Medicine & Rehabilitation, Beijing 100853, China; 3Shandong WeiGao Orthopedic Material Limited liability Company, Weihai 264200, Shandong Province, China; 4Beijing Tsinghua Changgung Hospital, Beijing 102218, China

Received:2020-03-10 Revised:2020-03-14 Accepted:2020-04-15 Online:2021-01-28 Published:2020-11-16
Contact: Tang Peifu, Chief physician, Professor, Department of Orthopedics, Chinese PLA General Hospital, Beijing 100853, China; National Clinical Research Center for Orthopedics, Sports Medicine & Rehabilitation, Beijing 100853, China
About author:Nie Shaobo, Doctoral candidate, Attending physician, Department of Orthopedics, Chinese PLA General Hospital, Beijing 100853, China; National Clinical Research Center for Orthopedics, Sports Medicine & Rehabilitation, Beijing 100853, China
Supported by:
the Capital Health Development Research Project, No. 2016-1-5012

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：

股骨内侧支撑髓内钉：是总结既往不稳定性股骨转子间骨折内固定失效的危险因素后，根据股骨内侧支撑难以有效重建的难题设计的重建股骨内侧支撑的一种髓内钉，在股骨内侧皮质髓腔内增加螺钉占位，分担头钉应力的同时增加对头颈骨块的内支撑作用，限制头颈骨块内翻，保留了头钉滑动加压的功能。
严重骨质疏松性股骨转子间骨折：骨质疏松影响了内固定的强度，削弱了内固定的稳定性，很容易导致内固定失效。随着老龄化社会的到来，股骨转子间骨折患者年纪越来越大，骨质疏松程度更加严重，因此对严重骨质疏松性骨折的研究，可以为老龄化社会提供理论支撑。

背景：内侧支撑髓内钉通过重建股骨内侧支撑的方法恢复了股骨近端的三角稳定结构，早期的有限元分析及生物力学显示其稳定性优于现在常用的股骨近端防旋髓内钉，但是在严重骨质疏松模型中的具体表现尚不明确。
目的：比较内侧支撑髓内钉和股骨近端防旋髓内钉固定治疗严重骨质疏松且内侧失支撑股骨转子间骨折的生物力学差异。
方法：利用严重骨质疏松人工骨构建内侧失支撑的股骨转子间骨折模型，采用内侧支撑髓内钉和股骨近端防旋髓内钉分别固定后进行轴向破坏和扭转破坏实验，记录两者在轴向和扭转载荷作用下的轴向刚度和扭转刚度等数据。
结果与结论：①轴向破坏实验显示，内侧支撑髓内钉组的极限载荷、屈服载荷及轴向刚度稍大于股骨近端防旋髓内钉组，但组间比较差异均无显著性意义(P > 0.05)；②扭转破坏实验显示，内侧支撑髓内钉组的扭转刚度大于股骨近端防旋髓内钉组(P < 0.05)；③结果表明，内侧支撑髓内钉的力学稳定性尤其是抗扭转性能优于股骨近端防旋髓内钉，可能是严重骨质疏松性股骨转子间骨折治疗时不错的选择。

https://orcid.org/0000-0003-1053-3196(聂少波)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

关键词: 骨, 螺钉, 髓内钉, 股骨, 转子间骨折, 内侧支撑, 生物力学, 骨质疏松

Abstract: BACKGROUND: The medial support nail restored the triangular stable structure of the proximal femur through the reconstruction of the medial femoral support. The early finite element analysis and biomechanics showed that the stability of the nail was better than that of the commonly used proximal femoral nail antirotation, but the specific performance in the model of severe osteoporosis was unknown.
OBJECTIVE: To compare the biomechanical differences between medial support nail and proximal femoral nail antirotation in the treatment of severe osteoporotic intertrochanteric fractures without medical support.
METHODS: The medial unsupported intertrochanteric fracture model was made of artificial bone with severe osteoporosis. Axial and torsional failure experiments were conducted after the medial support nail and the proximal femoral nail antirotation were respectively fixed, and the axial stiffness and torsional stiffness of the two under axial and torsional loads were recorded.
RESULTS AND CONCLUSION: (1) Axial failure experiment showed that the ultimate load yield load and axial stiffness of the medial support nail group were all greater than those of the proximal femoral nail antirotation group, but there was no significant difference between the two groups (P > 0.05). (2) The torsional failure experiment showed that the torsional stiffness of the medial support nail group was higher than that of the proximal femoral nail antirotation group (P < 0.05). (3) The findings confirmed that the mechanical stability of the medial support nail, especially torsion resistance, is better than that of the proximal femoral nail antirotation, which may be a good choice for the treatment of severe osteoporotic intertrochanteric fracture.

Key words: bone, screw, intramedullary nail, femur, intertrochanteric fracture, medial support, biomechanics, osteoporosis

中图分类号:

聂少波, 李建涛, 孙基恩, 赵喆, 赵燕鹏, 张里程, 唐佩福. 内侧支撑髓内钉置入支撑治疗严重骨质疏松性股骨转子间骨折的力学稳定性[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(3): 329-333.

Nie Shaobo, Li Jiantao, Sun Jien, Zhao Zhe, Zhao Yanpeng, Zhang Licheng, Tang Peifu. Mechanical stability of medial support nail in treatment of severe osteoporotic intertrochanteric fracture[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2021, 25(3): 329-333.

图/表（结果） 3

参考文献

[1] KARAGIANNIS A, PAPAKITSOU E, DRETAKIS K, et al. Mortality rates of patients with a hip fracture in a southwestern district of Greece: ten-year follow-up with reference to the type of fracture. Calcif Tissue Int. 2006;78(2):72-77.
[2] BONNAIRE F, STRAßBERGER C, KIEB M, et al. Osteoporotic fractures of the proximal femur. What’s new? Chirurg.2012;83(10):882-891.
[3] WESTHOFF D, WITLOX J, KOENDERMAN L, et al. Preoperative cerebrospinal fluid cytokine levels and the risk of postoperative delirium in elderly hip fracture patients.J Neuroinflammation.2013; 10:122.
[4] ADEYEMI A, DELHOUGNE G. Incidence and Economic Burden of Intertrochanteric Fracture: A Medicare Claims Database Analysis.JB JS Open Access.2019;4(1):e0045.
[5] SOCCI AR, CASEMYR NE, LESLIE MP, et al. Implant options for the treatment of intertrochanteric fractures of the hip: rationale, evidence, and recommendations. Bone Joint J.2017;99-B(1):128-133.
[6] CUMMINGS SR, MELTON LJ. Epidemiology and outcomes of osteoporotic fractures.Lancet.2002; 359:1761-1767.
[7] KIM JW, KIM TY, HA YC, et al. Outcome of intertrochanteric fractures treated by intramedullary nail with two integrated lag screws:A study in Asian population.Indian J Orthop.2015;49(4):436-441.
[8] YU W, ZHANG X, ZHU X, et al. A retrospective analysis of the InterTan nail and proximal femoral nail anti-rotation-Asia in the treatment of unstable intertrochanteric femur fractures in the elderly.J Orthop Surg Res.2016;11:10.
[9] ZHANG H, ZHU X, PEI G, et al. A retrospective analysis of the InterTan nail and proximal femoral nail anti-rotation in the treatment of intertrochanteric fractures in elderly patients with osteoporosis: a minimum follow-up of 3 years.J Orthop Surg Res.2017;12(1):147.
[10] WANG Q, YANG X, HE HZ, et al. Comparative study of InterTAN and Dynamic Hip Screw in treatment of femoral intertrochanteric injury and wound.Int J Clin Exp Med.2014;7(12):5578-5582.
[11] IMERCI A, AYDOGAN NH, TOSUN K. A comparison of the InterTan nail and proximal femoralfail antirotation in the treatment of reverse intertrochanteric femoral fractures. Acta Orthop Belg.2018;84(2):123-131.
[12] LI J, ZHANG L, ZHANG H, et al. Effect of reduction quality on post-operative outcomes in 31-A2 intertrochanteric fractures following intramedullary fixation: a retrospective study based on computerised tomography findings.Int Orthop.2019;43(8):1951-1959.
[13] CHANG SM, ZHANG YQ, MA Z, et al. Fracture reduction with positive medial cortical support: a key element in stability reconstruction for the unstable pertrochanteric hip fractures.Arch Orthop Trauma Surg.2015;135(6):811-818.
[14] KULKARNI SG, BABHULKAR SS, KULKARNI SM, et al. Augmentation of intramedullary nailing in unstable intertrochanteric fractures using cerclage wire and lag screws: a comparative study. Injury.2017;48 Suppl 2:S18-S22.
[15] LI J, HAN L, ZHANG H, et al. Medial sustainable nail versus proximal femoral nail antirotation in treating AO/OTA 31-A2.3 fractures: Finite element analysis and biomechanical evaluation. Injury.2019;50(3):648-656.
[16] FENSKY F, NÜCHTERN JV, KOLB JP, et al. Cement augmentation of the proximal femoral nail antirotation for the treatment of osteoporotic pertrochanteric fractures--a biomechanical cadaver study.Injury. 2013; 44(6):802-807.
[17] NÜCHTERN JV, RUECKER AH, SELLENSCHLOH K, et al. Malpositioning of the lag screws by 1- or 2-screw nailing systems for pertrochanteric femoral fractures: a biomechanical comparison of gamma 3 and intertan. J Orthop Trauma.2014;28(5):276-282.
[18] KNOBE M, GRADL G, MAIER KJ, et al. Rotationally stable screw-anchor versus sliding hip screw plate systems in stable trochanteric femur fractures: a biomechanical evaluation.J Orthop Trauma. 2013; 27(6):e127-e136.
[19] CHEN Y, LIU S, LIN P, et al. Comparative biomechanical study of reversed less invasive stabilization system and proximal femoral nail antirotation for unstable intertrochanteric fractures.Chin Med J(Engl). 2014;127(23):4124-4129.
[20] IMREN Y, GURKAN V, BILSEL K, et al. Biomechanical comparison of dynamic hip screw, proximal femoral nail, cannulated screw, and monoaxial external fixation in the treatment of basicervical femoral neck fractures.Acta Chir Orthop Traumatol Cech.2015;82(2):140-144.
[21] SHIN WC, SEO JD, LEE SM, et al. Radiographic Outcomes of Osteosynthesis Using Proximal Femoral Nail Antirotation (PFNA) System in Intertrochanteric Femoral Fracture: Has PFNA II Solved All the Problems? Hip Pelvis.2017;29(2):104-112.
[22] HUANG SG, CHEN B, ZHANG Y, et al. Comparison of the Clinical Effectiveness of PFNA, PFLCP, and DHS in Treatment of Unstable Intertrochanteric Femoral Fracture.Am J Ther.2017;24(6):e659-e666.
[23] ARIRACHAKARAN A, AMPHANSAP T, THANINDRATARN P, et al. Comparative outcome of PFNA, Gamma nails, PCCP, Medoff plate, LISS and dynamic hip screws for fixation in elderly trochanteric fractures: a systematic review and network meta-analysis of randomized controlled trials.Eur J Orthop Surg Traumatol.2017;27(7):937-952.
[24] NHERERA L, TRUEMAN P, HORNER A, et al. Comparison of a twin interlocking derotation and compression screw cephalomedullary nail (InterTAN) with a single screw derotation cephalomedullary nail (proximal femoral nail antirotation): a systematic review and meta-analysis for intertrochanteric fractures.J Orthop Surg Res.2018;13(1):46.
[25] MAKKI D, MATAR HE, JACOB N, et al. Comparison of the reconstruction trochanteric antigrade nail (TAN) with the proximal femoral nail antirotation (PFNA) in the management of reverse oblique intertrochanteric hip fractures.Injury.2015;46(12):2389-2393.
[26] SHIN YS, CHAE JE, KANG TW, et al. Prospective randomized study comparing two cephalomedullary nails for elderly intertrochanteric fractures: Zimmer natural nail versus proximal femoral nail antirotation II.Injury.2017;48(7):1550-1557.
[27] LI J, CHENG L, JING J. The Asia proximal femoral nail antirotation versus the standard proximal femoral antirotation nail for unstable intertrochanteric fractures in elderly Chinese patients.Orthop Traumatol Surg Res.2015;101(2):143-146.
[28] SINGH NK, SHARMA V, TRIKHA V, et al. Is PFNA-II a better implant for stable intertrochanteric fractures in elderly population ? A prospective randomized study.J Clin Orthop Trauma.2019;10 (Suppl 1):S71-S76.
[29] ZOU J, XU Y, YANG H. A comparison of proximal femoral nail antirotation and dynamic hip screw devices in trochanteric fractures.J Int Med Res. 2009;37(4):1057-1064.
[30] WANG B, LIU Q, LIU Y, et al. Comparison of Proximal Femoral Nail Antirotation and Dynamic Hip Screw Internal Fixation on Serum Markers in Elderly Patients with Intertrochanteric Fractures. J Coll Physicians Surg Pak.2019;29(7):644-648.
[31] MA KL, WANG X, LUAN FJ, et al. Proximal femoral nails antirotation, Gamma nails, and dynamic hip screws for fixation of intertrochanteric fractures of femur: A meta-analysis.Orthop Traumatol Surg Res.2014; 100(8):859-866.
[32] ZEHIR S, ZEHIR R, ZEHIR S, et al. Proximal femoral nail antirotation against dynamic hip screw for unstable trochanteric fractures; a prospective randomized comparison.Eur J Trauma Emerg Surg. 2015; 41(4): 393-400.
[33] MA JX, WANG J, XU WG, et al. Biomechanical outcome of proximal femoral nail antirotation is superior to proximal femoral locking compression plate for reverse oblique intertrochanteric fractures: a biomechanical study of intertrochanteric fractures.Acta Orthop Traumatol Turc. 2015;49(4):426-432.
[34] HUANG Y, ZHANG C, LUO Y. A comparative biomechanical study of proximal femoral nail (InterTAN) and proximal femoral nail antirotation for intertrochanteric fractures.Int Orthop.2013; 37(12): 2465-2473.
[35] SINGH AK, NARSARIA N, GUPTA RK. A biomechanical study comparing proximal femur nail and proximal femur locking compression plate in fixation of reverse oblique proximal femur fractures. Injury.2017; 48(10):2050-2053.
[36] YE KF, XING Y, SUN C, et al. Loss of the posteromedial support: a risk factor for implant failure after fixation of AO 31-A2 intertrochanteric fractures.Chin Med J (Engl).2020;133(1):41-48.
[37] ZHANG S, ZHANG K, WANG Y, et al. Using three-dimensional computational modeling to compare the geometrical fitness of two kinds of proximal femoral intramedullary nail for Chinese femur.ScientificWorldJournal.2013;2013:978485.
[38] CHANG SM, SONG DL, MA Z, et al. Mismatch of the short straight cephalomedullary nail (PFNA-II) with the anterior bow of the Femur in an Asian population.J Orthop Trauma. 2014;28(1):17-22.

引言

髋部骨折是威胁老年人生命健康的十大危险因素之一[1]，由于骨折后常需要卧床，不能活动，肺炎和深静脉血栓发生率增加，患者一年死亡率可达36%[2]，手术治疗、早期下地活动是减少并发症及死亡率的最重要手段[3]。股骨转子间骨折占到髋部骨折的55%[4]，其主要分为稳定骨折和不稳定骨折。对于稳定性的骨折，髓外和髓内固定治疗都可以取得满意的效果[5]，而对于占转子间骨折35%-40%的不稳定性骨折[6]，虽然髓内固定取得了不错的效果[7]，但是还有10%-27%的患者会发生内固定相关并发症[8-11]，主要原因是不稳定型骨折的股骨内侧支撑缺失[12]，且在术中基本上难以重建[13]。虽然有学者另外切口附加内固定进行重建的尝试，但增加了手术时间及术中出血量，延长了麻醉时间，这些都增加了手术风险，影响预后[14]。
基于上述难题，作者所在团队通过研究发现重建内侧支撑对不稳定型转子间骨折至关重要[12]。另外股骨近端存在三角稳定结构，股骨近端骨折的重建要充分考虑三角稳定理论，因此设计出了可以早期通过重建股骨内侧支撑恢复股骨近端三角稳定结构的髓内钉——内侧支撑髓内钉。内侧支撑髓内钉的支撑钉可以在术中通过远端螺钉的皮肤切口置入，在股骨内重建内侧支撑的同时重建股骨近端的三角稳定结构，并且早期的有限元分析及生物力学实验显示其稳定性明显优于现在常用的股骨近端抗旋髓内钉[15]，但是在严重骨质疏松模型中的具体表现尚不明确。为此，实验采用严重骨质疏松的人工骨模型制造内侧失支撑的股骨转子间骨折模型，进行相关的生物力学研究
中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

材料方法

1.1 设计生物力学对比实验。
1.2 时间及地点实验于2018年11月在山东威高骨科材料股份有限公司完成。
1.3 材料严重骨质疏松的人工合成股骨模型(synbone)，全长455 mm，股骨头直径45 mm，颈干角130°，前倾角11°，髓腔直径14 mm，皮质骨和松质骨都是疏松结构；生物力学实验机E10KNB电子式，动静态拉扭试验机(英斯特朗)，3D打印截骨模块，Ⅱ型义齿基托树脂，Ⅱ型自凝型压脱水，特制的股骨生物力学夹具，股骨内侧支撑髓内钉系统(表1)及配套的手术器械，股骨近端防旋髓内钉系统(表1)及配套的手术器械等，以上所有材料均由山东威高骨科材料股份有限公司提供。

1.4 方法
1.4.1 样本量估计据报道在股骨近端移位10 mm时[15]，内侧支撑髓内钉和股骨近端抗旋髓内钉的轴向载荷分别为(2 178.6±133.2) N和(1 822.6±93.1) N，第一类错误α为0.05，把握度为0.9，因此每组至少需要4根人工骨模型。两组内固定材料，同时有2个观察指标，因此一共需要4组，标本至少需要16根。为减少学习曲线的影响，最终采用了20根人工骨进行实验。
1.4.2 实验分组将20根synbone人工合成骨模型随机分为内侧支撑髓内钉组和股骨近端抗旋髓内钉组，每组10根，每组再分2个亚组，分别进行轴向破坏实验和扭转破坏实验，每个亚组5根。
1.4.3 实验模型准备根据内固定操作手册，将股骨近端抗旋髓内钉和内侧支撑髓内钉分别置入两组股骨模型后再按照取出顺序取出。利用3D 打印的截骨导板，根据文献提示制作内侧失支撑的股骨转子间骨折模型[16](图1)。去掉内后方的骨块后，将内固定重新装入人工骨模型内，制成内固定骨折模型(图2)。将内固定骨折模型用义齿基托树脂固定在特制的力学测试夹具上备用。轴向破坏实验测试时股骨在冠状面内收10°，矢状面后倾9°，模拟人单腿站立情况[17]。扭转破坏实验时，股骨头和股骨远端分别固定在夹具上，在股骨截骨平面上沿其垂直的轴线旋转股骨头。

1.4.4 生物力学加载条件
静态轴向破坏实验：模型标本测试前，先用100 N的力量进行预加载，以消除内固定和模型之间的蠕变。卸载预加载的力量后再通过股骨头施加轴向加载的负荷(图3A)。从0 N开始，以6 mm/min的速度持续加载直到人工骨模型出现断裂或者载荷-位移曲线屈服。持续记录载荷和位移数据，绘制载荷-位移曲线图。屈服定义为：斜线连续上升的过程中突然出现转折，并维持转折后平直的趋势。曲线的斜率是刚度，曲线最高点对应的轴向载荷定义为极限载荷[18]。
静态扭转破坏实验：模型进行测试前，先沿股骨颈的长轴进行轴向100 N的应力加载，之后从0 N•m开始施加扭转负荷，以15 (°)/min的速度顺时针扭转股骨头直到90°(图3B)，持续记录扭矩和角度的数据，绘制扭矩-角度变化曲线图。扭转刚度是扭矩-角度曲线的斜率。

1.5 主要观察指标两组模型的扭转刚度、极限载荷、屈服载荷及轴向刚度。
1.6 统计学分析数据采用SPSS 13.0进行分析，首先采用Shapiro-Wilk检验数据是否符合正态分布。如果数据符合正态分布且方差齐，组间比较采用t 检验；如果数据分布不符合正态分布，且方差不齐，组间比较采用秩和检验。P < 0.05定义为差异有显著性意义。

讨论

此次实验发现，内侧支撑髓内钉在固定内侧失支撑的严重骨质疏松性股骨转子间骨折模型时，轴向刚度是股骨近端抗旋髓内钉的1.05倍，极限载荷是股骨近端抗旋髓内钉的1.17倍，扭转刚度是股骨近端抗旋髓内钉的2.38倍。内侧支撑髓内钉比股骨近端抗旋髓内钉在刚度上和抗扭转性能上都有明显提高，但内侧支撑髓内钉由于近端强度改变，在远端髓内钉钉尾的位置应力集中，造成了内固定远端断裂。
CHEN等[19]用synbone人工骨制作了股骨转子间A2.3型骨折模型，用微创内固定系统(Less invasive stabilization system，LISS)和股骨近端抗旋髓内钉分别固定后进行对比，显示股骨近端抗旋髓内钉的极限载荷是(1 535.2±136.05) N，和此次实验(1 665.77±325.45) N类似。IMREN等[20]用同样的人工骨制造股骨颈基底骨折模型，测试股骨近端髓内钉的破坏载荷为(2 182.5±377.9) N，结果略优于此次实验结果，但考虑到此次实验采用的模型是更加不稳定的内侧失支撑模型，因此可以认为和以此次实验结果基本类似。此次实验存在可实现性、可重复性，操作可靠，实验结果真实可信。
对于不稳定性的股骨转子间骨折，目前最常用的髓内固定股骨近端抗旋髓内钉[21-27]，其优势就是螺旋刀片旋转加压，将松质骨压缩在刀片周围，增加了抗旋和固定性能[28]，另外在股骨颈轴向可以滑动，增加了骨折愈合机会。大量的对比研究证实，股骨近端抗旋髓内钉在治疗不稳定性转子间骨折时的效果优于以前的金标准——髓外固定[29-33]。此次实验选择股骨近端抗旋髓内钉作为对照组，首先希望在实验中证实内侧支撑髓内钉非劣于股骨近端抗旋髓内钉。轴向刚度大和轴向最大载荷高都是患者早期下地负重的基础，刚度越大，说明内固定材料得抗形变能力越强，可以有效维持骨折断端的稳定并防止骨折再移位[34]。此次实验发现，内侧支撑髓内钉的轴向刚度是股骨近端抗旋髓内钉的1.05倍，轴向破坏载荷是股骨近端抗旋髓内钉的1.17倍，因此理论上内侧支撑髓内钉固定的股骨转子间骨折患者可以更早地下地负重，且在早期下地负重的过程中内固定失效的风险小。扭转刚度高是抗旋转性能好的体现[35]，扭转刚度高的内植物近端头颈骨块旋转的角度较小，术后内固定失效和骨折畸形愈合、不愈合的风险小。内侧支撑髓内钉的扭转刚度是股骨近端抗旋髓内钉的2.38倍，因此在理论上内侧支撑髓内钉固定骨折后近端头颈骨块出现旋转的机会小，术后不愈合、内固定切出及畸形愈合的发生率低。
虽然内侧支撑髓内钉表现出比股骨近端抗旋髓内钉好的生物力学优势，但在轴向破坏实验后发现模型断裂方式存在一定的共性，内侧支撑髓内钉都是从内固定远端断裂，股骨近端抗旋髓内钉组也有1个模型断裂，在具体的断裂方式上4个模型都是从内上向外下的劈裂。另外实验还发现了头钉切出和髋内翻的情况，在这些和临床上实际情况——内固定周围骨折非常相似[36]。因此作者认为此次采用的严重骨质疏松模型更加接近临床实际情况，可以更准确地预测临床问题，并最终指导治疗。
对于集中出现的内固定远端断裂情况，作者分析认为具体原因可能是内侧支撑髓内钉近端进行了支撑钉设计，改变了近端受力情况，近端强度增加，轴向受力更多的向远端传导，在髓内钉尾部和股骨接触的位置造成了应力集中。另外内侧支撑髓内钉是从股骨近端抗旋髓内钉上改进而来，其形态参数是建立在高加索人种的骨骼解剖参数上[37]，实验采用的股骨是中号模型，更接近亚洲人(蒙古人种)的股骨特点，因此内固定和股骨的形态匹配度差[38]，内固定的远端对股骨皮质造成明显激惹，造成了股骨远端的内固定周围骨折，这个问题可能需要进一步的改进设计。
当然实验也有一定的缺陷，首先制作骨折模型时是人为操作，可能存在人为的操作误差，但是采用3D打印的截骨模块进行统一的模型制作，尽量消除了人为误差，且在操作时都由一名高年资手术医生操作，最大程度地减少了人为误差；其次，未纳入循环疲劳实验，在进行轴向破坏实验后发现模型破坏存在共性，及时分析原因后认为内固定尚需要进一步改进，因此并未进行循环疲劳实验，在未来改进设计后还需要进一步完善实验。
总之，内侧支撑髓内钉的轴向刚度是股骨近端抗旋髓内钉的1.05倍，屈服载荷是股骨近端抗旋髓内钉的1.17倍，扭转刚度是股骨近端抗旋髓内钉的2.38倍。增加了内侧支撑的内侧支撑髓内钉力学稳定性尤其是抗扭转的性能明显优于无内侧支撑的股骨近端抗旋髓内钉，可能是严重骨质疏松性股骨转子间骨折治疗不错的选择。中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

内侧支撑髓内钉置入支撑治疗严重骨质疏松性股骨转子间骨折的力学稳定性

Mechanical stability of medial support nail in treatment of severe osteoporotic intertrochanteric fracture

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表（结果） 3

参考文献

相关文章 15

引言

材料方法

讨论

文章快阅

延伸阅读

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	徐峰, 康辉, 魏坦军, 席金涛. 椎弓根螺钉不同固定方法治疗胸腰椎骨折的生物力学分析[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1313-1317.
[2]	姜勇, 罗翼, 丁永利, 周勇, 闵理, 唐凡, 张闻力, 段宏, 屠重棋. 骶骨精准切除影响骨盆稳定性的冯米斯应力特征及临床验证[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1318-1323.
[3]	张同同, 王中华, 文杰, 宋玉鑫, 刘林. 3D打印模型在颈椎肿瘤手术切除与重建中的应用[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1335-1339.
[4]	张宇, 田少奇, 曾国波, 胡川. 初次下肢全关节置换后发生心肌梗死的危险因素[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1340-1345.
[5]	韦玮, 李剑, 黄林海, 兰敏东, 卢显威, 黄绍东. 全膝或全髋关节置换后老年人首次活动时跌倒恐惧的影响因素[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1351-1355.
[6]	王金军, 邓增发, 刘康, 何智勇, 余新平, 梁建基, 李晨, 郭洲洋. 全膝关节置换静脉滴注氨甲环酸联合含氨甲环酸鸡尾酒局部应用的止血效果及安全性[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1356-1361.
[7]	肖国庆, 刘选泽, 严钰皓, 钟喜红. 后交叉韧带替代型假体全膝关节置换术后屈曲受限的影响因素[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1362-1367.
[8]	彭智浩, 冯宗权, 邹勇根, 牛国庆, 吴峰. 活动平台单髁置换后下肢力线与外侧间室骨关节炎进展的关系[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1368-1374.
[9]	黄泽晓, 杨妹, 林诗炜, 何和与. 血清n-3多不饱和脂肪酸水平与全膝关节置换早期股四头肌肌力变化的相关性[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1375-1380.
[10]	张冲, 刘志昂, 姚帅辉, 高军胜, 姜岩, 张陆. 局部应用氨甲环酸减少老年股骨颈骨折全髋关节置换后引流的安全和有效性[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1381-1386.
[11]	姚汝斌, 王仕永, 杨开舜. 微创经椎间孔椎间融合治疗单节段腰椎管狭窄症对腰椎-骨盆平衡的改善作用[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1387-1392.
[12]	王海莹, 吕冰, 李辉, 王顺义. 减压植骨融合内固定治疗退变性腰椎滑脱：基于脊柱骨盆参数预测患者的功能预后[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1393-1397.
[13]	吕振, 白金柱. 基于McKenzie技术的腰椎运动链训练应用于腰椎间孔镜术后分期康复的前瞻性研究[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1398-1403.
[14]	陈心敏, 李文标, 熊凯凯, 熊晓燕, 郑利钦, 李木生, 郑永泽, 林梓凌. 钉道强化股骨近端防旋髓内钉治疗老年A3.3型股骨转子间骨折：最佳骨水泥量有限元分析[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1404-1409.
[15]	杜秀鹏, 杨朝晖. 65岁以下嵌插型股骨颈骨折初始畸形程度对颈缩短的影响[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1410-1416.