目的:随着社会的发展和人们平均寿命的提高,股骨颈骨折的发生率也逐渐增高。由于股骨颈所处的特殊解剖位置,股骨颈骨折对骨科医师一直是巨大的挑战。至今,其治疗和结果等方面仍遗留有许多未解决的问题。治疗股骨颈骨折所面临的最为主要的问题是骨不愈合及股骨头缺血性坏死。研究发现股骨颈骨折后股骨头缺血性坏死及骨不愈合的发生率与内固定器械的生物力学性能密切相关,目前常用的内固定方式有螺纹钉,斯氏针,空心加压螺钉,动力髋螺钉等。为了尽可能地保护股骨头的血运,减少手术创伤,通过空心加压螺钉固定股骨颈骨折是目前最常用的固定方法。由于其创伤小,固定确实,费用低廉而得从到广泛应用。三枚空心加压螺钉以三角形打入股骨颈,与骨组织结构共同构成一立体的框架结构,有较高的抗剪力,抗弯及抗扭转力,更符合生物力学原理,已被许多学者研究证实并被广大临床医师所接受。但是,同一种器械如果放置的空间布局或位置不同,其抗压,抗张力作用及稳定性也不尽相同。本实验的目的是用力学实验的方法,探讨应用“皮质支撑(cortical support)理论”采用3枚空心螺钉固定股骨颈骨折与非皮质支撑的固定方法进行生物力学对比,为临床上股骨颈骨折空心螺钉最佳进针位置的选择提供理论依据。方法:选用8具防腐成人股骨尸体标本(防腐处理1年左右),5男3女,年龄30~65岁,平均年龄41岁。剔除肌肉及软组织,经肉眼观察及双能X线骨密度仪检查排除骨质破坏,结核,肿瘤及退行性骨关节炎改变。将股骨从每具尸体标本上取下,剥离附着于股骨的软组织,于股骨中下1/3交界处锯断,取上段股骨进行实验。将股骨颈均用钢锯按照人体骨折时最常见的Pauwels 70°角锯断,造成股骨颈骨折模型。将8具尸体随机分成两组,每组4具。解剖复位骨折后将左侧标本按皮质支撑的方法用三枚7.3mm空心加压螺钉固定,具体方法为:第一枚位于股骨颈前上方紧贴前上方皮质;第二枚紧贴下方皮质;第三枚紧贴后方皮质。所有右侧标本按非皮质支撑方法固定,具体方法为:第一枚位于股骨颈前上方,紧贴前上方皮质;第二枚位于股骨颈下方,距下方皮质1.0cm,第三枚位于股骨颈后方,距后方皮质1.0cm。两组的三枚螺钉均平行打入,螺钉的前端距股骨头皮质5-10mm。实验模拟人体单足站立时股骨干与身体呈15°角的情况下进行。将第一组标本进行扭转实验。扭转方向取股骨头向前扭转,以0.2°/S的速度进行扭转,连续记录股骨头扭转角度及扭力矩至固定失败。失败标准为:标本出现骨折,股骨颈或股骨头破裂,扭角-扭矩曲线维持平直或下降。记录其扭转2°,4°及6°时的力矩。第二组标本进行垂直负载实验,以20N/S的速度垂直加载,直至载荷至800N。记录100N,200N,400N,600N,800N时股骨头下沉的位移置。然后进行最大垂直负载测实,直至内固定失败。失败标准为:标本出现骨折,股骨颈或股骨头破裂,力位移曲线维持平直或下降。记录极限载荷。分别应用SPSS13.0统计软件进行统计学处理,进行t检验,P<0.05为差异具有显著性意义,得出结论。结果:经过骨密度仪检测实验组和对照组的骨密度无明显差异。扭转实验中,扭转2°时皮质支撑组和非皮质支撑组的力矩平均为5.127±0.627NM和2.270±0.104NM,扭转4°时为10.406±1.515NM和6.628±1.163NM,扭转6°时为15.328±1.471 NM和9.072±1.570NM ,两组在抗扭转方面有显著差异(P<0.01)。垂直载荷实验中在100N,200N,400N,600N,800N的负载下皮质支撑组股骨头下沉的平均位移分别为:0.132±0.048mm,0.231±0.070mm,0.457±0.106mm,0.677±0.135mm,0.907±0.132mm,非皮质支撑组的平均位移分别为:0.359±0.038mm,0.506±0.046mm,0.674±0.130mm,0.899±0.160mm,1.202±0.152mm。实验组和对照组在100N-800N抗压方面均有显著性差异(P<0.05)。在最大载荷方面,皮质支撑组最大载荷平均为2782±228N,非皮质支撑组平均为1950±281N两组有显著性差异(P<0.01)。结论:本实验通过生物力学的方法,探讨应用“皮质支撑理论”采用3枚空心螺钉固定股骨颈骨折与非皮质支撑3枚空心螺钉固定股骨颈骨折进行生物力学对比研究。根据研究结果得出如下结论:在抗扭转方面:皮质支撑组抗扭转能力明显优于非皮质支撑组;在抗压及最大负载方面:皮质支撑组的生物力学效果亦明显优于非皮质支撑组。本实验结果为临床上股骨颈骨折空心螺钉最佳进针位置的选择提供理论依据。支持应用“皮质支撑(cortical support)理论”采用3枚空心螺钉固定股骨颈骨折,其生物力学效应更好。