青壮年Pauwels Ⅲ型股骨颈骨折3种内固定方案的生物力学分析

张子义; 覃祺; 阿里木江·玉苏甫; 刘宇哲; 玉素甫·热合曼; 冉建

doi:10.12307/2025.849

摘要：背景:青壮年PauwelsⅢ型股骨颈骨折的治疗极为棘手,内固定治疗PauwelsⅢ型股骨颈骨折时,不仅需保障内固定物的机械稳固性,更要确保其能够抵抗剪切、压缩和张力的冲击,防止在骨折愈合过程中内固定物因疲劳而断裂或松动.然而,现有的内固定方式还不能完全满足要求. 目的:期望能够为临床治疗青壮年PauwelsⅢ型股骨颈骨折时,提供更为合理、有效的内固定方式选择,从而优化治疗效果,减少并发症的发生,提高患者的康复速度和生活质量. 方法:利用志愿者股骨CT数据构建了Pauwels角为70°的股骨颈骨折模型,设置3种置入方式:①股骨颈动力交叉钉系统组:股骨颈动力交叉钉系统主钉位于股骨颈轴位中心;②联合组:股骨颈动力交叉钉系统主钉位于股骨颈轴位的偏下1/3,1枚空心钉位于股骨颈轴位的偏上1/3;③空心钉组:3枚空心钉的布置以经典的倒三角形状排列,确保固定效果的最大化.分析3种不同内固定方式下股骨近端骨折块和内固定装置的应力分布和位移; 结果与结论:①3组股骨近端模型的应力均集中在骨折线附近,联合组(201.10 MPa)＜股骨颈动力交叉钉系统组(222.25 MPa)＜空心钉组(271.25 MPa);②股骨近端移位峰值均位于顶部,联合组(6.33 mm)＜股骨颈动力交叉钉系统组(9.37 mm)＜空心钉组(9.92 mm);③内固定应力均集中于骨折断端处的螺钉表面,并从该处向两侧逐渐延伸,空心钉组(136.67 MPa)＜联合组(201.10 MPa)＜股骨颈动力交叉钉系统组(222.25 MPa);④内固定装置模型位移最大处均位于内固定物的最顶端,3组均由顶部至远端逐渐减小,位移峰值分别为:联合组(6.21 mm)＜股骨颈动力交叉钉系统组(9.19 mm)＜空心钉组(9.51 mm);⑤3组模型的近端骨块应力主要集中在骨折断端,特别是在骨折端靠下方的区域,这表明这些区域在力学传递过程中承受了较大的应力和应变,联合组(24.96 MPa)＜股骨颈动力交叉钉系统组(39.69 MPa)＜空心钉组(44.47 MPa);⑥结果说明股骨颈动力交叉钉系统联合空心钉在冠状面呈平行排列的内固定策略,相较于单一的股骨颈动力交叉钉系统固定或倒三角形空心钉固定,展现出了更高的生物力学稳定性,为青壮年PauwelsⅢ型股骨颈骨折提供了更为可靠和有效的治疗方案.