膨脹式空心加壓螺釘?shù)难兄婆c生物力學(xué)研究.pdf

1、股骨頸骨折是一種常見(jiàn)的創(chuàng)傷，多見(jiàn)于老年人。隨著社會(huì)的發(fā)展，兒童及青壯年股骨頸骨折的發(fā)病率也逐漸上升。許多學(xué)者設(shè)計(jì)了多種用于股骨頸骨折內(nèi)固定材料，但是對(duì)于股骨頸骨折特殊的生物力學(xué)特性而言，均各有利弊。傳統(tǒng)的內(nèi)固定器械存在的明顯缺點(diǎn)是：骨折兩端應(yīng)力相差懸殊，股骨頸上部應(yīng)力較高，影響治療效果及愈后恢復(fù)；同時(shí)由于抗壓、抗彎、抗扭轉(zhuǎn)能力存在不足，適用的范圍較局限，且容易發(fā)生脫釘、固定不牢固引起的股骨頭轉(zhuǎn)動(dòng)及螺釘切出股骨頭等[1,2]。由于股骨頭生

2、物力學(xué)復(fù)雜性及局部血供的特殊性，股骨頭缺血壞死(ANFH)的發(fā)生率仍高達(dá)20％～40％。對(duì)老年人的股骨頸骨折來(lái)說(shuō)，由于骨質(zhì)疏松的存在，內(nèi)固定對(duì)骨質(zhì)的把持力較弱，易造成螺釘?shù)乃蓜?dòng)、骨折移位等，更增加了骨折不愈合率和股骨頭壞死率[3,4]。因此，在不影響局部血供的前提下，增加股骨頸解剖范圍內(nèi)骨螺釘界面的把持力可提高固定的可靠性和穩(wěn)定性。本研究的目的在于探討能夠提供更優(yōu)越的生物力學(xué)性能，更加適用于松質(zhì)骨特別是老年股骨頸骨折的內(nèi)固定方法。

3、>　　本課題進(jìn)行了以下三方面的研究：1）設(shè)計(jì)出膨脹式空心加壓螺釘（expansioncannulatedscrews,ECS）。該螺釘利用機(jī)械膨脹的原理，通過(guò)擰入內(nèi)栓，在不增加股骨頸處螺釘直徑的基礎(chǔ)上，使植入股骨頭內(nèi)部的螺釘尖部直徑增加，從而提高握持力；2）在福爾馬林浸泡國(guó)人成年尸體股骨標(biāo)本上，通過(guò)與目前臨床上常用的空心加壓螺釘(cannulatedcompressionscrews,CCS)進(jìn)行對(duì)照研究，對(duì)膨脹式空心加壓螺釘進(jìn)行最大軸

4、向拔出實(shí)驗(yàn)，抗旋轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)和最大抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)，對(duì)膨脹式空心加壓螺釘固定的可靠性進(jìn)行系統(tǒng)的生物力學(xué)測(cè)試與評(píng)價(jià)；3）與CCS螺釘進(jìn)行對(duì)照研究，通過(guò)周期載荷疲勞試驗(yàn)和三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)，對(duì)膨脹式空心加壓螺釘?shù)臋C(jī)械性能進(jìn)行測(cè)試與評(píng)價(jià)。
　　對(duì)植入股骨頸及頭部的膨脹式空心加壓螺釘膨脹部的最大直徑進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量X線(xiàn)片中擰入股骨頸部ECS螺釘膨脹部大小可見(jiàn)，固定后其增加1～1.8mm范圍不等，平均增加1.3mm。螺釘拔出后，經(jīng)游標(biāo)卡尺測(cè)量，膨脹部最大直徑

5、增加在1.3～1.8mm范圍不等，平均增加1.5mm。所有膨脹式空心加壓螺釘均達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)目的。
　　生物力學(xué)測(cè)試結(jié)果顯示：以相同數(shù)目膨脹式空心加壓螺釘進(jìn)行固定的股骨標(biāo)本其最大抗壓強(qiáng)度及抗旋轉(zhuǎn)角度明顯優(yōu)于空心加壓螺釘；而2枚ECS與3枚CCS的固定效果無(wú)明顯差別；其最大軸向拔出力也顯著高于目前常用的空心加壓螺釘。
　　機(jī)械性能測(cè)試結(jié)果顯示：所有膨脹式空心加壓螺釘均可耐受50萬(wàn)次周期載荷，未出現(xiàn)疲勞現(xiàn)象。膨脹式空心加壓螺釘?shù)目?/p>

6、心結(jié)構(gòu)未對(duì)螺釘?shù)哪推谛阅墚a(chǎn)生明顯影響。三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)中，盡管膨脹式空心加壓螺釘?shù)撵o態(tài)抗折斷強(qiáng)度小于對(duì)照的空心加壓螺釘，但其抗折斷強(qiáng)度仍有0.98KN，足以承受正常股骨頸所承受的最大載荷。
　　分析本實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以得出如下結(jié)論：1）膨脹式空心加壓螺釘較空心加壓螺釘具有更可靠的初次固定性能；2）在特定情況下運(yùn)用2枚膨脹式空心加壓螺釘進(jìn)行固定可以達(dá)到與傳統(tǒng)3枚空心加壓螺釘螺釘固定基本相同的固定效果；3）膨脹式空心加壓螺釘?shù)哪推趶?qiáng)度并未