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第一部分 骨折端加压螺钉结合中和钢板固定对老年股骨远端骨折影响的有限元分析目的:有限元分析可以模拟各种垂直及扭转载荷加载的工况,能够进行三维多方向的模拟,避免了实体实验研究的一些缺点。本实验利用三维模拟技术建立老年股骨远端骨折（骨量减少）模型,运用有限元方法分析“单纯钉板系统”与“骨折端加压螺钉结合中和钢板”固定的生物力学稳定性。方法:选取一名健康老年志愿者,骨密度测定确认为骨量减少（T值-1.4）,CT扫描获取图像数据,导入软件Mimics、Geomagic、SolidWork、Ansys进行三维模拟,建立AO/OTA-33A1型股骨远端骨折模型和四种不同结构的内固定模型,分为102 mm长钢板工作长度“单纯钉板系统”固定（A组）、82 mm短钢板工作长度“单纯钉板系统”固定（B组）、102 mm长钢板工作长度“骨折端加压螺钉结合中和钢板”固定（C组）、82 mm短钢板工作长度“骨折端加压螺钉结合中和钢板”固定（D组）。在轴向载荷（350 N,700 N,1400 N,2100 N）和扭转载荷（2 Nm,4 Nm）加载下进行有限元模拟,比较内固定物、股骨近侧端及远侧端的应力分布及应力峰值,评估内固定物、股骨近侧端及远侧端的位移分布及位移峰值,以及骨折断端的剪切位移及轴向位移,同时进行内固定物强度比较。结果:在轴向和扭转载荷下,C组和D组钢板、股骨近侧端的应力峰值分别小于A组和B组,骨折端螺钉固定后,应力峰值从骨折线区域的钢板、近端锁定螺钉孔周围分别转移到骨折线区域的拉力螺钉、拉力螺钉孔周围,而钢板上的应力峰值明显降低;C组和D组钢板、股骨近侧端的位移峰值分别小于A组和B组,骨折端螺钉固定后,位移峰值仍然集中在锁定钢板11号孔周围、股骨头顶端的力学加载位置;C组和D组骨折断端的剪切位移分别小于A组和B组。在轴向载荷下,C组和D组骨折断端的轴向位移分别小于A组及B组。D组内固定物强度最大,C组、B组其次,A组最小。结果提示:在锁定钢板治疗老年股骨远端骨折时,联合骨折端加压螺钉固定后,在102mm长钢板工作长度模型中内固定物可以提供更好的扭转稳定性,在82 mm短钢板工作长度模型中内固定物可以提供更好的轴向稳定性。结论:在骨量减少性长骨骨折中,“骨折端加压螺钉结合中和钢板”固定可以提高内固定物的生物力学强度。第二部分 骨折端加压螺钉结合中和钢板固定对兔骨量减少性股骨骨折愈合影响的实验研究目的:利用肌注甲强龙的方法建立骨量减少性大白兔模型,以骨量减少性实验兔为研究对象,通过建立股骨骨折模型来模拟老年长骨骨折,以骨折端加压螺钉为干预方法,探讨对兔骨量减少性骨折愈合过程的影响。方法:选取新西兰雌性兔36只,随机分为模型组30只和对照组6只,模型组肌注甲强龙,对照组肌注生理盐水。4周后,从模型组中随机选择6只和对照组6只,对L3～L4椎体及股骨近端行骨密度测定,检测血清骨转换指标（P1NP、CTX）,对L5椎体行Micro-CT检测,比较三维骨密度及骨小梁微观结构的改变。将造模成功的24只骨量减少性实验兔建立股骨骨折模型,随机分为单纯钢板组（单纯钉板系统）和拉力螺钉组（骨折端加压螺钉结合中和钢板）,每组12只;术后4、8周两组随机选取6只行X线检测比较骨折愈合情况,处死后取骨折断端骨痂标本,行Micro-CT检测骨组织微观结构的差异,行组织病理分析（HE、Masson及番红固绿染色）进一步观察骨组织成熟度,用TRAP染色研究两组破骨细胞数量的差异性。结果:模型组腰椎骨密度（216±21）mg/cm2,对照组（251±21）mg/cm2,模型组是对照组均值减去1.7个标准差（P＜0.05）;模型组股骨近端骨密度（237±30）mg/cm2,对照组（281±28）mg/cm2,模型组是对照组均值减去1.6个标准差（P＜0.05）。与对照组比较,模型组在血清学指标PINP及CTX均有所提高,组间比较差异显著。模型组腰椎三维骨密度（208.61±18.75）mg/cm3,对照组（243.83±21.17）mg/cm3,模型组是对照组均值减去1.7个标准差（P＜0.05）。骨微结构参数显示,模型组的骨体积分数、骨小梁厚度及骨小梁数量为（30.74±2.81）、（0.15±0.02）、（2.23±0.24）,对照组为（38.31±3.54）、（0.18±0.02）、（2.61±0.27）,模型组降低明显（P＜0.05）;模型组在骨小梁分离度、结构模型指数为（0.26±0.03）、（1.09±0.19）,对照组（0.21±0.03）、（0.76±0.17）,模型组升高明显,组间比较差异显著。X线显示拉力螺钉组骨折愈合较快,8周时单纯钢板组有一例出现骨折延迟愈合。4周时Micro-CT提示,在骨痂组织的骨体积分数、骨小梁厚度及数量上,拉力螺钉组降低明显,组间比较差异显著;拉力螺钉组与单纯钢板组比较,在骨小梁分离度方面升高明显,组间比较差异显著。HE、Masson及番红固绿染色显示拉力螺钉组更早出现成熟骨组织。TRAP染色显示4周时拉力螺钉组破骨细胞数量更少（P＜0.05）。结论:在治疗骨量减少性长骨骨折时,“骨折端加压螺钉结合中和钢板”固定可以实现有效的加压,有助于早期形成骨痂以及骨折的快速愈合。骨折端无拉力螺钉固定时,有发生骨折延迟愈合或骨折不愈合的风险。第三部分骨折端加压螺钉结合中和钢板固定对老年股骨远端骨折愈合影响的临床研究目的:临床分别运用“骨折端加压螺钉结合中和钢板”与“单纯钉板系统”固定,比较两种方法对老年股骨远端骨折愈合的影响。方法:将38例老年股骨远端骨折（A1、A2、C1型）根据骨折断端固定方式的不同分为两组。A组19例患者采用“骨折端加压螺钉结合中和钢板”固定,平均年龄70.5岁,骨密度T值（-1.90±0.57）,骨折端作小切口复位植入拉力螺钉固定,然后微创插入锁定钢板。B组19例患者采用“单纯钉板系统”固定,平均年龄69.4岁,骨密度T值（-1.87±0.62）,运用传统闭合复位技术。结果:A 组的手术时间（78.42 ± 11.19）min,B 组（90.53±12.57）min（P＜0.05）。A 组术中出血量（221.05±76.95）ml,B 组（234.21± 74.63）ml（P＞0.05）。A 组骨痂形成时间（10.37±2.03）周,B组（11.32±2.54）周（P＞0.05）。A组影像学愈合时间（23.95±6.74）周,B 组（31.11±8.43）周（P＜0.05）。术后 3、6、12 月,两组Neer评分无明显差异。B组出现2例畸形愈合病例。结论:“骨折端加压螺钉结合中和钢板”固定老年股骨远端骨折可以缩短手术时间,减少骨折断端间隙,利于骨折早期愈合。