膨胀式带锁加压钉治疗股骨颈骨折的生物力学研究

目的：探讨采用膨胀式带锁加压钉治疗股骨颈骨折的生物力学性能，为临床应用提供科学依据。方法：采集8具新鲜成人尸体股骨标本，造成股骨颈骨折后，分别以膨胀式带锁加压钉（HZS），单枚双头加压螺钉（OCS），双头加压子母螺钉（TCS）和三枚空心加压螺钉（TECS）在解剖复位后作内固定，通过生物力学测试，对四种内固定器的生物力学性能作比较分析。结果：采用HZS固定股骨颈骨折，不仅使股骨颈在抗压，抗弯，抗剪和抗扭等生物力学性能上特别优越，而且使骨折断端嵌插紧密，有利于骨折愈合。结论：膨胀式带锁加压钉内固定不但符合生物力学原理，而且比其它内固定更优越，是一种理想的新型内固定器械。     

计算机辅助2枚空心钉置入内固定治疗股骨颈骨折的生物力学分析

文题释义： 股骨颈骨折最佳治疗方案：目前仍然存在争议,治疗方法众多,包括股骨颈加压螺钉经2枚或3枚平行螺钉固定或者关节置换,或者在少数情况下采用非手术治疗。但目前在临床上广泛应用的主流选择仍然是国际内固定学会(AO/ASIF)推荐的纯钛空心螺钉治疗股骨颈骨折,具有手术操作简单、局部解剖分离较少、手术时间较短等优点,已被大多数学者认可。 股骨颈骨折内固定的条件：①抵抗施予骨折线上的剪应力;②抵抗弯应力;③容许轴心上的压应力。 背景：临床上常用的空心钉有单头及双头2类,普通(单头)空心加压螺钉固定容易出现股骨颈短缩,骨质疏松时容易出现退钉现象,因此治疗股骨颈骨折选择普通空心加压螺钉还是双头空心加压螺钉目前存在争议。 目的：通过有限元分析探讨2枚双头空心加压螺钉与2枚普通(单头)空心加压螺钉的不同空间构型在治疗股骨颈骨折中的生物力学作用。 方法：通过采集1名男性30岁健康成人志愿者股骨近端薄层CT扫描来获得原始DICOM数据,在Mimics 10.01软件中建立股骨近端模型,将该模型导入UG 8.0软件中建立股骨颈骨折模型(Pauwels角 60°)。再通过三维扫描建模获得双头空心加压螺钉及普通(单头)空心加压螺钉的三维模型。在UG 8.0软件中按照2枚螺钉水平及垂直分布进行股骨颈骨折装配建模,再将建立的模型导入ANSYS 14.5软件中赋值运算后,测量股骨颈骨折断端开口角、骨折断端相对位移及应力分布情况。 结果与结论：①在生物力学稳定性方面：2枚螺钉水平位固定骨折断端的开口角及位移小于垂直位固定,双头空心加压螺钉的开口角及位移小于普通(单头)空心加压螺钉;②应力分布：2种螺钉固定的应力分布不同,双头空心加压螺钉的螺钉上应力分布较普通(单头)空心加压螺钉更加分散,部分应力传递至螺钉尾部;而在普通(单头)空心加压螺钉中,螺钉上的应力主要集中在骨折断端处;水平和垂直布局的应力分布亦有差别,2枚螺钉水平位固定时前方1枚螺钉上的应力分布更加集中,而垂直位固定时的应力主要集中在上方1枚螺钉;③结果表明,双头空心加压螺钉较普通(单头)空心加压螺钉固定股骨颈骨折更加稳定可靠;2枚螺钉水平位固定比垂直位固定具有更好的生物力学稳定性。因此临床可应用双头加压螺钉治疗股骨颈骨折,当选择2枚螺钉时宜采用水平位固定。 ORCID: 0000-0001-7084-2826(申洪全) 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     

复合CPC对股骨颈空心螺钉的生物力学研究

目的 评价双纹加压空心螺钉(Hollow-compression-screw)固定时添加复合磷酸钙骨水泥(CCPC)对骨质疏松股骨颈生物力学的特点。方法 采用16个股骨上段标本,随机分为两组,强化组和非强化组,强化组添加CCPC。结果 CCPC强化可显著改善空心螺钉初始松动加载力,由灌注前的(192.7±20.4)N加大至灌注后(328.5±34.7)N,最大轴向拔出力由(202.8±14.0)N加大至(347.8±31.2)N,两组有显著性差异(P<0.01)。结论 骨质疏松股骨颈骨折内固定CCPC强化后能显著提高空心螺钉的稳定性。     

空心加压螺钉治疗股骨颈骨折的轴向拔出实验研究

目的通过实验,研究影响空心钉在股骨头内稳定性的重要因素,为临床中空心钉治疗股骨颈骨折选择理想的手术方案提供理论依据。方法31枚股骨头标本,空心螺钉按照治疗股骨颈骨折的方法植入股骨头。记录年龄、测量股骨头直径、测量股骨头骨密度、测量钉尖到关节面软骨的距离;同时固定股骨头和螺钉帽,通过实验机进行空心钉轴向拔出实验,记录最大拔出负荷。用SPSS11.5软件包对实验数据进行多元逐步回归分析。结果股骨头骨密度和钉尖到关节面软骨的距离与最大拔出负荷相关,前者呈正相关(P=0.002),而后者呈负相关(P=0)。钉尖到关节面大于8mm组和小于8mm组的最大拔出负荷之间有显著差异(P=0.004)。结论股骨头骨密度越高,一定范围内螺钉植入越深,越有利于内固定的稳定。     

空心加压螺钉张力带治疗髌骨骨折的生物力学评价

目的：通过实验应力分析方法比较空心加压螺钉加张力带与其他方法固定髌骨。方法：8具新鲜膝关节尸体标本,分别行空心加压螺钉和克氏针等内固定,比较它们的受力状态。结果：空心自攻加压螺钉张力带内固定治疗髌骨骨折,固定可靠,能承受高负荷,性能优于克氏针内固定等,具有显著性差异（P＜0．05）。结论：从生物力学角度看髌骨骨折以空心加压螺钉加张力带内固定是一种较为合理的治疗方法。     

空心加压螺钉内固定治疗股骨颈骨折65例临床研究

目的 研究加压空心螺钉内固定在股骨颈骨折中的临床应用效果.方法回顾总结65例采用闭合整复空心加压螺钉内固定治疗股骨颈骨折的临床手术方法.结果 65例患者均手术顺利,愈合59例,骨折愈合率为90.76%;骨折不愈合6例,不愈合率为9.24%.结论 空心螺纹钉内固定治疗股骨颈骨折创伤小,操作简单,愈合率高,并发症少,是目前比较理想的股骨颈骨折治疗手段.     

枢椎前后路三种螺钉内固定的安全性比较*

目的 观察计算机辅助枢椎前路椎弓根螺钉（AAPS）置钉优势,并测量AAPS、椎弓根螺钉及椎体螺钉（VBS）的最大拔出力,为临床手术操作选取适当的内固定方式,提供生物力学理论依据。方法 从2019年10月至2021年1月,收集人体实体颈椎防腐标本16例,除去畸形标本1例。剩余标本,包括男10例,女5例,行CT扫描后将数据导入Mimics软件,形成三维重建图并观察。参考Kolle法,在每节枢椎上分别采用前路椎弓根螺钉、后路椎弓根螺钉、前路椎体螺钉三种形式固定方法。在生物力学试验机上测试每种固定方式的最大拔出力。结果 Mimics软件中的三维重建图,可以从任意视角直接观察并了解结构状况。前路椎弓根螺钉最大轴向拔出力平均为（635.95±220.35）N,后路椎弓根螺钉组的最大轴向拔出力平均为（772.95±230.55）N,VBS组螺钉的最大轴向拔出力平均为（451.45±181.13）N。采用配对样本t检验,两两比较AAPS组与后路椎弓根钉组,以及AAPS组与VBS组测值。P值均<0.05,差异有统计学意义。这显示在单皮质固定的条件下,椎弓根螺钉的置钉拔出力大于前路椎弓根螺钉（AAPS）,AAPS置钉拔出力大于VBS置钉法。结论 计算机辅助有利于了解枢椎结构特点,便于个体化的AAPS置钉操作,AAPS钉道固定性能良好,有较明显生物力学优势,可作为手术内固定选择的较理想方式。     

股骨颈动力交叉钉系统与空心加压螺钉治疗老年股骨颈骨折短期随访的对比

背景：股骨颈骨折是老年人常见的骨折,内固定治疗作为现在的主流治疗方式之一,仍需进一步追求坚强固定,尽可能减少并发症的发生。目的：比较股骨颈动力交叉钉系统和空心加压螺钉治疗老年股骨颈骨折的短期疗效。方法：回顾性分析2020年4月至2021年6月符合标准的35例老年股骨颈骨折患者资料,按治疗方法分为2组,股骨颈动力交叉钉系统组16例,空心加压螺钉组19例。两组患者的性别、年龄、受伤侧、受伤方式、骨折分型等一般资料差异无显著性意义。记录比较两组患者的手术时间、出血量、术后住院日、复位质量、愈合时间、Harris评分及术后并发症发生情况,分析两组疗效的差别。结果与结论：(1)16例股骨颈动力交叉钉系统组患者中除1例内固定失效,其余获得了8-25个月随访,平均11.9个月;19例空心加压螺钉组患者获得了7-26个月随访,平均16.3个月;(2)两组患者的手术时间、出血量、术后住院日、复位质量、骨折愈合时间、末次Harris评分及术后并发症均无显著性差异;(3)股骨颈动力交叉钉系统组术后1个月Harris评分优于空心加压螺钉组,差异有显著性意义(P=0.039);(4)股骨颈动力交叉钉系统组发生内...     

骨水泥加固椎弓根螺钉的生物力学特性

背景：由于骨质原因及结构特点导致椎弓根螺钉经常出现把持力下降,从而发生松动、拔出,导致内固定失败,因此提高椎弓根螺钉的稳定性显得尤为重要。 目的：检测可注射骨水泥空心椎弓根螺钉椎弓根螺钉生物力学稳定性,为优化骨水泥使用量提供参考。 方法：选取7具新鲜成人尸体T₁₁-L₄椎体标本共40个椎体,随机分为可注射骨水泥空心椎弓根螺钉及DTPS^TM椎弓根螺钉组,各20个,置钉后分别注入1,2,3,5 mL骨水泥,通过影像学观察骨水泥弥散分布情况,并测得最大轴向拔出力进行比较。 结果与结论：骨水泥用量为1-3 mL时,可注射骨水泥空心椎弓根螺钉组螺钉平均最大轴向拔出力显著高于DTPS^TM组(P < 0.05)。骨水泥用量为5 mL时,2组平均最大轴向拔出力差异无显著性意义(P > 0.05)。可注射骨水泥空心椎弓根螺钉组的直线回归方程为Y=25.269X+133.681(R²=0.837),DTPS^TM椎弓根螺钉组的直线回归方程为Y=32.039X+99.251(R²=0.936)。骨水泥用量在1-5 mL时,2组螺钉最大轴向拔出力与骨水泥量高度正相关(|R| > 0.8)。说明骨水泥强化椎弓根螺钉可显著提高螺钉稳定性,椎弓根螺钉最大轴向拔出力与骨水泥使用量呈高度正相关,可注射骨水泥空心椎弓根螺钉在达到满意的内固定强化效果同时,减少骨水泥使用量,降低了骨水泥泄漏风险,相比DTPS^TM椎弓根螺钉更具有优势。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     

松质骨骨折不同位置螺钉固定效果的生物力学研究

目的：分析松质骨骨折不同位置的固定效果。方法：成人防腐固定的股骨、胫骨标本各１５侧,测股骨髁部、胫骨踝部密度。摹拟股骨外侧髁和胫骨内踝骨折,于骨折面中心Ｏ点、Ｏ点正上方Ａ点下方Ｂ点旋入金属拉力螺钉,应用生物力学方法,测试螺钉最大轴向拔出力。结果：股骨髁部骨密度平均为０．３０ｇ／ｃｍ＾２;踝部骨密度为０．４７ｇ／ｃｍ＾２。股骨外侧踝骨折面Ａ、Ｏ、Ｂ点螺钉的最大轴向拔出力分别为４０４．９Ｎ、２３３．８     

中空滑动母子钉板治疗股骨颈骨折的生物力学研究

目的：了解中空滑动母子钉板（MRP）固定股骨颈骨折的生物力学特性。材料与方法：8具新鲜成人尸体股骨标本,造成股骨颈骨折后分别以MRP、TSP及TGP固定,通过生物力学测试对三种内固定器的力学特性作比较分析。结果：股骨颈骨折以MRP固定后,抗剪切能力,轴向刚度和弯曲刚度明显优于TSP和TGP固定。结论：采用中空滑动母子钉板固定股骨颈骨折,符合生物力学原理,具有良好的推广应用价值。     

不同植入物内固定修复股骨颈合并同侧转子下骨折：生物力学性能比较

BACKGROUND: Choosing internal fixator implants with good strength and stiffness is the key to repair femoral neck combined with ipsilateral subtrochanteric fractures. OBJECTIVE: To compare the biomechanical properties of different implant fixation for femoral neck combined with ipsilateral subtrochanteric fractures. METHODS: Totally 24 adult antiseptic cadaver specimens were used to produce fracture models with femoral neck fracture combined with 5 cm of ipsilateral subtrochanteri medical cortical defect, and were divided into femoral proximal locking plate group, lengthening proximal femur anti-rotation intramedullary nail group and lengthening proximal femoral nail group according to the random number table method. The results of axial compression test, torsion test and axial compression failure rest in three groups were compared. RESULTS AND CONCLUSION: The axial compressive stiffness and failure load in lengthening proximal femur anti-rotation intramedullary nail group were significantly greater than those in femoral proximal locking plate group and lengthening proximal femoral nail group, and those in lengthening proximal femoral nail group were significantly greater than those in femoral proximal locking plate group (P < 0.05). The torsional stiffness in femoral proximal locking plate group was significantly greater than that in lengthening proximal femur anti-rotation intramedullary nail group and lengthening proximal femoral nail group, and that in lengthening proximal femur anti-rotation intramedullary nail group was significantly greater than that in lengthening proximal femoral nail group (P < 0.05). The indexes of biomechanical properties of specimens at the 4th and 8th weeks after fixation in three groups were slightly increased compared with those in 0 week after surgery, but the difference was no statistically significant (P > 0.05). These results demonstrate that to a certain extent, compared with the femoral proximal locking plate and lengthening lengthening proximal femoral nail, lengthening proximal femur anti-rotation intramedullary nail fixation for repair of femoral neck combined with ipsilateral subtrochanteric fractures has more biomechanical advantages.       

骨水泥和纳米骨浆强化椎弓根螺钉植入固定骨质疏松椎体的生物力学特点

背景：纳米骨浆和骨水泥注入是强化椎弓根螺钉固定的两种常用方法,但目前关于两种加强方法的强化效果比较的报道相对较少。 目的：对比骨水泥或纳米骨浆强化椎弓根螺钉植入固定骨质疏松椎体的生物力学特点。 方法：取24个人尸体椎弓根,均符合骨质疏松标准,随机均分为3组,对照组仅植入椎弓根螺钉,骨水泥组在钉道内注入骨水泥后植入椎弓根螺钉,纳米骨浆组在钉道内注入纳米骨浆后植入椎弓根螺钉。植入2 h后,检测各组标本最大轴向拔出力和最大旋出力矩。 结果与结论：骨水泥组、纳米骨浆组的最大轴向拔出力和最大旋出力矩均大于对照组(P < 0.05),并且骨水泥组的最大轴向拔出力和最大旋出力矩大于纳米骨浆组(P < 0.05)。表明骨水泥和纳米骨浆强化可有效提高椎弓根螺钉植入固定骨质疏松椎体的最大轴向拔出力和最大旋出力矩,且骨水泥强化效果更明显。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程     

股骨颈动力抗旋交叉钉系统与空心螺钉治疗伴后内侧壁粉碎的股骨颈骨折疗效比较

目的 探讨采用股骨颈动力抗旋交叉钉系统（femoral neck system, FNS）与空心螺钉倒三角固定治疗伴后内侧壁粉碎的股骨颈骨折患者的临床疗效。方法 回顾性分析安徽省阜阳市人民医院2019年12月至2021年8月采用FNS与空心螺钉倒三角固定方法治疗伴后内侧壁粉碎的新鲜的股骨颈骨折患者，根据内固定方式分为两组：采用FNS固定（FNS组，21例）及采用3枚空心螺钉倒三角固定（空心螺钉组，22例）。其中，男19例，女24例，年龄18 ～ 59岁。观察指标包括：术中透视次数、手术时间、Garden指数、Haidukewych标准评分、皮质支撑情况、骨折愈合时间、完全负重时间、股骨颈短缩长度、内固定失效率及股骨头坏死情况。结果 两组患者术后随访12 ～ 24个月，平均（18.60±4.10）个月。两组术中透视次数FNS组少于空心螺钉组，差异有统计学意义（P＜0.05）；但两组的手术时间、Garden指数、Haidukewych标准评分、皮质支撑情况等比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。两组的骨折愈合时间、术后末次髋关节Harris评分比较，差异无统计学意义（P＞0.05），术后两组患者的手术切口均Ⅰ期愈合；空心螺钉组出现1例内固定失效，空心螺钉切出、退钉，骨折再移位，髋内翻畸形；FNS组的术后完全负重时间、股骨颈短缩长度、股骨头坏死发生率优于空心螺钉组，且差异具有统计学意义（P＜0.05）。结论 对于伴有后内侧壁粉碎的股骨颈骨折，FNS固定能减少术中透视及股骨颈短缩，有利于患者早期负重活动，且在早期随访中股骨头坏死率更低。     

MIIGX3强化动力髋螺钉固定的生物力学研究

目的评价MIIGX3（minimally—invasive injectable graft X3）对动力髋螺钉（DHS）固定骨质疏松性股骨粗隆间骨折的强化作用。方法采用配对设计，将10对股骨标本随机分为骨折模型抗扭和抗压2组。在2组制成EvansⅣ型的不稳定粗隆间骨折模型的一侧直接置入DHS内固定为对照组，另一侧注入MIIGX3后再置入DHS内固定为强化组。并分别进行扭转加载试验及轴向压缩试验，比较强化组与对照组的生物力学性能。结果表明强化组在抗扭转和抗压方面均比对照组更具有优势，经统计显示有显著性差异（P〈0．05）。结论MIIGX3能够加强DHS对骨质疏松性股骨粗隆间骨折的固定作用。     

自制加锁梅花针治疗股骨中下段骨折的生物力学测试

目的对自行研制的用于治疗股骨中下段骨折加锁梅花针进行生物力学测试,为临床应用提供生物力学基础。方法用6例新鲜成人股骨标本,制作股骨中上段骨折模型两种,梅花针固定;然后制作股骨下段骨折模型两种,加锁梅花针固定;最后利用股骨下段骨折模型交锁钉固定,每次作下一骨折模型前,用钢片张力带固定前一次的骨折线。依次对正常股骨标本、梅花针固定后的标本、加锁梅花针固定的标本、交锁钉固定的标本进行扭转测试、垂直压缩试验、4点弯曲试验,分析4组试验的实验数据。结果梅花针固定股骨中上段骨折、加锁梅花针固定股骨下段骨折和交锁钉固定的股骨下段骨折抗扭转测试中,均可以达到4Nm抗旋转刚度;轴向压缩试验中最大应变正常组和梅花针组、加锁梅花针组无明显差异,4点弯曲试验中梅花针与加锁梅花针和正常标本的弯曲刚度相近,交锁钉的抗弯曲刚度明显高于其他3者。结论加锁梅花针冶疗股骨中下段骨折,具有良好的生物力学性能,固定效果可靠。     

儿童股骨近端解剖钢板生物力学及三维有限元分析

背景：以往的三维有限元研究多集中在成人骨科生物力学方面。 目的：以三维有限元方法分析儿童股骨近端解剖钢板固定股骨转子下骨折的生物力学性能。 方法：从6具儿童尸体上取股骨12根,X射线排除骨病后分为2组,实验组采用儿童股骨近端解剖钢板固定,对照组采用重建钢板固定。分别进行生物力学实验,测试其轴向压缩、扭转刚度、弯曲刚度。选取1名健康男性儿童进行螺旋CT扫描技术,获得股骨近端图像数据,建立儿童股骨近端三维有限元模型,并进行三维有限元力学分析。 结果与结论：在轴向压缩刚度、扭转刚度上儿童股骨近端解剖钢板与重建钢板两者比较差异无显著性意义(P > 0.05);在抗弯曲刚度上,两者相比差异有显著性意义(P < 0.05)。结果显示儿童股骨近端解剖钢板的抗压能力、抗扭能力上与重建钢板相当,而在抗弯曲能力上强于重建钢板。生物力学三维有限元分析显示儿童股骨近端解剖型钢板的设计符合生物力学原理,具有较好的强度、刚度和稳定性,能够满足对儿童股骨近端骨折固定的需要。儿童股骨近端解剖型钢板对固定股骨转子下骨折具有良好的生物力学性能。     

两种髓内针治疗胫骨中下1/3骨折的生物力学比较

目的：对髓内扩张自锁钉的生物力学性能进行测试，为临床应用提供科学理论依据。方法：采用新鲜成人胫骨12根，制作成中下1／3斜行骨折进行实验；分别用交锁钉、髓内扩张自锁钉内固定，对标本进行抗屈伸、抗侧弯、抗短缩、抗旋转、抗疲劳方面的生物力学测试，评价髓内扩张自锁钉内固定的稳定性；同时比较二种内固定稳定程度的差异性。用Stata软件对实验数据进行分析。结果：髓内扩张自锁钉在抗侧弯、抗疲劳刚度方面强于交锁钉，在抗短缩、抗旋转方面稍差于交锁钉；髓内扩张自锁钉在轴向应力传导方面高于交锁钉；髓内扩张自锁钉抗屈伸性能强于交锁钉。结论：髓内扩张自锁钉具有良好的生物力学性能，有较强的骨折固定作用和稳定性，符合生物学固定的要求。     

胫骨中髓内钉与锁定加压钢板分期修复胫骨开放性骨折的生物力学特点

背景：髓内钉固定和锁定加压钢板相比在开放性骨折中更具优势,具有锁定和加压双重功能,能够较高的保护骨折端的血供,组织创伤少,弹性固定牢,感染率低等优点。 目的：探讨胫骨中髓内钉与锁定加压钢板在分期治疗胫骨开放性骨折中的临床疗效及生物力学性能。 方法：选取于2012年1月至2014年1月潍坊医学院附属青岛市胶州中心医院骨科收治的胫骨开放性骨折患者100例。采用随机对照方法根据患者进行的手术方式分为胫骨中髓内钉组57例,锁定加压钢板组43例。选取潍坊医学院附属青岛市胶州中心医院提供的10具尸体胫骨开放性骨折模型,随机分2组,分别采用胫骨中髓内钉固定和锁定加压钢板固定后,进行三点弯曲实验、轴向压缩实验以及扭转强度实验。 结果与结论：胫骨中髓内钉组患者手术时间、术中出血量显著少于锁定加压钢板组(P < 0.05)。两组患者在切口感染、固定物松动、不愈合等固定后并发症方面差异无显著性意义,均无切口感染。胫骨中髓内钉组标本弯曲实验偏移量、轴向压缩实验偏移量、扭转实验扭转角度,显著小于锁定加压钢板组(P < 0.05)。结果证实,胫骨中髓内钉与锁定加压钢板在分期治疗胫骨开放性骨折中均能获得预期治疗效果,但胫骨中髓内钉生物力学更加稳定,更加符合人体生物力学特性,具有固定坚强、能早期活动,应力遮挡小优点,治疗时根据患者症状、骨折位置等选择合适的材料能够提高疗效。  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