三参数模型计算股骨颈松质骨压缩蠕变方程

背景：无论是人工关节的研究还是股骨颈骨折内外固定都需要了解股骨颈松质骨的蠕变力学特性。 目的：通过实验定量得出股骨颈蠕变与时间的变化规律。 方法：在电子万能试验机上对股骨颈松质骨8个试样进行蠕变实验。模拟人体体温36.5 ℃的温度场下进行实验,蠕变实验的应力增加速度为0.11 MPa/s。设定实验时间为7 200 s,采集100个数据以三参数模型处理实验数据。 结果与结论：股骨颈松质骨蠕变,最初600 s变化较快,之后应变缓慢上升,7 200 s蠕变量为0.84%。结果显示蠕变曲线是以指数关系变化的,三参数模型能很好的拟合股骨颈松质骨的蠕变曲线和方程。     

两种股骨颈骨折内固定物的物理参数比较**☆

背景：3枚空心松质骨拉力螺钉内固定已经成为股骨颈骨折内固定的标准操作技术，但其并发症较多，改进内置物的设计是减少并发症的途径之一。课题组设计了一种新型的内固定物，即自锁空心加压防旋转刀片，并对其进行了一系列研究。 目的：比较两种股骨颈骨折内固定物-自锁空心加压防旋转刀片与AO7.3 mm空心钉的物理参数。 设计、时间及地点：随机对照实验，于2008-04/07在北京大学人民医院创伤骨科实验室完成。 材料：8对尸体骨来源于北京大学医学部解剖学教研室，自锁空心加压防旋转刀片由北京航空航天大学机械学院加工车间制作。 方法：将8对尸体骨标本随机分为自锁空心加压防旋转刀片固定组和7.3 mm空心钉固定组，于股骨颈最窄处截骨，制作经颈型股骨颈骨折模型，测定每个标本的骨折断面面积以及股骨头的体积。然后直视下复位骨折，按照预先设计的操作步骤分别应用自锁空心加压防旋刀片和AO7.3 mm空心钉进行固定；在固定完毕后的X射线片上测定内固定物在股骨头内的深度，计算体积。 主要观察指标：内置物截面积/骨折断面面积以及内置物体积/股骨头体积。 结果：两组骨折断面面积、内置物截面积/骨折断面面积、股骨头体积比较差异均无显著性（P > 0.05）。空心钉组内置物体积、内置物体积与股骨头体积的比值大于自锁空心加压防旋刀片组(P < 0.05)。 结论：与AO7.3 mm空心钉相比，自锁空心加压防旋刀片固定股骨颈骨折，减小了内置物所占股骨头空间，减少了内置物的数量，明显简化了操作难度，创伤小，有可能替代空心松质骨拉力螺钉成为治疗股骨颈骨折的首选内固定物。     

骨折髋支撑关节治疗股骨颈骨折的有限元力学分析*

背景：股骨颈骨折除关节置换以外,其他治疗方法均存在股骨颈骨折愈合缓慢,预后差,并发症多,长时间不能负重的问题。课题组研制的骨折髋支撑关节是一种新型、非限制型髋关节支撑器,集骨折固定与关节支撑于一体,攻关年轻人股骨颈骨折并发症防治难题。 目的：分析骨折髋支撑关节治疗股骨颈骨折的力学效应。 方法：采用AutoCAD导入方式建立3组2D有限元模型,即正常髋关节、股骨颈骨折2钉固定、2钉固定+骨折髋支撑关节模型。选用ANSYS(PLANE82)划分网格二维4节点单元,等同条件下分别完成计算。 结果与结论：正常髋关节组、股骨颈骨折2钉固定组的股骨头承重区应力峰值为1.029,1.63 MPa,2钉固定+骨折髋支撑关节组仅为0.1~0.4 MPa。股骨颈骨折2钉固定组的骨折固定螺丝钉应力峰值为37.186 MPa,2钉固定+骨折髋支撑关节组仅为7.474 MPa。结果提示,在多钉固定基础上安装骨折髋支撑关节,可保护股骨颈和股骨头修复愈合,为年轻人股骨颈骨折治疗展现了良好的前景。 关键词：骨折髋支撑关节;骨股颈骨折;有限元分析;压力;数字化医学     

动力髋螺钉与锁定加压接骨板置入内固定治疗高龄老年股骨转子间骨折的效果比较

背景：治疗股骨转子间骨折的内固定有动力髋螺钉、Gamma钉、股骨近端交锁髓内钉等,究竟使用何种内固定目前仍存在争议。 目的：比较传统动力髋螺钉与锁定加压接骨板治疗老年股骨转子间骨折临床疗效的差异。 方法：2007-06/2010-03收治老年股骨转子间骨折96例,分别采用动力髋螺钉与锁定加压接骨板治疗各48例,两组患者性别、年龄、骨折类型、致伤原因等情况匹配。股骨近端锁定加压接骨板采用00Cr18Ni14Mo3不锈钢、Ti6Al4V钛合金或纯钛,部分钛合金或纯钛产品表面经阳极化处理,非灭菌包装。动力髋螺钉内固定弹性模量接近人体骨,耐体液电解,耐腐蚀强,性质稳定。比较两组患者手术时间、术中出血量、伤口引流量、骨折愈合时间及内固定后髋关节功能恢复情况。 结果与结论：与动力髋螺钉组相比,锁定加压接骨板组的手术时间及骨折愈合时间均明显缩短,术中出血量明显减少(P < 0.01)。锁定加压接骨板组髋关节功能恢复优良率显著高于动力髋螺钉组(94.6%,87.9%,P < 0.01)。提示与传统动力髋螺钉相比,锁定加压接骨板内固定治疗高龄股骨转子间骨折生物力学更合理,操作简便、微创、固定稳固、骨折易愈合,尤其适用于骨质疏松或老年患者。     

股骨干骨折髓内置钉治疗骨折不愈合20例：附加钢板结合植骨的有效性★

背景：前交锁髓内钉是大部分股骨干骨折的首选治疗方法，纵观目前对于股骨干骨折髓内钉治疗后骨折不愈合的治疗方法，主要集中在更换原有髓内钉和改用钢板固定并植骨治疗方面，手术创伤大，费用高，术后不能早期功能锻炼，患者不易接受。 目的：随访观察不更换原有髄内钉，直接附加钢板结合植骨治疗股骨干骨折髓内钉固定后骨折不愈合的效果。 方法：回顾分析保定市第一医院骨外科2006-02/2008-12收治的20例股骨干骨折交锁髓内钉固定后不愈合患者，采用不更换原有髄内钉直接附加钢板并结合植骨的方法治疗。手术采用外侧切口，骨折端周围骨膜及骨痂给予保留，清理骨折端的纤维组织及硬化骨，术中检查骨折端稳定性差，于股骨前外或后外侧给予用7~9孔窄有限接触钢板固定，固定钢板处不剥离骨膜，骨折远近端各用3枚螺钉固定，固定后骨折端稳定，取自体髂骨植于骨折端，植骨后不负重或部分负重功能锻炼，骨折愈合后完全负重。 结果与结论：20例患者均得到随访，随访时间8~12个月，骨折全部愈合，愈合时间3~10个月，平均5个月，术后肢体活动良好。附加钢板结合植骨治疗股骨干骨折髓内钉固定后骨折不愈合，手术操作创伤小，可以综合交锁髓内钉和钢板内固定的优点，克服这两种内固定的不足，提高骨折固定稳定性，使患者早期进行功能锻练，促进骨折愈合，是一种简单有效的治疗方法。 关键词：交锁髓内钉；钢板；股骨干骨折；植骨；骨折不愈合；硬组织植入物     

髋部髓内加压螺钉和股骨近端短重建钉置入后的生物稳定性比较：随机对照

背景：髋部髓内加压螺钉和股骨近端短重建钉因手术操作简单,以及针对亚洲人的特殊设计,适合应用于股骨转子间骨折,但是目前缺乏两者临床疗效比较的研究报道。 目的：比较髋部髓内加压螺钉和股骨近端短重建钉置入治疗股骨转子间骨折的效果。 方法：将215例股骨转子间骨折患者抽签随机分为2组干预：髓内加压螺钉组110例,股骨近端短重建钉组105例,通过观察失血量、输血量、手术时间、死亡率、术后并发症、行走能力等指标比较两组的临床疗效。 结果与结论：两组术中失血量、输血量、手术时间及死亡率差异均无显著性意义。髓内加压螺钉组35例能够独立步行,57例需要步行辅助器行走,18例无法行走。股骨近端短重建钉组28例患者能够独立步行,48例需要步行辅助器行走,29例无法行走。髓内加压螺钉组活动功能优于股骨近端短重建钉组(P < 0.05),并发症发生率低于股骨近端短重建钉组。表明髓内加压螺钉相对于股骨近端短重建钉能方便、准确、稳定的进行骨折内固定,并且提供术中加压,促进骨折愈合,并发症率较低,更适合应用于转子间骨折。     

三种不同金属植入物内固定治疗老年股骨转子间骨折99例的随机对照

背景：目前治疗股骨转子间骨折的方法主要为动力髋螺钉,Gamma钉和股骨近端带锁髓内钉3种,究竟何种内固定更为安全、有效、可靠目前仍存在争议。 目的：对比3种不同内固定治疗老年股骨转子间骨折的临床疗效。 方法：选取石河子市人民医院骨一科2007-10/2009-12收治的股骨转子间骨折患者90例,依据治疗方式的不同,随机分为动力髋螺钉(DHS)组、Gamma钉组和股骨近端带锁髓内钉(PFNA)组。比较3组患者的内固定时间、出血量、住院时间、骨折愈合及并发症发生情况。 结果与结论：90例患者均获得随访,随访时间12~26个月,PFNA组总有效率较DHS组和Gamma钉组高,但差异无显著性意义(P > 0.05)。PFNA组内固定时间、出血量及住院时间均短于DHS组和Gamma钉组(P < 0.05),PFNA组骨痂出现时间和骨折愈合时间与DHS组和Gamma钉组相比差异无显著性意义(P > 0.05)。PFNA组内固定并发症明显低于DHS组和Gamma钉组(P < 0.05)。提示PFNA对骨折端的血循环影响小和骨质破坏少,固定更为牢靠,是治疗老年股骨转子间骨折较为合理的方法。     

交锁髓内钉置入治疗股骨干骨折术后钢板断裂：同一机构5年20例资料分析

背景：近年来,交锁髓内钉逐渐应用于治疗股骨干骨折内固定失败患者。 目的：探讨交锁髓内钉联合植骨术治疗股骨干骨折术后钢板断裂的方法及疗效。 方法：回顾性分析20例股骨干骨折术后钢板断裂患者,普通钢板13例,加压钢板7例。行钢板螺钉取出后均在C型臂X线机透视下行交锁髓内钉固定联合植骨术治疗。均为静力固定,远近端各有两枚锁钉,术后评价其疗效及骨折愈合时间。 结果与结论：所有患者随访10~36个月(平均16.2个月)。按照Hohl功能评价方法评价临床结果优12例,良6例,中2例,差0例,优良率90%。骨折全部愈合,愈合时间5~12个月,平均7.4个月。表明交锁髓内钉联合植骨术疗效可靠,并发症少,骨折愈合满意,是治疗股骨干骨折术后钢板断裂理想的治疗方法之一。     

三种髓内钉置入固定治疗胫骨骨折79例比较

选择惠东黄埠医院骨科收治的胫骨骨折患者79例,男47例,女32例,年龄16~73岁;开放性骨折19例,闭合性骨折60例。79例患者中交锁髓内钉固定治疗48例,旋入式自锁钉固定治疗19例,自动加压交锁髓内钉固定治疗12例。手术均顺利完成,交锁髓内钉固定组的平均手术时间为(102±10) min,旋入式自锁钉固定组平均(65±10) min,自动加压交锁髓内钉固定组平均(100±10) min。79例患者均获得随访,平均6~10个月。交锁髓内钉固定组断钉1例,伤口浅表感染1例,骨延迟愈合3例;骨折平均愈合时间(21.0±3.2)周;Johner-Wruh法评定功能恢复优良率(85.42±5.20)%。旋入式自锁钉固定组骨折延迟愈合1例,骨折移位1例;平均骨折愈合时间(20.0±3.6)周;优良率(84.21±4.10)%。自动加压交锁髓内钉固定组脱钉1例,伤口浅表感染1例;平均骨折愈合时间(17.0±2.8)周;优良率(91.67±3.70)%。3组功能恢复优良率自动加压交锁髓内钉固定组与其他两组相比,差异有显著性意义(P < 0.05),自动加压交锁髓内钉效果最好。提示自动加压交锁髓内钉较传统的交锁钉愈合时间快。     

经皮加压钢板系统和倒置微创内固定系统置入治疗老年股骨转子间骨折的半年随访

背景：近年来以股骨近端髓内钉、防旋股骨近端髓内钉为代表的髓内固定系统治疗股骨转子间骨折报道较多,但两者比较分析的研究较少。 目的：探讨经皮加压钢板和倒置微创内固定两种治疗股骨转子间骨折的临床效果。 方法：经皮加压钢板置入21例,倒置微创系统置入15例,年龄65~91岁。观察置入后并发症及髋关节功能Harris评分。 结果与结论：全部获得随访6个月,髋关节功能经皮加压钢板组优良率87%,倒置微创内固定组87%。两组患者并发症少,没有患者发生钢板螺钉松动断裂、深静脉血栓形成、髋内翻。提示对于使用髓内固定系统有困难的老年股骨转子间骨折,用此两种微创髓外固定系统也可达到理想的治疗效果。     

磁共振三维血管成像技术评估股骨颈骨折股骨头血运状态

背景：国内外临床上判断股骨颈骨折后股骨头局部血运的方法较多，但使用时缺点较多，尤其是不能准确判断股骨颈骨折后周围2，3级血管的情况。 目的：利用磁共振三维血管成像技术评估股骨颈骨折股骨头血运状况，为手术方式的选择提供依据。 方法：选择2008-07/12宜春学院临床医学院收治的未行磁共振及三维血管成像检查16例股骨颈骨折患者，行闭合复位两枚双头加压螺钉固定(对照组)。选择2009-01/2011-02收治的行磁共振及三维血管成像检查的股骨颈骨折患者33例，根据检查结果对患侧旋股内侧动脉情况良好的30例行闭合复位两枚双头加压螺钉固定(实验组)，另3例行髋关节置换。 结果与结论：对照组中11例骨性愈合，5例出现股骨颈吸收，需行二次手术；实验组中29例骨性愈合，1例需行二次手术。说明磁共振三维成像技术能够清晰地显示骨颈骨折周围2~3级血管成像，指导手术选择，对预后做出较准确判断，减少二次手术的发生。     

高选择血管造影与Garden分型预测C臂指导下行闭合空心钉置入固定股骨颈骨折治疗效果的比较*

目的：比较高选择血管造影与Garden分型预测以C臂指导完成闭合空心钉置入固定的股骨颈骨折治疗效果的准确性。 方法：选择2004-03/2009-01湖北省武汉市第五医院(江汉大学附属第二医院)骨科和武汉大学中南医院骨科收治的成人单侧股骨颈骨折50例,男32例,女18例。根据患者意愿采用高选择血管造影与Garden分型各25例,比较两组空心钉置入内固定治疗后股骨头坏死的发生率。 结果：两组患者术后随访最短个6月,最长60个月。DSA组Ⅰ型5例,Ⅱ型6例,Ⅲ型14例;Garden组Ⅰ型4例,Ⅱ型8例,Ⅲ、Ⅳ型13例。DSA组Ⅰ、Ⅱ型无股骨头坏死,Ⅲ型股骨头坏死14例;Garden组Ⅰ型无股骨头坏死,Ⅱ型股骨头坏死1例,Ⅲ、Ⅳ型股骨头坏死13例。两组比较差异无显著性意义(P > 0.05)。 结论：高选择血管造影显示血管的多少与Garden分型基本一致,但它能直观地了解股骨头的血供情况,可以根据残存支持带血管的多少来判断各型股骨颈骨折治疗后的效果及预后。     

数字散斑法加载100 N与500 N测量胫骨干骨折内固定下的位移

背景：以往研究多以传感器研究钢板置入内固定治疗骨折生物力学特点,存在直接接触、精度低等缺点。 目的：以数字散斑法测试成人胫骨加压钢板内固定中骨折断端第4颗和第5颗螺钉在不同拉力条件下的平均位移。 方法：测试之前在所有成人胫骨标本表面喷涂银漆粉,用于数字散斑测量。横行截断胫骨中点,制造胫骨干中段骨折模型。将加压钢板置入胫骨后外侧骨膜下,骨折端两侧各4枚螺钉穿透4层骨皮质。标本分6个状态：A,8枚螺钉加压胫骨内固定(未锯断,模拟骨愈合状态);B,在A组的基础上胫骨中点锯断;C,在B组的基础上去掉上面第1颗螺钉;D,在C组的基础上去掉下面第1颗螺钉;E,在D组的基础上去掉上面第2颗螺钉;F,在E组的基础上去掉下面第2颗螺钉,按A~F组测量顺序进行测量。在100,500 N拉力下,用CSS-44100型电子万能试验机进行加载拉力测量骨折断端近侧第4颗与第5螺钉的位移。 结果与结论：方差分析显示在100 N拉力下(F=3.107),A组与F组比较方差的P < 0.05;在500 N拉力下(F=4.719),A组与F组比较方差的P值< 0.05。说明靠近骨折线的螺钉承受较大的应力,容易断裂,在加压钢板内固定治疗胫骨骨折时,经过推断假定其螺钉直径建议增加1.0~2.0 mm。     

定量分析钢板及椎弓根钉固定脊柱骨折脱位后的应力松弛

背景：正常范围的应力松弛有利于各种骨折内外固定之后的再造和重建,一定的应力松弛可缓解过度的坚强固定而产生的应力遮挡效应。 目的：通过模拟脊柱L1~2骨折脱位,以钢板和髓内钉固定后对标本进行轴向压缩应力松弛实验,从流变学角度对临床治疗脊柱骨折脱位的2种固定器进行定量分析。 设计、时间及地点：配对检验设计实验,于2006-06/2007-02在吉林大学力学实验中心完成。 材料：实验所用8个正常国人尸体T8~L4脊柱标本由白求恩医科大学解剖教研室提供。 方法：将8个标本在椎体锯开,模拟L1椎体骨折脱位。分为2组,即钢板固定组及椎弓根钉固定组,n=4。分别将2组标本放入装有生理盐水的有机玻璃缸内,置于电子万能实验工作台上,驱动机器以50%/min的应变增加速度进行实验,设定时间为7 200 s,采集100个数据,达到设定时间后计算机自动输出实验数据和曲线。 主要观察指标：应力松弛数据和曲线,应力与时间的变化规律。 结果：得出了2组标本的应力松弛数据及归一化应力松弛函数数据和曲线,建立了归一化应力松弛函数方程。钢板组、椎弓根钉组的7 200 s应力松弛量分别为0.62,0.629 MPa,椎弓根钉组大于钢板组,但差异无显著性意义(P > 0.05)。 结论：回归分析的方法能准确地处理应力松弛实验数据,钢板及椎弓根钉的7 200 s应力松弛量差异不显著。     

LISS-DF钢板近端螺钉不同固定方式的力学分析

背景：近年来LISS-DF钢板在临床上得到了广泛应用,随访过程出现了近端螺钉松动、退出的现象,这种现象与近端螺钉的单皮质固定是否存在着相关性尚无定论。 目的：探讨LISS-DF钢板近端螺钉单双皮质不同组合方式固定的力学特性。 方法：用185根新鲜羊股骨,造成股骨远端AO33-A3型骨折模型,均采用5孔LISS-DF钢板通过骨折近端螺钉单双皮质不同组合方式固定,分别作拔出、扭转力学实验,寻找理想的固定方式。 结果与结论：骨折远、近端螺钉常规固定4孔,拔出实验显示：骨折近端螺钉第1、3双皮质、2、4双皮质及1、4双皮质固定时,骨折两端的抗拔出力无显著性差异(P > 0.05)。扭转实验显示：第1、3孔、2、4孔和1、4孔双皮质固定时的抗扭矩值大比较接近,其中1、3孔、2、4孔比较,无显著性差异(P > 0.05),其余各组之间比较差异显著(P < 0.05)。提示,采用相同规格的LISS-DF钢板治疗股骨远端骨折时,骨折近端螺钉第1、3孔或2、4孔双皮质组合方式固定时,骨折两端的钢板螺钉固定强度的平衡性好,同时在对抗扭转和抗拔出方面明显优于其他组合固定方式。     

数字散斑法加载200~400 N测量股骨干骨折髓内钉置入内固定下的形变

背景：髓内钉置入内固定治疗长骨骨折易发生螺钉断裂致骨畸形。将光学测量技术应用到生物医学领域中,能更精确的分析螺钉断裂的特点。 目的：以数字散斑法测量股骨髓内钉交锁螺钉的形变。 方法：取4根成人无名尸体防腐股骨标本,制作股骨中1/2交锁髓内钉内固定模型。4枚锁钉从上到下标记为1,2,3,4。每具标本按A~D组顺序进行测试,A组：安装交锁髓内钉模拟骨折愈合;B组：在A组基础上股骨中段横形锯断2次,即中点锯断1次,中点下5 cm处行第2次锯断,模拟较复杂型骨折;C组：在B组的基础上上端去除1枚锁钉;D组：在C组基础上下端去除1枚锁钉。在200,300,400 N拉力下,以数字散斑相关软件测量各组第4锁钉的形变。 结果与结论：在300 N拉力下,B组与C组锁钉形变差异有显著性意义(P < 0.05)。提示在载荷递增到300 N的过程中,在股骨干骨折愈合过程中远端靠近骨折线之锁钉将产生较大的应变,此钉极易发生疲劳性断裂。     

伤椎椎弓根置钉治疗胸腰椎压缩性骨折的三维有限元分析*

背景：有文献报道伤椎置钉技术较传统4钉跨阶段固定具有更强的牢固性,可有效避免内固定的松动断裂,但其生物力学机制研究尚显不足。 目的：构建脊柱胸腰椎单纯压缩性骨折的三维有限元模型,探讨伤椎附加椎弓根螺钉置入治疗胸腰椎压缩性骨折的生物力学效应。 方法：将一T12椎体压缩性骨折患者脊柱胸腰段超薄CT扫描数据输入Mimics软件中,构建T12椎体压缩性骨折的有限元模型,在此模型基础上模拟伤椎置6钉和跨节段4钉内固定,对两个模型分别施加垂直压缩、前屈、后伸、左屈及右旋载荷。 结果与结论：两组固定模式各种载荷下的应力均集中在螺钉根部,在垂直载荷下,螺钉的应力最小,右旋和左屈载荷下的应力最大;在垂直压缩、前屈、后伸、左侧弯及右旋运动下,上位螺钉较下位螺钉应力大(P < 0.05)。伤椎置6钉固定组螺钉应力较跨节段4钉固定组小(P < 0.05)。两组T11椎体最大位移无差别。表明伤椎附加椎弓根螺钉置入可以优化内固定的载荷,减少断钉率。     

Biomechanical effect of the extent of vertebral body fracture on the thoracolumbar spine with pedicle screw fixation: an in vitro study.

A fractured vertebra does not transfer load as effectively as the intact vertebra. Patients who undergo surgery using short-segment pedicle screw instrumentation for middle-column injury may experience implant failure when vertebral body comminution is ignored. The purpose of this study was to investigate biomechanical effects of the extent of vertebral body fracture on the thoracolumbar spine after pedicle screw fixation and to evaluate the biomechanical role of anterior reconstruction. Twelve fresh porcine T12-L3 specimens were harvested and divided into two groups. A 2-mm drill bit was used to create holes in the L1 vertebra with two different extents: 1/6 and 1/3 vertebral body involvement. After the pre-injury had been created, specimens were subjected to flexion-compression to create a fracture in the body of the spine. Stiffness under axial-compression and flexion-compression were measured in intact specimens, after the fractured segments had been stabilized using transpedicular fixation, and after transpedicular fixation with anterior grafting. Despite fixation of the injured spine with pedicle screw instrumentation, the axial-compression and flexion-compression stiffness was still significantly lower than that of the intact group (p<0.01). The stiffness was associated with the extent of vertebral body involvement; 1/6 vertebral body involvement was stiffer than the 1/3 involvement (p<0.01). Additional anterior grafting significantly improved stiffness compared with posterior fixation alone (p<0.01), and restored stiffness to the intact level. In any state, stiffness under axial-compression was always significantly greater than that under flexion-compression (p<0.01). In conclusion, transpedicular fixation alone cannot provide sufficient stability for thoracolumbar fractures; the construct stability is related to the extent of vertebral body involvement. Recovering mechanical properties of the anterior and middle spinal column is a valuable measure for reducing the load-sharing of the posterior instrument.