4枚空心钉与3枚空心钉结合支持钢板内固定治疗Pauwels Ⅲ型股骨颈骨折的有限元分析

背景:股骨颈骨折的内固定方式主要采用3枚空心螺钉固定,有学者提出PauwelsⅢ型的股骨颈骨折在应用3枚空心拉力螺钉固定的基础上增加1枚抗旋螺钉,以增强固定效果,收到较好的临床疗效。也有作者提出行切开复位治疗PauwelsⅢ型骨折,采用3枚空心钉附加股骨颈内侧支持钢板,认为切开复位能使骨折端达到解剖复位,减轻关节囊压力,且不增加股骨头血供的破坏,目前也在临床推广使用。对2种内固定方法的生物力学效果优劣未见报道。目的:通过建立4枚空心钉与3枚空心钉结合支持钢板2种内固定治疗PauwelsⅢ型股骨颈骨折的三维有限元模型进行生物力学比较,为临床应用提供参考。方法:利用逆向建模技术,将25岁男性青年健康股骨CT数据及内固定数据导入相关软件,志愿者知情同意,实验方案得到医院伦理委员会批准。分别建立PauwelsⅢ型股骨颈骨折的4枚空心钉与3枚空心钉结合支持钢板三维有限元模型。模拟单腿站立进行加载,比较2组骨折端最大位移、内固定最大Von Mises应力及应力分布等指标。结果与结论:(1)4枚空心钉、3枚空心钉结合支持钢板三维有限元模型的骨折端最大位移分别为0.71 mm和0.43mm;(2)4枚空心钉、3枚空心钉结合支持钢板三维有限元模型VonMises应力分别为436.6MPa和227.2 MPa,3枚螺钉结合支持钢板组应力分布更加均匀,更符合正常股骨生物力学特点;(3)表明2种内固定方式均能提供良好的固定强度,但3枚空心钉结合支持钢板相较4枚空心钉固定稳定性更好,应力分布更均匀,是治疗PauwelsⅢ型股骨颈骨折的较好选择。