骨质疏松性股骨髁上骨折锁定与非锁定螺钉混合固定的力学模拟实验

目前，在股骨髁上骨折的手术治疗中，锁定钢板固定技术的临床应用已经较为广泛。根据股骨髁上骨折复位需要，锁定螺孔中置入非锁定拉力螺钉是一项经常采用的混合固定技术。但这种混合固定方式的生物力学性能如何，尚未见相关研究报道。近日，美国莱特州立大学骨科及生物医学研究所的Dave J. Dalstrom, MD等采用骨质疏松性股骨髁上骨折锁定钢板固定模型，对其骨干部分锁定螺钉的位置、数量的力学效应进行了实验研究，并在最近一期的J Orthop Trauma上公布了其研究结果。

在该研究中，作者将骨质疏松股骨髁上骨折模型分为4组，每组5例模型标本，每组采用不同的锁定钢板螺钉固定方式实施骨干部分的固定。4个实验组的螺钉固定方式分别为，4枚非锁定螺钉（NL组）；1枚临近骨折断端的锁定螺钉联合3枚非锁定螺钉（CL组）；1枚置于最近端锁定孔中的锁定螺钉联合3枚非锁定螺钉（FL组）；2枚置于两端的锁定螺钉联合2枚置于中间的非锁定螺钉（DL组）。将4个实验组进一步归为闭合锁定组（CCL组，包括CL组和DL组）和非闭合锁定组（CNCL组，包括FL组和NL组）。所有螺钉均以4 Nm扭矩置入。股骨远端关节部分的固定结构4个实验组一致。力学测试中沿骨模型标本长轴以50,000/2 Hz对其施加65 Nm双向扭矩、700 N轴向载荷。

图1.模型干垢端采用5-mm空心锁定螺钉固定，骨干部分只置入4枚螺钉。

图2.股骨远端模型标本的截骨及钢板、螺钉固定。

图3.骨干部分的不同螺钉固定结构模式图。

图4.将模型标本安装到测试装置中。

实验结果显示，4组钢板、螺钉固定结构的平均拔出扭矩、轴向刚度以及扭矩刚度无显著差别。但CCL组包括非锁定螺钉在内的所有螺钉其拔出扭矩显著高于CNCL组（P = 0.032/ 0.017），两种螺钉固定结构中以锁定螺钉的拔出扭矩更高。CCL组中未见载荷失败出现，而CNCL组中10例标本中5例出现载荷失败（P = 0.033）。

该研究结果提示，在实施锁定螺钉与非锁定螺钉混合固定方式时，将锁定螺钉置于临近骨折断端的位置更有助于维持临近的非锁定螺钉拔出扭矩，防止其载荷失败。在骨干的近端置入锁定螺钉不利于维持临近非锁定螺钉的扭矩。相比将1枚锁定螺钉置于近骨折部位，将两枚锁定螺钉分别置于骨干的两端其在螺钉拔出扭矩失败方面并无优势。

表1.4组的测试结果比较

表2.CCL与CNCL组的测试结果比较

【编者按】通过锁定钢板实施股骨髁上骨折的内固定手术治疗中，手术医生往往需要采用普通非锁定螺钉实施骨折的复位，这种情况下，如何选择普通螺钉的置钉位置是一个值得关注的现实问题。本研究尽管为一项力学模拟实验，但可在一定程度上提示，非锁定螺钉的置入位置最好避免位于骨折断端最近的螺孔中。而在临近骨折断端置入锁定螺钉有利于对临近非锁定螺钉的拔出保护。

The Protective Effect of Locking Screw Placement on Nonlocking Screw Extraction Torque in an Osteoporotic Supracondylar Femur Fracture Model