随着人口老龄化日趋严重,股骨粗隆间骨折的发病率也日益增多。目前对于股骨粗隆间骨折的治疗,尤其是不稳定的股骨粗隆间骨折的治疗尚存在较多争议。除了经典的髓外固定方法如动力髋、动力髁以及常用的各种锁定板系统以外,髓内固定如股骨近端防旋髓内钉、伽马钉等目前更为广泛的用于临床。股骨粗隆间骨折属于AO/OTA分型中的31A1-3型骨折,约占股骨近端关节囊外骨折数量的8%。考虑到实验标本造模的复杂性,我们分别选择具有代表性的31-A1-3型骨折进行造模并采用电阻应变片的方法在防腐标本上进行生物力学测试。钉板内固定系统一直是粗隆间骨折的重要治疗选择,被广泛用于股骨粗隆间骨折的治疗。动力髋螺钉由拉力螺钉和侧方钢板两部分组成,具有滑动加压的功能,是一种治疗股骨转子间骨折的经典术式。对于不稳定的股骨粗隆间骨折,已有多篇临床文献报道存在较多缺陷,其中最常见的是易导致髋内翻畸形、钢板断裂以及内固定失败等并发症。髓内固定材料是近年来治疗股骨粗隆间骨折的研究热点。由于其力学轴线更靠近人体中心,从理论上来讲其生物力学特性更优于髓外固定系统,但从生物力学角度上,并没有较完善的实验数据说明髓内与髓外内固定的差异,在本文中,我们将从垂直、扭转等多个角度比较髓内与髓外内固定在股骨近端位移、角度位移、扭转角、扭矩以及垂直、扭转刚度上的生物力学区别。本文中,我们对亚洲型股骨近端防旋髓内钉(Asian Proximal femur intramedullary nail antirotation, PFNAII)、动力髁螺钉(Dynamic Condylar Screw, DCS)治疗股骨近端骨折的临床疗效、并发症和禁忌症做了详尽的阐述。对人工股骨头置换与PFNAⅡ治疗老年不稳定股骨粗隆间骨折的临床疗效进行了随机对照研究,获得一些较为重要的临床资料和参数。本课题共分为以下五个部分：1.髓内及髓外内固定治疗股骨粗隆间骨折的生物力学研究。2.髓内及髓外内固定治疗股骨反转子间骨折的生物力学研究。3.亚洲型股骨近端防旋髓内钉(PFNAⅡ)治疗老年股骨粗隆间骨折的临床疗效分析4.动力髁螺钉治疗股骨近端不稳定骨折的临床疗效分析。5. PFNAⅡ与人工股骨头置换术治疗老年不稳定股骨粗隆间骨折的随机对照研究。第一部分髓内及髓外内固定治疗股骨粗隆间骨折的生物力学研究目的：比较股骨近端防旋髓内钉、动力髋螺钉固定股骨粗隆间骨折后的生物力学性能。方法：先测量正常股骨标本的生物力学性能,然后随机制作12具成人股骨粗隆间稳定及不稳定骨折模型,分别以股骨近端防旋髓内钉(PFNA)、动力髋螺钉(DHS)随机进行固定。利用电阻应变片获得垂直或扭转状态下的应变值,利用电子万能材料实验机以及位移传感器获得垂直载荷下的应变及位移值,利用扭转试验机获得实验标本的扭矩、扭转角,制作不同内植物固定后在垂直和扭转应力作用下的统计表并进行统计学比较。测量两组标本的垂直及扭转刚度,对两组内固定物在粗隆间骨折治疗中的生物力学性能进行比较。结果：1.股骨内侧系压应力分布区,股骨外侧及股骨颈上方系拉应力分布区。压应力普遍大于拉应力,股骨干中段承受应力最大。2.植入了内植物的标本应变值分析,DHS主要分担正常股骨拉应力,应力主要集中在第一颗螺钉处；PFNA主要分担压应力,应力主要集中在铰刀尾部以及远端锁钉钉尾部。3.对于31-A1型粗隆间骨折,在生理载荷下,PFNA-DHS在股骨近端位移、角度位移上不存在统计学差异；当扭转角度≤4°时,PFNA-DHS之间的扭矩无明显统计学差异；当扭转角≥6°时,两组数据存在统计学差异,扭动相同角度时,PFNA组需要的扭矩明显大于DHS组。4.对于31-A2型粗隆间骨折,祛除股骨内侧部分皮质的31-A2型标本承担应变较前者更小,更多载荷由内植物承担。PFNA-DHS之间在股骨近端位移、角度位移以及扭矩-扭转角的数据统计上均存在统计学差异。5.同种内植物在不同类型粗隆间骨折中的对比来看,生理载荷下,PFNA组在31-A1、31-A2型中的股骨近端位移、角度位移、扭矩、扭转角上无明显统计学差异；而在DHS组,伴有小转子缺损的31-A2型标本在股骨近端位移、角度位移、扭矩、扭转角上均与31-A1型骨折存在统计学差异,不论股骨近端位移为多少,均存在统计学差异,因此髓内固定对于伴有小转子缺损的粗隆间骨折标本更为稳定。角度位移的对比中,当垂直应力在1000N以内时,PFNA组角度位移无明显统计学差异；而DHS组31-A1与31-A2型对比,不论垂直应力为多少,伴有或不伴有小转子缺损的标本均存在统计学差异,因此对于伴有小转子缺损的粗隆间骨折标本,髓内固定抗剪切能力更强。结论：1.对于不伴有小转子缺损的31-A1型股骨粗隆间骨折,在生理载荷下,PFNA、 DHS从生物力学角度上均适用；2.对于31-A2型病例,PFNA钉在抗垂直压缩、髋内翻、剪切以及扭转的能力均明显强于DHS, DHS不适用于伴有小转子骨折或缺损的病例；3.髓内固定承担的垂直负荷较髓外固定更多,受骨折不稳定的影响相对较小,但刚度增加的髓内固定存在应力遮挡的可能,从而导致骨折不愈合的可能性更大。第二部分髓内及髓外内固定治疗股骨反转子间骨折的生物力学研究目的：比较亚洲型股骨近端防旋髓内钉、动力髁螺钉、动力髋螺钉固定股骨反转子间骨折后的生物力学性能。方法：测量正常股骨的生物力学性能后,制作18具成人股骨反转子间骨折模型,分别以股骨近端防旋髓内钉(PFNA)、动力髁螺钉(DCS)、动力髋螺钉(DHS)随机进行固定。利用电阻应变片和位移传感器测量实验数据,制作不同内植物固定后,垂直应力作用下应力-股骨近端位移以及应力-骨折近段角度位移统计表,同时在扭转应力作用下制作扭转角-扭矩统计表。测量三组标本的垂直及扭转刚度并进行统计学比较,对三种不同内固定物在反转子间骨折治疗中的生物力学性能进行比较。结果：垂直载荷作用下,股骨近端下沉位移<1.0mm时(垂直应力小于500N以内),PFNA、DCS两组之间的轴向应力值无明显统计学差异;超过生理负荷后两实验组之间存在统计学差异,且PFNA抗垂直压缩能力强于DCS,但PFNA应力遮挡较DCS更为明显;DHS抗垂直负荷与PFNA存在统计学差异。扭转应力作用下,PFNA与DCS、 DHS两组之间的扭矩存在统计学差异；PFNAII组抗扭转强于DCS及DHS组,而DCS-DHS两组之间的扭矩始终无明显统计学差异。三组不同内植物的刚度比较中,PFNA的垂直及扭转刚度最强,而DCS与DHS的扭转刚度无明显统计学差异。结论：PFNA抗垂直及扭转应力的作用强于DCS和DHS。在生理载荷下,PFNA及DCS均可用于股骨反转子间骨折的治疗,但PFNA应力遮挡率较高。DHS固定组易导致固定失败,不建议DHS治疗股骨反转子间骨折。第三部分亚洲型股骨近端防旋髓内钉(PFNA-Ⅱ)治疗老年股骨粗隆间骨折的临床疗效分析目的：探讨亚洲型股骨近端防旋髓内钉(PFNA-Ⅱ)治疗老年股骨粗隆间骨折的临床疗效。方法：2011年3月至2012年12月,应用亚洲型股骨近端防旋髓内钉(PFNA-Ⅱ)治疗127例老年股骨粗隆间间骨折患者,男49例,女78例；平均年龄74.3±15岁(60～95岁)。采用改良Evans分型：Ⅰ型37例,Ⅱ型42例,Ⅲ型26例,Ⅳ型15例,V型7例。对术中出血量、手术时间、切口总长度、C壁透照次数进行统计,采用Harris评分对术后随访的疗效、并发症进行评价。结果：术中统计手术时间平均为42.5min(35～90min),术中失血量平均为107.5mL(65～410mL),术中C壁透视次数2.5±1.4次(2～4次)；切口总长度6.5±1.8cm (5.5～11.0cm).围手术期未并发严重并发症。所有患者术后获6～24个月(平均12.5个月)随访,复查X片示颈干角134±13°(120°～150°),骨折临床愈合时间14±2.5周(11-19周),术后半年患髋Harris评分平均为86.5±19.5分(65～100分),其中优29例(22.83%),良76例(59.84%),中20例(15.74%),差2例(1.57%),优良率达82.67%。无髋内翻、内置物切出及周围骨折等并发症发生,14例患者存在大腿外侧疼痛(11.02%),5例大腿内侧疼痛(3.94%),4例疼痛较重者给予对症治疗后好转。结论：亚洲型股骨近端防旋髓内钉(PFNA-II)治疗老年股骨粗隆间骨折具有手术操作简单,并发症少,临床疗效好等优点,但其长期疗效如何,是否存在其他并发症尚需大样本、多中心观察。第四部分动力髁螺钉治疗股骨近端不稳定骨折的临床疗效分析目的：探讨应用动力髁螺钉(Dynamic Condylar Screw, DCS)治疗股骨近端不稳定骨折的方法,评价其术中、术后情况及临床疗效。方法：自2004年1月-2012年9月对45例股骨近端骨折(股骨逆粗隆间骨折18例,股骨粗隆下骨折27例；男性17例,女性28例)采用闭合复位动力髁螺钉内固定进行治疗。全部病例均得到1-3年随访,在患者平均年龄、体重指数、手术时间、术中失血量、X线投照次数、术中、术后输血量,术后伤口引流量,术后颈干角、骨折愈合时间(患者开始完全负重时间)等方面进行统计,并进行Harris评分。结果：骨折全部愈合,无断钉、断板、骨不连等并发症。Harris评分为优16例,良18例,中7例,差4例。优良率75.56%,合格率91.11%。结论：动力髁螺钉能有效治疗股骨近端不稳定骨折。但对于高龄、肥胖患者是否应用应权衡利弊,如必须选用DCS则需适当延长术后开始负重以及完全负重时间。第五部分PFNA II与人工股骨头置换治疗老年不稳定股骨粗隆间骨折的随机对照研究目的：本研究的目的是将股骨近端防旋髓内钉与骨水泥型人工股骨头置换治疗老年不稳定股骨粗隆间骨折的临床疗效进行对比。方法：2010年1月至2012年10月,将52名平均年龄77.5岁(67-92岁),A0分型31-A2型的股骨粗隆间骨折患者纳入研究范围。随机将其中22例患者采用骨水泥型人工股骨假体置换,另30例患者采用亚洲型股骨近端防旋髓内钉(PFNAⅡ)治疗,对术中出血量、术后伤口引流量、手术时间、以及术后开始负重时间进行统计。分别于术后4、6周,3、6、12、24个月进行复诊,检查患肢功能并使用Harris评分对术后随访的疗效、并发症进行评价。结果：所有患者均于术后获的12.5±5.5个月(6-24个月)随访。人工股骨头置换组平均手术时间为82.4min (55～122min),术中失血量为310.5ml (170-820ml),术后伤口引流量为210ml (90-340ml),输血量225ml (0-800ml),术后开始部分负重时间5.5天(3-9天),末次随访Harris评分75.9分(62-86)分；优良率达77.27%。PFNAⅡ组分别为平均手术时间为42.5min(35～90min),术中失血量为102.5mL(65～350mL),术后伤口引流量为65ml (35-110ml),输血量85ml (0-400ml),术后开始部分负重时间29.3天(25-42天),末次随访Harris评为分81.9分(71-88)分,优良率达80.00%。两组在术中出血量、术后伤口引流量、输血量、手术时间、术后开始负重时间上存在统计学差异；PFNAⅡ组在术中出血量、伤口引流量、输血量上较人工股骨头置换组更少,手术时间更短,但人工股骨头置换组负重较早,在术后末次Harris评分上两组不存在统计学差异。结论：对于老年不稳定型股骨粗隆间骨折的治疗,PFNA-Ⅱ应作为首选治疗方式,对于严重骨质疏松或有特殊要求需早期下地负重的患者可考虑选择人工股骨头置换术。