目的:股骨头缺血性坏死(avascular necrosis of the femoral head,ANFH)是骨科常见疾病之一,由于多种原因导致的股骨头局部血运障碍,从而进一步出现骨细胞坏死,骨小梁断裂,股骨头塌陷,导致髋关节功能丧失的一种病变,严重影响患者的生活和工作,而且ANFH塌陷率非常高,股骨头一旦塌陷,约87%患者因髋关节功能障碍而需行人工全髋关节置换术,但中长期疗效仍不满意。如能在病变的早期预测及采取有效的措施,恢复股骨头内正常的力学结构,大部分患者可避免出现股骨头塌陷。目前研究证实股骨头塌陷与坏死部位、坏死范围、负重以及年龄等因素有关,其中坏死部位及范围影响最大。本实验的目的是研究股骨头坏死的软骨下骨厚度与股骨头塌陷的关系,通过制作不同软骨下骨厚度的股骨头坏死模型,进行生物力学测试,探讨不同厚度的软骨下骨发生塌陷时的生物力学变化,并且通过影像学分析验证模型的精确性和准确性,为临床上早期预测股骨头塌陷及早采取有效措施防止病情进展和行病灶清除手术时保留软骨下骨的厚度提供合理性依据。方法:选取新鲜英系长白肉猪的全股骨标本共60具。将股骨标本表面软组织剔除干净,从大粗隆下4cm处截断,保留股骨头部分,沿股骨头正中冠状面用摆锯剖开,保留有圆韧带的一侧,立即进行股骨头局部骨密度测试。为了减少因为动物骨骼骨密度的不同而造成生物力学性能的差异,我们采用了随机区组设计。将骨密度值从小到大编号,骨密度值相近的6个配成一个区组,然后在随机数字表中任选一行一列开始的2位数作为1个随机数,每个区组内将随机数按大小排序,区组内序号从1-5的依次制作软骨下骨的厚度为1mm、2mm、3mm、4mm、5mm的股骨头坏死模型,序号为6的不进行任何处理,作为正常对照组。模型的制作方法:连接股骨头剖面上头颈交界处两点,以连线中点为圆心,分别在从9至3点钟方向平均取13个位置,精确测量软骨下骨的厚度并标记该点,将各点连成弧线,用摆锯及新月形摆锯沿标记内侧锯掉股骨头内松质骨,用磨钻精确打磨松质骨,制成厚度均一的股骨头坏死模型。为了保证股骨头模型软骨下骨厚度的精确性,制作同时用机械外径卡规多次测量每个模型不同部位的厚度。将制作好的股骨头坏死模型进行①影像学观察:标本行X线和CT平扫及三位重建,验证制作的股骨头坏死模型厚度的精确性。②行生物力学试验,记录每个模型塌陷时的屈服载荷。将全部数据进行统计学分析,采用SPSS 13.0统计软件,检验水准α=0.05。结果:(1)骨密度结果:骨密度测量值在0.307～0.520g/cm2之间,均数±标准差为0.417±0.041g/cm2。其中0.307-0.399g/cm2者14例,0.400～0.499g/cm2者38例,大于0.500g/cm2者8例。(2)影像学结果:1-6组股骨头坏死模型生物力学测试前可见股骨头软骨下骨厚度均匀一致。(3)生物力学试验测试后股骨头标本大体观察:所有标本经过生物力学测试,股骨头塌陷变形,软骨下骨断裂。(4)生物力学结果: 1-6组的屈服载荷依次为:70.29±8.72、83.02±9.22、167.95±12.28、186.65±13.65、204.15±10.44、931.69±55.46。结论:1通过影像学设备的辅助及验证在离体动物骨骼上可精确制造出不同软骨下骨厚度的股骨头坏死模型。2 ANFH塌陷与软骨下骨的厚度密切相关,股骨头坏死后,软骨下骨的承载力下降,容易出现塌陷,当软骨下骨厚度小于3mm,股骨头塌陷的风险性最大。3临床中股骨头坏死行病灶清除术时,应用C型臂透视,刮除死骨后控制软骨下骨的厚度在3mm以上。